Явление ЭМИ. Закон Фарадея. Вихревые токи — Студопедия

Поделись  

К началу К следующей лекции

К содержанию К титулу

[1] М. Фарадей (1791–1867) – английский физик.

В 1821 году Эрстед обнаружил, что любой ток создает вокруг себя магнитное поле. Возник вопрос: способно ли магнитное поле порождать электрический ток? Само сочетание «ЭМИ» означает создание электричества с помощью магнетизма.

Фарадей обнаружил, что в проводящем контуре возникает электрический ток при изменении магнитного потока через контур (рис.1). Он показал, что величина индукционного тока зависит не от , а от (вводя в соленоид с током железный сердечник, ).

ЭМИ — явление возникновения индукционного тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока через площадь, ограниченную этим контуром.

Экспериментально было установлено, что величина I_i не зависит от способа изменения Ф, а определяется лишь скоростью его изменения. Максвелл обобщил результаты экспериментов Фарадея и сформулировал закон ЭМИ в математическом виде.

Если в контуре протекает ток I_i, значит, в нем действует э.д.с., которая получила название э.д.с. ЭМИ.

Закон Фарадея для ЭМИ:

.

Э.д.с. ЭМИ в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром, взятой со знаком «минус».

деформация изменение В вращение

контура

При экспериментах можно наблюдать эффект, который дает каждое из слагаемых. Знак «минус» имеет принципиальное значение и отражает закон сохранения энергии. Вначале он был установлен экспериментально профессором Петербургского университета Э.Х. Ленцем в 1834 году.

Правило Ленца: индукционный ток всегда направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать причине, его вызвавшей.

Немецкий физик Г. Гельмгольц показал, что основной закон ЭМИ является следствием закона сохранения энергии.

Рассмотрим замкнутый проводящий контур, помещенный в неоднородное магнитное поле. Если в него включить гальванический элемент (рис. 2), то под действием сил Ампера незакрепленный контур придет в движение.

— работа, совершенная силой Ампера при перемещении контура,

— изменение магнитного потока сквозь площадь контура за время ,

— работа, совершаемая током за время по преодолению электрического сопротивления цепи,

— полная работа за время , совершаемая гальваническим элементом.

— по закону сохранения энергии.

, где

Таким образом, при изменении магнитного потока, сцепленного с контуром, в контуре возникает добавочная .

Природа ЭМИ.

1. Если проводник движется в постоянном магнитном поле, возникновение ЭМИ объединяется действием силы Лоренца на заряды внутри проводника (свободные электроны). Между концами проводника возникает разность потенциалов (рис. 3), т.е. электрическое поле с напряженностью . Перераспределение свободных электронов прекращается, когда сила, действующая на них со стороны электрического поля, равна F

л.

, если ,

(т.к. ), , ,

,

где — магнитный поток сквозь поверхность, прочерчиваемую проводником при его движении.

Если проводник замкнуть, в нем возникнет :

, где- сопротивление проводника.

Направление определяется правилом правой руки: если ладонь правой руки расположить так, чтобы магнитные силовые линии входили в нее, а большой палец, отставленный на 90⁰ сонаправить с движением проводника, то 4 вытянутых пальца покажут направление .

2. Если неподвижный замкнутый проводник находится в переменном магнитном поле, сила Лоренца не действует на неподвижные заряды. Максвелл предположил, что переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве переменное вихревое электрическое поле, которое является причиной возникновения в неподвижном проводнике.

Циркуляция вектора напряженности этого поля по любому неподвижному замкнутому контуру L представляет собой :

Вихревые токи (токи Фуко)

Индукционные токи могут возбуждаться и в сплошных массивных проводниках, при этом замкнутая цепь индукционного тока образуется в толще самого проводника и они носят вихревой характер.

Вихревые токи вызывают сильное нагревание проводников. Впервые на это обратил внимание французский физик Л. Фуко.

Применение токов Фуко.

1. Тепловое действие токов Фуко используют в индукционных печах. Такая печь представляет собой катушку, питаемую высокочастотным током большой силы, внутрь которой помещают проводящее тело, которое разогревается токами Фуко до плавления. Так осуществляют плавление металлов в вакууме для получения материалов высокой чистоты.

2. Прогрев внутренних металлических частей вакуумных установок для их обезгазживания.

3. Для успокоения (демпфирования) подвижных частей различных приборов. Токи Фуко, как индукционные токи, подчиняются правилу Ленца. Если между полюсами не включенного электромагнита массивный медный маятник совершает практически незатухающие колебания, то при включении тока он испытывает сильное торможение и очень быстро останавливается. Это объясняется тем, что возникающие токи Фуко направлены так, что действующая на них со стороны магнитного поля сила Ампера тормозит движение маятника.

Во многих случаях токи Фуко нежелательны. Так сердечники трансформаторов набирают из тонких пластин, разделенных изолирующими прослойками, для предотвращения потерь энергии на нагревание.

Явление ЭМИ применяется для преобразования механической энергии в энергию электрического тока. Для этого используются генераторы переменного тока, принцип действия которых основан на возникновении e_i в рамке, вращающейся в однородном магнитном поле.



Электромагнитная индукция. Явление электромагнитной индукции (ЭМИ)

Похожие презентации:

Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов

Газовая хроматография

Геофизические исследования скважин

Искусственные алмазы

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Воздушные и кабельные линии электропередач

Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Магнитные аномалии

Нанотехнологии

1.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

2. 1. ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ (ЭМИ)

В 1831 г. М. Фарадей обнаружил, что в
замкнутом проводящем контуре возникает
(индуцируется) электрический ток при
изменении потока магнитной индукции (B )
через поверхность, ограниченную этим контуром.
Это явление называют
электромагнитной индукцией, а
возникающий ток – индукционным.
Майкл Фарадей
1791 – 1867
английский физик
и химик

3. 2. Формальные причины явления ЭМИ

Ф BdS BdS cos
S
S
Четыре причины изменения магнитного потока:
Контур перемещается в неоднородном поле
B const.
1.
2. Неподвижный контур в переменном поле B B(t ) .
3. Деформация контура (S=S(t)).
4. Изменение ориентации плоскости контура по
отношению к индукции магнитного поля α=α(t).

4. 3. ПРАВИЛО ЛЕНЦА

Эмилий Христианович Ленц
1804 – 1865
российский физик и электротехник
Возникающий в контуре ток (индукционный) всегда
препятствует причине его вызывающей
Ф 0
Ф 0
S
S
N
N
Ii
Bi
B
Ii
Bi
Bi
B
Bi

6.

4. ЗАКОН ФАРАДЕЯ ДЛЯ ЭМИ— величина ЭДС, индуцируемой в контуре, равна скорости
изменения потока магнитной индукции.
dФ
i
dt
— для контура
dФ
i N
dt
или
— для катушки
(соленоида)
d
i
dt
— здесь — полный магнитный
поток или потокосцепление
Знак «минус» в законе Фарадея отражает
правило Ленца!!!
ВОПРОС: на каком участке ЭДС индукции
максимальна? равна нулю? Почему?
1
i
2
3
4
5

8. 5. ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Пусть полный магнитный поток, сцепленный с некоторым контуром,
изменяется от 1 до 2 . Найдем заряд q, который протекает при этом
через каждое сечение контура.
Мгновенное значение силы тока в контуре определим по закону Ома:
i
1 d
I
;
R
R dt
1 d
d
dt
.
dq Idt dq
R dt
R
q
R

9. 6. ВИХРЕВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Результирующая сила Лоренца
перпендикулярна полной скорости
электрона, поэтому ее работа равна нулю.
Роль сторонней будет
выполнять внешняя сила,
поддерживающая движение перемычки.
В случае неподвижного контура и
переменного во времени магнитного поля
роль сторонней силы выполняет вихревое
электрическое поле, порождаемое
переменным магнитным полем.
dФ
A*
i
; i
;
dt
q
A* qE *dl i E *dl ;
dФ d
B
BdS dS
dt dt
t
B
E dl t dS .
*

10. 7. ВИХРЕВЫЕ ТОКИ ФУКО

Индукционные токи, возбуждаемые в сплошных
массивных проводниках, называют токами Фуко
или вихревыми токами.
Электрическое
сопротивление
массивного
проводника мало, поэтому токи Фуко могут
достигать очень большой силы. В соответствии с
правилом Ленца токи Фуко выбирают внутри
проводника такие пути и направления, чтобы своим
действием препятствовать причине их вызывающей.

English     Русский Правила

Эми Фарадей, Великобритания | Chambers Profiles

/Home/UK/Amy Faraday

Профиль юристов

UK 2023: Реструктуризация/банкротство

Профиль юристов | Великобритания 2023: Реструктуризация/несостоятельность

Эми Фарадея

Откройте для себя другие адвокаты, занятые в этой практике

Up and Befing

James Watson

2 года.

3 года заняли

FreshFields Bruckhaus Deringer

Профиль View

Sinjini Saha

1 года. LLP

Просмотреть профиль

Oonagh Steel

2 года рейтинга

Goodwin

Просмотреть профиль

Обзор Chambers

Предоставлено Chambers

Великобритания

Реструктуризация/банкротство – Лондон (фирмы)

Партнеры, за которыми стоит следить

Эми Фарадей – юрист Fried Frank, репутация которой растет благодаря ее работе в сфере реструктуризации и банкротства. Она регулярно помогает корпоративным клиентам и клиентам-кредиторам по сложным и дорогостоящим поручениям.

Посмотреть рейтинговую таблицу

Фильтровать по

Лондон (фирмы)

Банковское дело и финансы: Big-Ticket

---

Neil Caddy

Полоса 5

Просмотр профиля

Банковский и финансы: Фонд Финансы

---

Кэтрин Сесил

Полоса 2

Профиль профиль

Капитал Марки: Equity

---

Ashar Qureshi

Band 3

Профиль

Johla Saaty

3

Band 3

Профиль

Johla Saatory

3

Band 3

Профиль

3 9003

. Просмотр профиля

Закон о конкуренции

---

Тобиас Каспари

Группа 5

Просмотр профиля

Недвижимость: £150 млн и выше

---

Даррен Роджерс

Группа 6

Просмотр профиля

Реструктуризация/несостоятельность

---

Эшли Кац

БАНД 5

Профиль профиль

Эми Фарадея

АССОЦИАТА Финансовые услуги: Неконфликтный Регуляторный

---

Gregg Beechey

Band 4

Просмотр профиля

Инвестиционные фонды: Private Equity

---

Kate Downey

полоса 1

Профиль профиля

Mark Mifsud

полоса 1

Просмотр профиля

Инвестиционные фонды: прямой акционерный капитал: кредитные фонды

---

Kate Downey

Специальное освещение. Джеймс Ренахан

Группа 3

Просмотр профиля

Настоящие домохозяйки округа Ориндж Резюме с Эми Ласс: Сезон 14 Эпизод 1: Новый друг, новое пламя

Новый сезон настоящих домохозяек округа Ориндж (RHOC) начался 14-го числа год подряд. Можно предположить, что в шоу участвуют женщины с обручальными кольцами на левой руке, и если это так, то они ошибаются. Реалити-шоу документирует жизнь шести женщин, трое из которых замужем, две разведены и одна находится в процессе бракоразводного процесса.

Развод является основной темой шоу, поскольку он оказывает огромное влияние на жизни тех, кто через него проходит. Эми Ласс — адвокат по семейному праву из Сан-Диего и партнер Griffith, Young, & Lass. Она эксперт по всем вопросам развода, брачных соглашений, опеки над детьми, супружеской поддержки и брака. Когда Ласс не судится, она жена и мать. Каждую неделю она будет делиться своим мнением и опытом по всем вопросам RHOC. Возьмите напиток и, пожалуйста, не садитесь за руль одновременно (отсылка, которую вы скоро поймете, продолжайте читать), и наслаждайтесь!

Эпизод начинается с Шеннон ШТОРМС Биадор — я решил использовать ее девичью фамилию с большой буквы, так как это ее сезон, когда она официально разведена.

«Веселье, Шеннон, БАМ!», вернулась, — говорит Шеннон продюсерам в своей исповеди.

После двух лет того, что она считала адом, она вернулась к своему ритму. Мы видим, как Шеннон и три ее дочери идут в фитнес-центр на индивидуальную тренировку. Недавно разведенная домохозяйка счастлива, здорова и впечатляюще сбросила в общей сложности 40 фунтов. В предыдущих сезонах зрители видели, как ее жизнь рушится, поскольку ее брак подходит к концу, и в результате она стала нездоровой и набрала вес из-за стресса, беспокойства и депрессии. Столы повернулись, и на этот раз она танцует на них. Ее слоган говорит именно об этом, и теперь я буду следить за сценами танцев Шеннон за столом.

«Слава богу, мой брак распался, кто бы мог подумать, что я это скажу?» говорит Шеннон.

Это обычно говорят мои клиенты, когда завершают развод и обретают перспективу. Я призываю своих клиентов обращаться к терапевту до, во время и после развода, чтобы дать им руководство и совет в трудные времена.

Мы не только видим, что Шеннон чувствует себя более счастливой в целом, мы также видим, как она рассказывает о своей личной жизни и о том, как это весело. Шеннон была со своим бывшим супругом почти двадцать лет, и теперь она начинает все сначала. Это монументально для нее вернуться в мир свиданий. Требуется много мужества, чтобы позволить людям увидеть вас в таком почтенном состоянии, и столько же мужества, чтобы вернуться в мир свиданий после столь долгого брака.

Я рад, что мои клиенты снова завоевывают доверие, как и Шеннон. Улыбка и настроение Шеннон поднялись, и вы можете видеть, что она стала больше любить себя. Обретение внутреннего спокойствия, принятия и любви к себе отразится на всех сферах жизни. Ласс знает, что в мире семейного права клиент также становится лучшим родителем. «Fun Shannon», мы здесь для вашего второго акта!

Джина Киршенхайтер — еще одна домохозяйка, которая идет по стопам Шеннон. Джина присоединилась к актерскому составу RHOC в его 13 сезоне как замужняя женщина. В ее сюжетной линии она, а затем и муж, в течение сезона становились все более и более отдаленными. В прошлом сезоне я столько раз хотел написать Джине прямое сообщение в Instagram и попросить ее позвонить мне. В любом случае, это было в прошлом сезоне, и теперь эта мама троих детей пошла дальше и работает над своей лучшей игрой для родителей.
Скоро разведенная женщина начинает сезон в своем новом доме, проводя экскурсию по фейстайм своему отцу. Джина говорит в исповеди о своем разводе и сообщает эту новость своим детям, говоря, что им от этого лучше. Жизнь ищет Джину! Ой, подождите, мы говорили слишком рано.

Помните упоминание о вождении в нетрезвом виде? Не очень домохозяйка больше находится в ожидании развода, который включает вопросы опеки над детьми. В январе этого года Джина получила вождение в нетрезвом виде после мероприятия, которое она назвала «событием мамы», где вино лилось рекой.
«Мой худший определяющий момент в жизни», — сказала Джина, говоря о своем вождении в нетрезвом виде, вытирая слезы с глаз.

«Я допустила ошибки в округе Ориндж, но я исправлю их через минуту в Нью-Йорке», — говорит Джина в своем слогане. Мы очень на это надеемся, Джина.

Я была на многих мероприятиях для мам и наслаждалась вином. Я уверен, что Джина это уже знает, но ей следовало вызвать Uber. Вождение в нетрезвом виде никогда не бывает хорошей вещью, и могло быть намного хуже. Когда кто-то садится за руль в нетрезвом виде, он рискует причинить вред другим или себе. Тариф Uber всегда стоит того. Теперь Джина сталкивается с последствиями своих действий.

Ошибки, связанные с алкоголем, приводят к ужасным последствиям в делах об опеке. Те, кто участвует в споре об опеке, должны помнить, что у судей есть сотни, если не тысячи дел одновременно. Судья не может углубляться в особенности вашего DUI по сравнению с другими, чтобы определить, было ли ваше DUI просто ошибкой или у вас проблемы с алкоголем. Судьи склонны ошибаться в сторону осторожности, потому что дети подвергаются риску, а последствия вождения в нетрезвом виде могут быть разрушительными.

Мы все совершаем ошибки, но, находясь под микроскопом развода, эти ошибки могут иметь разрушительные последствия для вашего драгоценного времени с вашими детьми. Бывший Джины решил проявить сострадание и, по-видимому, не был обеспокоен тем, что у Джины проблемы с алкоголем — даже если бы он не был обеспокоен, он мог бы использовать вождение в нетрезвом виде как оружие против нее, так что респект ему за то, что он этого не сделал. .

Это не относится к Шеннон в вопросах опеки над детьми. Когда Шеннон узнала о вождении Джины в нетрезвом виде, она разозлилась. Она даже не совершила той же ошибки, что и Джина; однако ее бывший муж даже близко не проявил сочувствия. В 13 сезоне мы видим, как Джина говорит за спиной Шеннон, говоря, что она «занималась самолечением» в поездке с девушкой, когда пила чистую водку.

Из-за слухов и съемок шоу, в котором Шэннон изображается страдающей алкоголем, ей пришлось предстать перед судом. Шеннон потратил «десятки тысяч долларов», споря в суде по поводу этой сплетни.