Ім'я файлу: Реферат.docx
Розширення: docx
Розмір: 61кб.
Дата: 01.10.2020
Пов'язані файли:
Економіка.docx

Реферат

Тема: «Електромагнетизм»

План

1. Електромагнітна індукція.

2. Електрорушійна сила індукції.

3. Струми Фуко.

4. Явище самоіндукції. Індуктивність.

5. Магнітні властивості тел.

Підготувала учениця групи 26 ок

Суботіна Елла

Електромагнітна індукція. Основоположником теорії про електромагнітне поле є Фарадей. Він встановив, що магнітне поле, що змінюється в часі, здатне породжувати електричне, а електричне поле здатне породжувати магнітне.

Явище електромагнітної індукції полягає у виникненні електричного струму в провідному контурі, який або покоїться в змінному магнітному полі, або рухається в постійному магнітному полі таким чином, що число ліній магнітної індукції, які пронизують контур, міняється.

У замкнутому провідному контурі виникає струм при зміні числа ліній м агнітної індукції, що пронизують площу, обмежену цим контуром.

І чим швидше міняється число ліній магнітної індукції, тим більше виникаючий струм. При цьому причиною зміни числа ліній магнітної індукції може бути і зміна величини магнітної індукції, що пронизує нерухомий провідник, наприклад унаслідок зміни сили струму в сусідній котушці, або зміна магнітної індукції унаслідок руху котушки в неоднорідному магнітному полі, густина ліній якої міняється в просторі.

Розглянемо роботу магнітного поля.



Хай в однорідному магнітному полі з індукцією   розташований прямолінійний провідник АВ, по якому проходить струм I в напрямі перпендикулярному індукції. Провідник може переміщатися уздовж рейок. На струм I магнітне поле діє з силою F = BIl. Якщо провідник під дією сили переміститься на відстань d, то виконується робота А = Fd = BIld = BIS. Звідси витікає, що робота по переміщенню провідника із струмом в магнітному полі залежить як від сили струму в провіднику, так і від добутку BS, який прийнятий називати магнітним потоком.

Р озглянемо плоский замкнутий провідник (контур), поміщений в однорідне магнітне поле, площа поверхні якого дорівнює S. Нормаль   до площини провідника складає кут  з напрямом вектора магнітної індукції  .

Потоком магнітної індукції Ф через поверхню площі S називають величину, рівну добутку модуля вектора магнітної індукції   на площу S і косинусом кута  між векторами   і   (нормаллю до поверхні). Ф = ВS Cos

Потік магнітної індукції наочно можна тлумачити як величину, пропорційну числу ліній вектора, пронизливих поверхню площі S.

Робота, що виконала сила Ампера при переміщенні в магнітному полі провідника із струмом, рівна А = IФ, де Ф - магнітний потік крізь поверхню, яку описує провідник при своєму русі.

Якщо переміщається замкнутий провідник із струмом, то А = IФ, де Ф - зміна магнітного потоку крізь обмежену контуром поверхню при переміщенні контура з одного положення в інше.

Робота виконана за рахунок енергії джерела струму.

Фізичне значення магнітного потоку  : магнітний потік через певну площу чисельно рівний роботі, вчиненій магнітним полем при переміщенні в ньому перпендикулярно вектору магнітної індукції   провідника з о диничним струмом.

Індукований струм. При наближенні магніту до кільця (малюнок зліва) магнітний потік щодо контура збільшується, вектор швидкості зміни індукції магнітного поля   на осі кільця позитивний  >0.

Кільце відштовхнеться від магніту. Вектор   індукції магнітного поля, створеного індукційним струмом в кільці, спрямований по вісі кільця протилежно вектору індукції магнітного поля постійного магніту. Іншими словами, магнітний потік індукційного струму прагне компенсувати зміну магнітного потоку постійного магніту, тобто прагне утримати величину магнітного потоку постійного магніту крізь кільце постійною.

При віддаленні постійного магніту від кільця (малюнок справа) магнітний потік зменшується. Кільце притягується до магніту. В кільці наводиться індукційний струм, направлений протилежно. Напрям ліній індукції магнітного поля кругового струму зміниться на протилежне. І в цьому випадку магнітний потік індукційного струму в кільці прагне компенсувати зменшення магнітного потоку, створеного постійним магнітом.

При збільшенні потоку магнітної індукції через витки котушки індукційний струм має такий напрям, що створюване їм магнітне поле перешкоджає наростанню потоку магнітної індукції через витки котушки. Адже вектор індукції цього поля  ' направлений проти вектора індукції  , що породжує електричний струм. Якщо ж потік магнітної індукції через котушки слабшає, то індукційний струм створює магнітну індукцію  ', щоб збільшити потік магнітної індукції вектора  .

Електрорушійна сила індукції. Величина індукованого струму залежить від швидкості зміни магнітного потоку в котушці, числа витків, а також від матеріалу провідника. Виникаючий струм тим більше, чим менше електричний опір котушки (за інших рівних умов). Поява індукованого струму свідчить про те, що за наявності електромагнітної індукції в провіднику виникає електрорушійна сила.

Величина струму I визначається законом Ома: I= , де R - повний опір ланцюга, рівний сумі опорів котушки і решти частин ланцюга, а ε - електрорушійна сила індукції.

При електромагнітній індукції саме е.р.с. індукції, а не індукований струм є основною характеристикою, оскільки величина струму залежить від опору провідника. Так, наприклад, в двох рівних за розмірами і однакових формою контурах е.р.с. буде однаковий, а величина струму більша в тому контурі, опір якого менше. Необхідно відзначити, що е.р.с. індукції виникає у всьому індукційному ланцюзі, тобто у всіх точках ланцюга, де відбувається зміна потоку магнітної індукції.

Величина е.р.с. індукції пропорційна швидкості зміни магнітного потоку, що проходить через контур: ε = – .

Знак «мінус» у формулі означає, що при збільшенні магнітного потоку, пронизливого провідний контур ( >0), е.р.с. індукції буде негативний і виникаючий індукційний струм протидіятиме збільшенню магнітного потоку; при зменшенні магнітного потоку ( <0) е.р.с. буде позитивною і індукційний струм підтримуватиме спадаючий магнітний потік. У тому випадку, коли величина магнітного потоку з часом змінюється нерівномірно, рівняння дає середнє значення е.р.с.

У котушці з n витками е.р.с. в n рази більше, ніж в одному витку: ε = –n

Напрям е.р.с. індукції визначається правилом Ленца. Рівняння використовується в системі СІ для встановлення одиниці магнітного потоку. Узявши ε = 1 В, t = 1с, одержимо = 1 Вб. Цю одиницю назвали вольт- секундою або вебером. Таким чином, вебер є таким магнітним потоком, зменшення якого до нуля за 1с викликає появу в індукційному контурі е.р.с. індукції, рівної 1В. Одиниця магнітної індукції 1 Тл = 1  .

Для визначення напряму індукованого струму в провіднику зручно використовувати правило правої руки, що витікає із закону Ленца: якщо розташувати долоню правої руки так, щоб в неї входили магнітні силові лінії, а відставлений на 90о великий палець указував напрям руху провідника, то витягнуті пальці вкажуть напрям струму.

Е нергія магнітного поля.

Хай в котушці сила струму змінюється від 0 до I. Тоді магнітний потік Ф змінюється від 0 до LI. Величина роботи, вчиненої джерелом струму, чисельно рівна площі під графіком Ф(I):  .

Струм, що проходе по контуру, створює магнітне поле, енергія якого пропорційна індуктивності контура і квадрату сили струму в ньому  .

Енергія магнітного поля розосереджена по всьому об'єму. Якщо індуктивність котушки з n витками  , де l - довжина котушки, S - площа поперечного перетину, а вектор магнітної індукції  , то енергія магнітного поля  , де V - об'єм магнітного поля, рівний об'єму котушки.

Електромагнітне поле. Не можна створити змінне магнітне поле без того, щоб одночасно в просторі не виникло і електричне поле. І навпаки, змінне електричне поле не може існувати без магнітного.

Електричне і магнітне поле - прояв єдиного цілого - електромагнітного поля, тому вони не існують один без одного.

Енергія електричного поля 

Енергія магнітного поля 

Енергія електромагнітного поля  +

Густина енергії електромагнітного поля  +
скачати

© Усі права захищені
написати до нас