Презентация на тему Электромагнитная индукция

индукции В че-рез площадку dS (магнитный поток), [Вб]
- проекция

α – угол между вектором В и нормалью к площадке

Поток вектора магнитной индукции В через произвольную площадь S:

Если магнитное поле однородное (B = const):

Магнитный поток – это скалярная физическая величина, равна скалярному произведению вектора магнитной индукции на вектор площади контура.

виток соленоида площадью S (поле внутри соленоида однородное и

Где - магнитная индукция внутри соленоида

Полный магнитный поток, сцепленный со всеми N витками соленоида, - потокосцепление Ψ:

- полный магнитный поток вектора В сквозь соленоид

г.
В замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, охватываемого

Значение индукционного тока не зависит от способа изменения магнитного потока, а зависит от скорости его изменения.

Фарадеем установлена связь между электрическими и магнитными явлениями.

– ЭДС индукции, [В]
R – сопротивление проводника
Закон Фарадея:

- Закон Фарадея

- скорость изменения магнитного потока

Знак «-» показывает, что при увеличении магнитного потока (dФ/dt > 0), поле индукционного тока направлено навстречу ему (εi < 0).

с током I помещен в однородное магнитное поле, перпендикулярное

Работа источника за время dt складывается из работы на джоулеву теплоту (I2Rdt) и работы перемещения проводника (IdФ):

Где

ε – ЭДС источника тока,
R – полное сопротивление контура,
dФ – пересеченный проводником магнитный поток,
I – сила тока

- закон Фарадея

возникающий при относительном движении проводящего контура и источника магнитного

тока:
Определить направление внешнего магнитного поля В;

Определить увеличивается или уменьшается

магн. поле:
Пусть рамка площадью S вращается в однородном магнитном

Рамку пронизывает магнитный поток

Угол поворота рамки в момент времени t:

При вращении в рамке возникает ЭДС индукции:

На этом принципе работают генераторы переменного тока.
Частота переменного тока, принятая в России

движении проводника со скоростью v за время dt, он

При движении проводника в нем возникает ЭДС индукции:

Фуко — это вихревые замкнутые электрические токи в массивном

Проявление токов Фуко:
Торможение движущихся проводников в магнитном поле;
Нагревание проводников, движущихся в магнитном поле;
Неравномерное распределение переменного тока по сечению толстого проводника, «вытеснение» быстропеременного тока на поверхность проводника (скин-эффект).

тока в контуре:
L – коэффициент пропорциональности между Ф

L – индуктивность , [Гн]

Индуктивность зависит от:
геометрических свойств контура (формы, размеров);
магнитных свойств среды, в которой он находится.

Очень большой индуктивностью обладают соленоиды с сердечниками из магнитных материалов.

Индуктивность соленоида зависит от:
длины соленоида L;
площади сечения соленоида S;
числа витков N;
магнитной проницаемости сердечника µ.

Индуктивность соленоида

массы в механике).

Чем больше индуктивность, тем сложнее изменить силу

- условное обозначение проводников, обладающих индуктивностью

индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы

εsi – ЭДС самоиндукции, [В]

Если - ток нарастает, то ЭДС самоиндукции препятствует
резкому нарастанию тока (ε < 0);

Если - ток убывает, то ЭДС самоиндукции препятствует
резкому убыванию тока (ε > 0).

размыкании цепи:
- начальное значение тока
Индукционные токи препятствуют

- при размыкании ток в цепи убывает экспоненциально

- время релаксации, [с] – время, в течение которого сила тока уменьшается в е раз

- установившееся значение тока при времени t → ∞

- при замыкании ток в цепи возрастает экспоненциально

ЭДС индукции в одном из контуров при изменении силы

Рассмотрим два неподвижных контура (1 и 2), расположенные близко друг от друга. Если в контуре 1 протекает ток I1, то магнитный поток, создаваемый этим током, прямо пропорционален I1. Обозначим через Ф21 часть потока, пронизывающую контур 2. Тогда

где L21 — коэффициент пропорциональности

Если ток I1 меняет свое значение, то в контуре 2 индуцируется ЭДС ξi2 равная и противоположная по знаку скорости изменения магнитного потока Ф21, который создается током в первом контуре и пронизывает второй:

B1

B1

B2

B2

магнитный поток пронизывает первый контур. Если Ф12 — часть

где L12 — коэффициент пропорциональности

- коэффициент взаимной индукции

Коэффициент взаимной индукции зависит от:
Формы и размеров контуров;
Магнитной проницаемости окружающей среды;
Взаимного расположения контуров.

коэффициент взаимной индукции
N1, N2 – число витков первой и

Магнитная индукция поля I катушки:

Магнитный поток сквозь один виток II катушки:

Полный магнитный поток (потокосцепление) сквозь вторичную обмотку:

Первая катушка – первичная обмотка,
Вторая катушка – вторичная обмотка

состоящее из набора индуктивно связанных обмоток на каком-либо сердечнике

Принцип действия трансформатора основан на явлении взаимной индукции.

Применение трансформаторов:
Для преобразования электрической энергии в сетях;
Для повышения (понижения) напряжения;
Для снижения первичного тока до величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации;
Для преобразования импульсных сигналов с минимальным искажением формы импульса;
Для повышения безопасности электросетей, при случайных одновременных прикасаниях к земле и токоведущим частям.

протекает переменный ток I1, он создает в сердечнике трансформатора

— ЭДС индукции в первичной обмотке;

— ЭДС индукции во вторичной обмотке;

k = N2/N1— коэффициент трансформации;

Из закона сохранения энергии:

N2/N1 > 1 – повышающий трансформатор (увеличивает напряжение и уменьшает силу тока);

N2/N1 < 1 – понижающий трансформатор

которая равна работе, затраченной током на создание этого поля.

При изменении тока на dI, сцепленный с ним магнитный поток изменится на dФ.

Работа по созданию магнитного потока Ф будет равна:

- энергия магнитного поля, созданного током I

равна:
- объем соленоида
Поле внутри соленоида однородное. Энергия, приходящаяся на

- объемная плотность энергии магнитного поля