какое явление называют электромагнитной индукцией
До наших дней в некоторых арабских странах существует верблюжья кавалерия. Кавалерист скачет на верблюде со скоростью 15 км/ч от города до оазиса, нах … одящегося на расстоянии 30 км. Там он останавливается на время, равное 1/2 времени движения от города до оазиса. Затем кавалерист на уставшем верблюде отправляется обратно в город со скоростью 10 км/ч. 1) Какое время кавалерист отсутствовал в городе? 2) Определите среднюю путевую скорость кавалериста за всё время его отсутствия в городе. Ответ: 1) ч; 2) км/ч.
Ю25
0
в лаборатории завода в запаянной колбе из толстого стекла хранилась ртуть. Перед
отправкой ртути в производственный цех завода лаборанту было по
… ручено, не вскрывая
колбу, измерить массу ртути. Лаборант определил массу колбы с ртутью и внешний объём
колбы. Измерения дали результат: m = 1,610 кг и V= 200 см». Используя справочные данные,
лаборант правильно вычислил массу ртути. Плотность ртути pp = 13,6 г/см», плотность стекла
Рc = 2,5 г/см.
ВПР. Физика. 7 класс. Вариант 2 КОД 1007,6 1) В день рождения лаборанту Григорию подарили подарок, который Григорий решил взвесить (он всё всегда взве … шивал). Для этого Григорий использовал равноплечие рычажные весы. На одну из чашек лаборант положил подарок, а на другую — поставил пустой стакан массой 175 г. Подарок перевесил. Тогда Григорий начал наливать в стакан воду порциями по 30 мл. После пятого доливания чашка весов с подарком поднялась. Тогда Григорий удалил из стакана 20 мл воды, и подарок снова перевесил. 1) Какую массу имеет одна порция воды объёмом 20 мл? 2) Какая масса воды была добавлена в стакан к тому моменту, когда чаша с подарком поднялась? 3) Оцените массу подарка +
1 Cross out the word in each sentence which isnot correct.
1 How do you like your eggs? Shall I fry / boil /grill them?2 First, chop/mix/ slice the oni
… ons with a sharpknife.3 I think we should grate / bake / grill the fish.It’s healthier than frying.4 Fry / Boil / Roast the meat with a little oil.5 We need to spread /chop/grate the cheese allover the pizza.6 The recipe says we must boil / bake / roast it inthe oven until it’s golden brown.7 Spread / Mix / Slice the mixture with a spoon.8 Can you slice / grate / spread the carrots to putin the salad?
Глубина озера Рыуге-Сууръярв 38 метров. Каково давление на дне озера, если давление воздуха 1000 гПа? Во сколько раз давление на дне озера будет больш … е давления воздуха?
чому дорівнює ккд гідравлічної машини якщо для піднімання вантажу масою 1,2 т необхідно прикласти до малого поршня силу 160 н площа поршнів 5 і 500 см … пожалуйста помогите СРОЧНО!!!!!!!!
Пожалуйста кто нибудь помогите надо решить лабораторную работу
Снаряд, що летів по параболі, розірвався у верхній точці траєкторії на три осколки однакової маси.
Пер- ший осколок продовжував рух по тій же параболі
… й впав на відстані 1 км від гармати. Другий осколок рухався вертикально вниз і впав одночасно з першим. На якій відстані від гармати впав третій осколок?
постройте ход лучей в плоскомарельной пластине зделав рисунок
ДПЮ 25 БАЛОВ ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА СРОЧНО!!!!
Электромагнитная индукция — урок. Физика, 9 класс.
Великому английскому физику Майклу Фарадею потребовалось почти \(10\) лет, чтобы ответить в \(1831\) году на вопрос: как превратить магнетизм в электричество?
Что же служит причиной появления тока в катушке, в цепи которой нет источника тока? Ток в катушке всегда возникает при изменении магнитного поля, в котором она находится.
Индукционный ток, так же как и ток от гальванического элемента или аккумулятора, представляет собой упорядоченное движение электронов.
Многочисленные опыты М. Фарадея привели к выводу, что индукционный ток в контуре, замкнутом на гальванометр, возникает при изменении:
Во всех случаях изменяется число линий магнитной индукции, то есть меняется магнитный поток.
Индукционный ток возникает при всяких изменениях магнитного потока Ф, пронизывающего контур замкнутого проводника.
Если же магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, не меняется, то индукционный ток в контуре не возникает.
Пример:
если вращать полосовой магнит внутри катушки, замкнутой на гальванометр, вокруг его вертикальной оси, то индукционный ток не возникает, так как магнитный поток не меняется.
Развитие электротехники в России
В России электротехника развивалась интенсивно с поддержки Николая I. Развитие электротехники в Европе отозвалось открытиями и изобретениями в России.
В \(1833\) году русский учёный Эмилий Христианович Ленц доказал, что электрическая машина может работать как электродвигатель и как генератор электричества. Такое свойство назвали обратимостью электрических машин.
В \(1834\) году Борис Семёнович Якоби построил действующий «магнитный аппарат» вращательного движения — классический электродвигатель; послал описание в Парижскую академию наук.
В \(1888\) году Михаил Осипович Доливо-Добровольский изобрёл трёхфазный генератор переменного тока, в \(1889\) году — электродвигатель переменного тока, в \(1890\) году — трансформатор трёхфазного тока. На Всемирной электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне (\(1891\)) представил изобретённую систему передачи трёхфазного тока на расстояние \(170\) км.
Применение электромагнитной индукции
Принцип работы индукционной плиты основан на явлении электромагнитной индукции. Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают не только в проволочных контурах, но и в массивных образцах металла. Эти токи называют вихревыми токами, или токами Фуко. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание. Принцип работы индукционной плиты показан на рисунке. Под стеклокерамической поверхностью плиты находится катушка индуктивности, по которой протекает переменный электрический ток, создающий переменное магнитное поле.
Частота тока составляет \(20\)–\(60\) кГц. В дне посуды наводятся токи индукции, которые нагревают его, а заодно и помещённые в посуду продукты. Нет никакой теплопередачи снизу вверх, от конфорки через стекло к посуде, а значит, нет и тепловых потерь. С точки зрения эффективности использования потребляемой электроэнергии индукционная плита выгодно отличается от всех других типов кухонных плит.
1 — посуда из ферромагнитного материала;
2 — стеклокерамическая поверхность;
3 — слой изоляции;
4 — катушка индуктивности.
Как называется явление возникновения электрического тока
Явление возникновения ЭДС в контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего контур, называется электромагнитной индукцией.
Ток, возникающий в контуре при изменении магнитного потока, называют индукционным током.
Явлением электромагнитной индукции называется явление возникновения электрического индукционного тока в проводящем контуре, который либо покоится во внешнем переменном магнитном поле, либо движется во внешнем магнитном поле при условии, что число линий магнитной индукции, пронизывающих этот контур, меняется во времени.
Возможно ли появления индукции в неподвижных проводниках? Ответ поясните.
Прочитайте текст и выполните задания 16—18.
В 1831 г. — М. Фарадей обнаружил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля возникает так называемый индукционный ток. При всяком изменении магнитного потока через проводящий замкнутый контур в этом контуре возникает электрический ток. Появление тока в замкнутом контуре при изменении магнитного поля, пронизывающего контур, свидетельствует о действии в контуре сторонних сил (или о возникновении ЭДС (электродвижущая сила) индукции). ЭДС описывает свойства и характеристику работы сторонних сил, то есть абсолютно любых сил неэлектрической природы, действующих в цепях постоянного или переменного тока.
Явление возникновения ЭДС в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля (потока), пронизывающего контур, называется электромагнитной индукцией ε.
Возникающий электрический ток зависит от свойств контура (сопротивление): Ii = ε/R, также он зависит от количества заряда, прошедшего через некоторую поверхность за время и от этого промежутка времени: I= Δq/Δt.
Электромагнитная индукция ε не зависит от свойств контура: ε = |ΔФ/Δt|. ЭДС индукции в замкнутом контуре прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через площадь, ограниченную этим контуром.
При проведении опытов по изучению электромагнитной индукции измеряют изменение магнитного потока ΔФ, пронизывающего замкнутый проволочный контур, и заряд Δq, протекший в результате этого по контуру. В таблице полученные данные в этом эксперименте.
Известно несколько видов явления электрического тока, различающихся в зависимости от типа вещества, в котором оно возникает при соответствующих условиях.
Электропроводность – это способность вещества проводить электрический ток.
Все вещества делятся на три класса: проводники, полупроводники и диэлектрики. Проводники бывают первого и второго рода: в проводниках первого рода (металлы) ток создается электронами и проводимость называется электронной, в проводниках второго рода (растворы солей, кислот, щелочей) ток создается ионами.
Явление направленного движения свободных носителей электрического заряда в веществе или в вакууме называется током проводимости.
Интенсивность электрического тока оценивается физической величиной, называемой силой электрического тока. Величина тока проводимости определяется электрическим зарядом всех частиц, проходящих через поперечное сечение проводника в единицу времени:
;
В практических расчетах используют понятие плотности электрического тока (численно определяется отношением силы тока к площади поперечного сечения проводника):
;
Опытами установлено, что интенсивность электрического тока пропорциональна напряженности электрического поля и зависит от свойств проводящего вещества. Зависимость тока от свойств вещества называют проводимостью, а величину ей обратную – сопротивлением.
;
Сопротивление зависит от температуры: ;
α– температурный коэффициент сопротивления.
Полупроводники занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками, их молекулы связаны ковалентными связями.
Электропроводность диэлектриков практически равна нулю в силу весьма сильных связей между электронами и ядром. Если диэлектрик поместить во внешнее электрическое поле произойдет поляризация атомов за счет смещения положительных зарядов в одну сторону, отрицательных – в другую. При очень сильном внешнем электрическом поле атомы могут быть разорваны, возникает ток пробоя.
Помимо тока проводимости существует еще и ток смещения. Ток смещения обусловлен изменением вектора напряженности электрического поля с течением времени.
Электрический ток может протекать только в замкнутой системе.
Явление электромагнитной индукции. Генератор электрического тока
Изучение электромагнитных явлений показывает, что вокруг электрического тока всегда существует магнитное поле.
Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.
Но если электрический ток, как говорят, «создает» магнитное поле, то не существует ли обратного явления? Нельзя ли с помощью магнитного поля создать электрический ток? Такую задачу в начале IX столетия пытались решить многие ученые.
Чтобы понять, как Фарадею удалось «превратить магнетизм в электричество», выполним некоторые опыты Фарадея, используя современные приборы.
На рисунке 305 изображен проводник, концы которого присоединены к гальванометру. Если этот проводник вдвигать внутрь магнита или удалять из него так, чтобы он пересекал магнитные линии, то в нем возникает и существует во все время движения электрический ток. Это видно по отклонению стрелки гальванометра.
Можно двигать магнит, а проводник закрепить неподвижно, важно, чтобы существовало движение проводника относительно магнитного поля и чтобы магнитные линии и проводник при этом пересекались.
Явление возникновения электрического тока в проводнике, пересекающем магнитные линии, называется электромагнитной индукцией. А возникающий при этом ток—индукционным током,
Индукционный ток в проводнике представляет собой такое же упорядоченное движение электронов, как и ток, полученный от гальванического элемента или аккумулятора. Название же «индукционный» указывает только на причину его возникновения.
На явлении электромагнитной индукции основано устройство и действие мощных источников тока – генераторов. Модель генератора показана на рисунке 306. Когда рамка вращается в магнитном поле (рис, 306), в ее обмотке возникает ток.
Фарадей Майкл (1791—1867)— английский физик. Создал учение о магнитном и электрическом поле. Открыл явление электромагнитной индукции, установил законы электролиза, прославился опытами по сжижению газов.
Устройство технического генератора значительно сложнее. При помощи их вырабатывается ток на электростанциях. Для приведения во вращение подвижной части генератора используют двигатели внутреннего сгорания, паровые турбины и гидротурбины.
Электрический генератор и паровую турбину, соединенные в один агрегат (рис. 307), называет турбогенератором. На рисунке 307 слева изображен внешний вид генератора, справа — внешний вид турбины. Турбогенераторы устанавливают на тепловых (и атомных) электростанциях. Наши заводы могут сейчас строить генераторы мощностью свыше 1 млн. кВт, создающие напряжение 13—15 тыс. В.
На рисунке 308 изображена схема гидрогенератора, они, как и турбогенераторы, вырабатывают ток большой мощности. При работе генераторов энергия топлива (угля, нефти, газа) или воды (на гидроэлектростанциях) превращается в энергию электрического тока, которая используется в промышленности, транспорте, сельском хозяйстве и в быту.
Вопросы.
1. На каком опыте можно показать возникновение в проводнике индукционного тока? 2. Какие необходимы условия для получения в проводнике индукционного тока? 3. Какое явление называют электромагнитной индукцией? Кто и когда открыл это явление? 4. Как называются мощные современные источники электрического тока? 5. На каком физическом явлении основано устройство и действие генераторов тока? 6. Какие агрегаты называются турбогенераторами, какие — гидрогенераторами? 7. Какие превращения энергии происходят при работе турбогенератора и гидрогенератора?
Явление электромагнитной индукции было обнаружено в 1831 г. англичанином Майклом Фарадеем (1791 – 1867). Электрический ток
возникает только в результате изменения магнитного поля.
Это явление называется электромагнитной индукцией.
Ток, возникающий в катушке при движении магнита или же ином изменении
магнитного поля, называется индукционным током (иначе:
током индукции).
Примеры технического использования электромагнитной индукции:
трансформатор, электродинамический микрофон и генератор электрического
тока – основной источник электричества.
Благодаря открытию электромагнитной индукции стала возможной выработка
дешевой электрической энергии. Основой работы современных электростанций
(в том числе и атомных) является индукционный генератор.
В некотором смысле он представляет собой электродвигатель наоборот.
Индукционный генератор состоит из двух частей: подвижного ротора
и неподвижного статора. Чаще всего статор представляет собой магнит
(постоянный или электрический), создающий исходное магнитное поле
(его называют индуктором). Ротор состоит из одной или нескольких
обмоток, в которых под действием изменяющегося магнитного поля
создается индукционный ток.
(Другое название такого ротора — якорь).
Изменение магнитного поля, пронизывающего обмотки ротора, производится
его принудительным вращением, которое на электростанциях обеспечивается
различного рода турбинами. Турбины, в свою очередь, приводятся
во вращение струями водяного пара, полученного в огромных паровых
котлах за счет сжигания угля или газа (теплоэлектростанции) или
распада вещества (атомные электростанции). В гидроэлектростанциях
турбины вращаются водой, падающей
с большой высоты.
Электромагнитная индукция — Основы электроники
Мы знаем, что проводник с током, помещенный в магнитное поле, приходит в движение. Это обусловлено явлением магнитной индукции. Существует и другое очень важное явление, в известном смысле обратное явлению магнитной индукции: при движении замкнутого проводника в магнитном поле в нем появляется электрический ток.
Это явление называется электромагнитной индукцией.
Возьмем проводник, концы которого замкнуты на гальванометр (прибор для обнаружения малых электрических токов, можно использовать микроамперметр), и быстро пересечем этим проводником поле магнита (рисунок 1). При этом мы заметим, что стрелка гальванометра отклонится в тот момент, когда проводник пересечет магнитное поле. Следовательно, по проводнику в этот момент пройдет электрический ток.
Рисунок 1. Электромагнитная индукция. При быстром пересечении проводником магнитных силовых линий в проводнике возникает электрический ток.
Пересечем теперь магнитное поле проводником в обратном направлении. Стрелка гальванометра снова отклонится, но уже в противоположную сторону. Это говорит о том, что по проводнику снова прошел электрический ток, но уже в обратном направлении.
Отсюда можно сделать вывод, что при пересечении проводником магнитного поля в проводнике возникает ЭДС, направление которой зависит от направления движения проводника.
Эта ЭДС называется индуктированной ЭДС или ЭДС индукции, то есть наведение ЭДС в проводнике и есть не что иное, как явление электромагнитной индукции (не следует смешивать с магнитной индукцией!).
Наведение ЭДС индукции при движении проводника в магнитном поле объясняется следующим образом. При движении проводника вместе с ним движутся и свободные электроны, находящиеся в нем. При изучении магнитной индукции мы узнали, что на электрические заряды, движущиеся в магнитном поле, действует сила в направлении, перпендикулярном направлению магнитного потока. Поэтому при движении электронов вместе с проводником, пересекающим магнитные силовые линии, на электроны будут действовать силы, заставляющие их перемещаться вдоль проводника, что и приводит к возникновению электрического тока в нем.
Явление электромагнитной индукции имеет большое значение в электро- и радиотехнике, поэтому мы остановимся на нем несколько подробнее.
Попробуем производить перемещение проводника в магнитном поле с различной скоростью.
При этом мы заметим, что стрелка гальванометра будет отклоняться тем больше, чем быстрее наш проводник пересекает магнитное поле. При очень медленном перемещении проводника в нем совершенно не возникает тока или, говоря точнее, ток будет настолько мал, что наш гальванометр не в состоянии его обнаружить.
Далее обратим внимание на то обстоятельство, что, вдвигая проводник в пространство между полюсами магнита, мы тем самым увеличиваем число магнитных силовых линий, охватываемых замкнутым контуром проводника, а при обратном перемещении проводника уменьшаем число этих линий, или, другими словами, в первом случае магнитный поток, охватываемый нашим замкнутым контуром, увеличивается, а во втором случае уменьшается. С этой точки зрения возникновение индукционного тока в замкнутом проводящем контуре мы можем объяснить как результат изменения величины магнитного потока внутри контура; большие или меньшие отклонения стрелки при разных скоростях движения проводника свидетельствуют о том, что ЭДС индукции зависит от скорости изменения магнитного потока внутри контура.
При быстром возрастании (или убывании) магнитного потока внутри контура в нем наводится большая ЭДС индукции, а при медленном возрастании (или убывании) — малая.
На принципе электромагнитной индукции основано устройство электродинамических микрофонов, звукоснимателей , трансформаторов, электроизмерительных приборов, генераторов электрического тока и т. д.
ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!
Похожие материалы:
Добавить комментарий
Электромагнитная индукция
М.Фарадей, параллельно с Генри, открыл явление электромагнитной индукции в 1831 году. Правда, успел опубликовать результаты раньше. Закон Фарадея повсеместно используется в технике, в электродвигателях, трансформаторах, генераторах и дросселях.
Под действием электрического поля в проводниках возникает ток, а следовательно и магнитное поле.
Но существует и обратное явление, магнитное поле при определенных условиях, может вызывать появление тока в проводнике Это явление называют электромагнитной индукцией .
Электромагнитная индукция – явление возникновения в замкнутом контуре электрического тока при изменении магнитного потока, проходящего через контур.
Закон электромагнитной индукции Фарадея объясняет, при каком условии это происходи , т.е связывает причину и следствие. Если магнитный поток Ф будет меняться со скоростью dФ/dt ,то в проводнике (контуре) возникает электродвижущая сила еL , которая создаст ток в нем. Закон выглядит и звучит следующим образом:
Индуктированнаяв контуре ЭДС, пропорциональна скорости изменения магнитного потока Ф через контур.
еL=-dФ/dt
еL=-dФ∙w/dt=-dψ/ dt
Для объяснения знака минус в этой формуле есть специальное правило Ленца.
Оно гласит, что знак минус, в данном случае, указывает на то, как направлена возникающая ЭДС. Эта ЭДС всегда противодействует причине ее порождающей. ЭДС возникает независимо от того, что является причиной изменения потока, изменяющийся поток или движущийся проводник.
Для определения направления индукционного тока применяется правило правой руки: Если ладонь правой руки расположить так, чтобы в неё входили силовые линии магнитного поля, а отогнутый большой палец направить по движению проводника, то четыре вытянутых пальца укажут направление индукционного тока.
Понимание магнитного поля строится на двух положениях: движущиеся заряды создают магнитное поле, и магнитное поле действует на движущиеся заряды. Сила, с которой магнитное поле действует на движущийся заряд, называется силой Лоренца. Сила ЛоренцаFл − это сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся в нем заряженную частицу и создает ЭДС.
Индуктивность – это способность преобразовывать энергию электрического поля в энергию магнитного поля. Это свойство проводника (катушки) связано с тем, что при протекании по проводнику тока вокруг него возникает связанное (сцепленное) с ним магнитное поле: Индуктивность собственная обозначается L измеряется в Генри (Гн).
L =ψ/I
Явление возникновения ЭДС индукции в одном контуре при изменении силы тока во втором контуре и наоборот называют взаимной индукцией. Взаимоиндукция — частный случай электромагнитной индукции
Отношение потокосцепления одной катушки к току другой катушки, возбуждающему это потокосцепление, называется взаимной индуктивностью двух катушек (цепей).
М12=Ψ12/I1
Взаимная индуктивность Мдвух катушек связана с индуктивностями катушек L, и следующим выражением:
где k — коэффициент связи двух катушек, характеризующий степень индуктивной связи катушек
Коэффициент связи зависит от взаимного расположения катушек. Чем ближе друг к другу расположены катушки, тем большее значение имеет коэффициент связи и, наоборот, при увеличении расстояния между катушками он уменьшается, стремясь к нулю.
Явление взаимной индукции находит полезное применение в различных аппаратах и машинах, например, для передачи энергии из одной электрической цепи в другую цепь либо для повышения или понижения напряжения при помощи трансформатора.
Иногда явление взаимной индукции может быть крайне нежелательным, например, если параллельно воздушной линии электропередачи расположена линия связи, то в последней может индуктироваться э. д. с. взаимной индукции, создающая помехи в работе линии связи.
Трансформатор
Устройство трансформатора
В простейшем виде однофазный трансформатор состоит всего из трех основных частей: ферромагнитного сердечника , а также первичной и вторичной обмоток.
Главная часть трансформатора — ферромагнитный сердечник. Когда трансформатор работает, то именно внутри ферромагнитного сердечника присутствует изменяющееся магнитное поле. Источником изменяющегося магнитного поля в трансформаторе служит переменный ток первичной обмотки.
Узнать еще:
13: Электромагнитная индукция — Physics LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
В этой и нескольких следующих главах вы увидите удивительную симметрию в поведении, которое демонстрируют изменяющиеся во времени электрические и магнитные поля.Математически эта симметрия выражается дополнительным членом в законе Ампера и другим ключевым уравнением электромагнетизма, называемым законом Фарадея. Мы также обсуждаем, как движение провода через магнитное поле создает ЭДС или напряжение.
- 13.1: Введение в электромагнитную индукцию
- Мы рассматривали электрические поля, создаваемые фиксированным распределением заряда, и магнитные поля, создаваемые постоянными токами, но электромагнитные явления не ограничиваются этими стационарными ситуациями.Фактически, большинство интересных приложений электромагнетизма зависят от времени. Чтобы исследовать некоторые из этих приложений, мы удалим сделанное нами не зависящее от времени предположение и позволим полям изменяться со временем.
- 13.2: Закон Фарадея
- ЭДС индуцируется, когда магнитное поле в катушке изменяется путем проталкивания стержневого магнита внутрь или из катушки. ЭДС противоположных знаков создаются движением в противоположных направлениях, а направления ЭДС также меняются на противоположные за счет изменения полюсов.Те же результаты будут получены, если перемещать катушку, а не магнит — важно относительное движение. Чем быстрее движение, тем больше ЭДС, и когда магнит неподвижен относительно катушки, ЭДС отсутствует.
- 13.3: Закон Ленца
- Направление индуцированной ЭДС направляет ток вокруг проволочной петли, чтобы всегда противодействовать изменению магнитного потока, вызывающему ЭДС. Закон Ленца также можно рассматривать с точки зрения сохранения энергии.Если толкание магнита в катушку вызывает ток, энергия в этом токе должна исходить откуда-то. Если индуцированный ток вызывает магнитное поле, противодействующее увеличению поля магнита, который мы втолкнули, тогда ситуация ясна.
- 13.4: ЭДС движения
- Магнитный поток зависит от трех факторов: силы магнитного поля, площади, через которую проходят силовые линии, и ориентации поля с площадью поверхности. Если какая-либо из этих величин изменяется, происходит соответствующее изменение магнитного потока.До сих пор мы рассматривали только изменения потока из-за изменяющегося поля. Теперь мы рассмотрим другую возможность: изменение области, через которую проходят силовые линии, включая изменение ориентации области.
- 13,5: Индуцированные электрические поля
- Тот факт, что в цепях индуцируются ЭДС, означает, что работа выполняется с электронами проводимости в проводах. Что может быть источником этой работы? Мы знаем, что это ни батарея, ни магнитное поле, поскольку батарея не обязательно должна присутствовать в цепи, в которой индуцируется ток, а магнитные поля никогда не действуют на движущиеся заряды.Ответ заключается в том, что источником работы является электрическое поле, индуцируемое в проводах.
- 13.6: Вихревые токи
- ЭДС движения индуцируется, когда проводник движется в магнитном поле или когда магнитное поле движется относительно проводника. Если двигательная ЭДС может вызвать ток в проводнике, мы называем этот ток вихревым током.
- 13.7: Электрогенераторы и обратная ЭДС
- С помощью закона Фарадея можно понять множество важных явлений и устройств.В этом разделе мы рассмотрим два из них: электрические генераторы и электродвигатели.
- 13.8: Применение электромагнитной индукции
- В современном обществе существует множество приложений закона индукции Фарадея, что мы исследуем в этой и других главах. В этот момент позвольте нам упомянуть несколько, которые включают запись информации с использованием магнитных полей.
- 13.A: Электромагнитная индукция (ответы)
- 13.E: Электромагнитная индукция (упражнения)
- 13.S: Электромагнитная индукция (сводка)
Что такое электромагнитная индукция? — Вселенная сегодня
Трудно представить мир без электричества. Когда-то электричество было скромным подношением, обеспечивающим человечество неестественным светом, который не зависел от газовых ламп или керосиновых фонарей. Сегодня он превратился в основу нашего комфорта, обеспечивая наше отопление, освещение и климат-контроль, а также питая всю нашу бытовую технику, будь то приготовление пищи, уборка или развлечения.И под большинством машин, которые делают это возможным, находится простой закон, известный как электромагнитная индукция, закон, который описывает работу генераторов, электродвигателей, трансформаторов, асинхронных двигателей, синхронных двигателей, соленоидов и большинства других электрических машин. С научной точки зрения это относится к созданию напряжения через проводник (провод или аналогичный кусок проводящего материала), который движется через магнитное поле.
Хотя считается, что многие люди внесли свой вклад в открытие этого явления, именно Майклу Фарадею приписывают первое открытие, сделавшее это открытие в 1831 году.Известный как закон Фарадея, он гласит, что «Индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) в любой замкнутой цепи равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через цепь». На практике это означает, что электрический ток будет индуцироваться в любой замкнутой цепи, когда магнитный поток (то есть величина магнитного поля), проходящий через поверхность, ограниченную проводником, изменяется. Это применимо независимо от того, изменяется ли само поле по силе или через него перемещается проводник.
Тогда как уже было известно, что электрический ток создает магнитное поле, Фарадей показал, что верно и обратное.Короче говоря, он доказал, что можно генерировать электрический ток, пропуская провод через магнитное поле. Чтобы проверить эту гипотезу, Фарадей обернул кусок металлической проволоки вокруг бумажного цилиндра, а затем подключил катушку к гальванометру (устройству, используемому для измерения электрического тока). Затем он перемещал магнит вперед и назад внутри цилиндра и регистрировал с помощью гальванометра, что в проводе индуцировался электрический ток. На основании этого он подтвердил, что движущееся магнитное поле необходимо для индукции электрического поля, потому что, когда магнит прекращает движение, прекращается и ток.
Сегодня электромагнитная индукция используется для питания многих электрических устройств. Одно из наиболее широко известных применений — это электрические генераторы (например, плотины гидроэлектростанций), где механическая энергия используется для перемещения магнитного поля мимо катушек с проволокой для генерации напряжения.
В математической форме закон Фарадея гласит:? = — d? B / dt, где? — электродвижущая сила, ΔB — магнитный поток, а d и t — расстояние и время.
Мы написали много статей об электромагнитной индукции для Universe Today.Вот статья об электромагнитах, а вот статья о генераторах.
Если вам нужна дополнительная информация об электромагнитной индукции, прочтите эти статьи на сайте All About Circuits and Physics 24/7.
Мы также записали целый эпизод Astronomy Cast, посвященный электромагнетизму. Послушайте, Эпизод 103: Электромагнетизм.
Источники:
http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_induction
http://en.wikipedia.org/wiki/Faraday%27s_law_of_induction
http: // en.wikipedia.org/wiki/Mintage_flux
http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/faraday2/
http://www.scienceclarified.com/El-Ex/Electromagnetic-Induction.html
http: / /en.wikipedia.org/wiki/Galvanometer
Как это:
Нравится Загрузка …
Электромагнитная индукция (HL) — IB Physics
См. Руководство по этой теме.
11.1 — Электромагнитная индукцияЭлектродвижущая сила (ЭДС)
- Когда проводящий провод движется через магнитное поле, вдоль провода создается разность потенциалов.Это явление называется электромагнитной индукцией.
- Когда проволока движется перпендикулярно магнитному полю, индуцированная ЭДС (ε) определяется выражением ε = Bvl, где B — магнитное поле, v — скорость проволоки, а l — длина проволоки. .
Магнитный поток и магнитопровод
- Магнитный поток, проходящий через поверхность, измеряет составляющую магнитного поля, проходящего через поверхность, и пропорционален количеству силовых линий магнитного поля, пересекающих поверхность.
- Магнитный поток (φ) через поверхность определяется как
где B — магнитное поле, проходящее через поверхность, A — площадь поверхности, а θ — угол между магнитным полем и нормалью к поверхности.
- Магнитный поток катушки измеряет составляющую магнитного поля, проходящего через катушку.
- Для катушки с N витками общая потокосцепление составляет
где BA = φ = магнитный поток
Закон индукции Фарадея
- Закон Фарадея гласит, что величина наведенной ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитной связи на
- Закон Фарадея позволяет определить наведенную ЭДС по изменению магнитного потока во времени.
Закон Ленца
- Закон Ленца гласит, что индуцированная ЭДС действует в таком направлении, что индуцированный ток противодействует изменению, вызвавшему его.
Генераторы переменного тока
- Работа основного генератора переменного тока (переменного тока) показана на следующей диаграмме.
- Катушка с проволокой приводится во вращение внешней силой.
- По мере вращения катушки изменяется магнитная индукционная связь, проходящая через катушку.
- По закону Фарадея это вызывает ЭДС и заставляет ток течь внутри катушки.
- Если вращение происходит с постоянной скоростью, наведенная ЭДС является синусоидальной (повторяющиеся колебания).
- Увеличение скорости вращения увеличивает как частоту, так и величину наведенной ЭДС.
Средняя мощность и среднеквадратичные (действующие) значения тока и напряжения
- Средняя мощность, производимая (или рассеиваемая) от переменного тока, не может быть вычислена напрямую с использованием пиковых значений напряжения или тока.
- Среднеквадратичное (среднеквадратичное) значение переменного тока или напряжения — это значение, которое можно подставить в формулу электрической мощности P = IV для расчета средней рассеиваемой мощности, где I и V — среднеквадратичные значения.
где V0 — пиковое значение переменного напряжения.
где I0 — пиковое значение переменного тока.
- Указанные значения для переменного напряжения и тока относятся к их действующим значениям, а не к их пиковым значениям. Например, розетка переменного тока в Европе рассчитана на 220 В.
Трансформаторы
- Трансформатор — это устройство, которое может использоваться для передачи электроэнергии от одной цепи переменного тока к другой при другом напряжении.
- Трансформаторы, повышающие выходное напряжение, называются повышающими трансформаторами, а трансформаторы, уменьшающие выходное напряжение, называются понижающими трансформаторами.
- Трансформатор — это, по сути, две катушки с проволокой, соединенные вместе, как показано ниже.
- Переменное входное напряжение вызывает постоянное изменение магнитного поля вокруг первичной катушки.
- Это вызывает постоянное изменение магнитной индукционной связи во вторичной катушке.
- По закону Фарадея во вторичной обмотке индуцируется ЭДС.
- Отношение между наведенным входным напряжением (действующее значение) и выходным напряжением (среднеквадратичное значение) равно отношению количества витков в соответствующей катушке.
где Vp — напряжение в первичной катушке, Vs — напряжение во вторичной катушке, np — количество витков на первичной катушке, а ns — количество витков на вторичной катушке.
- Идеальный трансформатор работает с КПД 100%.Другими словами, его потребляемая мощность равна выходной мощности.
, так как P = IV
Диодный мост — это конфигурация из четырех (или более) диодов в конфигурации мостовой схемы, где диод представляет собой двухконтактный электронный компонент, который проводит ток в одном направлении.
Полупериодное и двухполупериодное выпрямление
Диоды также известны как выпрямители.Их можно использовать для преобразования переменного тока (ac) в постоянный (dc) посредством процесса, называемого выпрямлением.
Однополупериодное выпрямление
Окончательная форма сигнала постоянного тока на экране представляет собой только положительную половину исходной формы сигнала переменного тока. При полуволновом выпрямлении отрицательная часть тока не проходит.
Двухполупериодное выпрямление
Четыре диода, подключенные, как показано на схеме выше, образуют двухполупериодный выпрямитель.Благодаря такому расположению положительная половина каждого цикла может проходить, в то время как отрицательная половина каждого цикла переворачивается. Эта конфигурация диодов широко известна как диодный мост.
11,3 — ЕмкостьЕмкость (C) — это способность сохранять изменения, выраженные в единицах фарад (F), и может быть выражена как
где C — емкость, Q — заряд, V — напряжение.
Конденсатор состоит из двух металлических пластин с диэлектрическим материалом между пластинами.
Когда напряжение прикладывается к двум пластинам, создается электрическое поле с накоплением положительного заряда на одной пластине и отрицательного заряда на другой.
Это то, что имеют в виду физики, когда говорят, что «конденсатор работает, накапливая энергию электростатически в электрическом поле».
Емкость конденсатора может быть соотнесена с площадью пластин (A) и расстоянием между пластинами (d) с помощью
FYIПотенциальная энергия, запасенная в конденсаторе, определяется как
.где E — потенциальная энергия, Q — заряд, V — напряжение, C — емкость.
Материалы диэлектрические
- Диэлектрические материалы — это изоляторы, такие как стекло, пластмассы, дистиллированная вода, сухой воздух или даже вакуум.
- Диэлектрические материалы удерживают токопроводящие пластины в контакте, обеспечивая меньшее расстояние между пластинами (d) и более высокую емкость (C).
Конденсаторы последовательно и параллельно
Последовательные цепи резистор-конденсатор (RC)
RC-цепь — это цепь, в которой конденсатор и резистор включены в одну цепь.
Зарядка и разрядка RC-цепи работает следующим образом:
- Предполагается, что C полностью разряжен, а переключатель разомкнут. Когда переключатель замкнут в положении 1, батарея подключается через конденсатор. Ток течет, и разность потенциалов на конденсаторе начинает расти, но по мере того, как на пластинах конденсатора накапливается все больше и больше заряда, ток и скорость нарастания разности потенциалов падают до тех пор, пока не перестанет течь ток и разность потенциалов на конденсаторе не станет равной напряжение питания (V0).Конденсатор полностью заряжен.
- Когда переключатель затем замыкается в положении 2, течет большой ток и разность потенциалов на конденсаторе падает. Когда заряд перетекает от одной пластины к другой через резистор, заряд нейтрализуется. Ток и скорость уменьшения разности потенциалов падают. Когда заряд на пластинах достигает нуля, начальное состояние, ток и разность потенциалов также равны нулю. Конденсатор полностью разряжен.
Постоянная времени RC определяет время, необходимое для зарядки конденсатора через резистор примерно на 63,2% или разряда конденсатора через резистор примерно на 36,8% и дается как
где τ — постоянная времени RC в секундах, R — сопротивление цепи в омах, а C — емкость цепи в фарадах.
Как это:
Нравится Загрузка …
Явление электромагнитной индукции — A Класс 11 по физике CBSE
Подсказка: сначала запишите определение электромагнитной индукции.Мы проверим механизм и законы электромагнитной индукции. Нарисуйте приблизительную цифру и напишите соответствующую формулу, т. Е. $ \ Varepsilon = — \ dfrac {d \ phi} {dt} $, а затем завершите ответ.Используемая формула: $ \ varepsilon = — \ dfrac {d \ phi} {dt} $
Полное пошаговое решение:
Ученые экспериментально обнаружили, что когда катушка проводит ток, она также создает некоторые магнитные поля. Это был магнитный эффект проводящего провода или катушки. Но может ли быть и обратное? Если провод или катушку поместить в магнитное поле, катушка начнет проводить ток автоматически?
Что ж, Фарадей обнаружил, что когда катушка находится в изменяющемся или изменяющемся магнитном поле, она может проводить ток.Проволока на самом деле создает в себе некоторую электродвижущую силу. Это явление получило название электромагнитной индукции.
Если $ \ phi $ — это магнитный поток, связанный с катушкой, то его значение будет различным для разных положений соседнего магнита. Итак, если магнит движется, магнитный поток изменяется, и генерируемая электродвижущая сила определяется выражением,
$ \ varepsilon = — \ dfrac {d \ phi} {dt} $
Иногда справа пишется буква n. сторона уравнения, представляющая количество витков на катушке.
Следовательно, всякий раз, когда между катушкой и магнитом существует относительная скорость, в катушке генерируется электродвижущая сила, которая генерирует ток. Это называется электромагнитной индукцией.
Следовательно, вариант C — правильный ответ.
Дополнительная информация:
Принцип электромагнитной индукции используется в индукционных печах, электрических тормозах, динамо и т. Д. Закон Ленца гласит, что электродвижущая сила, создаваемая изменяющимся магнитным полем, пытается остановить причину своего собственного образования.Этот принцип широко используется в схемах индуктивности и трансформаторах.
Примечание. Помните следующее:
1. Никогда не путайте электромагнитную индукцию с магнитным эффектом проводящего провода. Это два противоположных события.
2. Когда магнит и катушка находятся близко на фиксированном расстоянии, ток не будет. Они должны находиться в относительном движении.
3. Чем быстрее перемещается магнит, тем больше ток вырабатывается.
Электромагнитная индукция | Aviation Pros
Авиационная промышленность всегда была таинственна.В конце концов, это нарушает многие неизвестные. Даже спустя столько лет мы по-прежнему называем наш самый основной принцип «Теорией полета», а не «Факт полета». Атаки гремлинов часто душат наши самые блестящие умы, и такое явление, как огонь Святого Эльма, наблюдается регулярно. У меня даже были комментарии тех, кто на много лет старше меня, о том, что сегодня авиация — это только дым и зеркала. Я точно знаю, что эта предпосылка действительно имеет некоторые достоинства, так как всякий раз, когда вы видите, как дым выходит из одного из этих новых причудливых черных ящиков, волшебство заканчивается.
По мере того, как наша отрасль продолжает развиваться, электричество, похоже, играет все более важную роль в эксплуатации авиационных систем. Еще не так много лет назад механические устройства и связи считались стандартами для управления реакцией двигателей или даже управления полетом. Сегодняшние самолеты используют компьютеры для регулирования тяги двигателя, а также для подачи сигналов сервоприводам изменения положения в полете. Вызывает ли уверенность использование этой технологии? Рассмотрим определение электричества из словаря Хаутона Миффлина: физические явления, возникающие из-за поведения электронов и протонов, вызванного притяжением частиц с противоположными зарядами и отталкиванием частиц с одинаковым зарядом.
Если это не вселит уверенности, я не знаю, что бы.
Магнетизм — еще одна тема, связанная с волшебниками и другими мистическими предметами, и снова следует отдать должное людям из Houghton Mifflin за их интерпретацию: класс явлений, проявляемых магнитным полем.
Что это такое
Электромагнитная индукция — это производство электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике в результате изменения магнитного поля вокруг проводника.Эта концепция была определена в 1831 году Майклом Фарадеем и независимо Джозефом Генри.
Изменение поля вокруг электрического проводника может быть вызвано относительным движением между проводником и источником магнитного поля. Это принцип электрического генератора: изменяя напряженность поля вокруг проводника, можно поддерживать постоянное напряжение, которое компенсирует изменения электрической нагрузки или даже изменения относительного движения между проводником и полем.
Поскольку магнитное поле создается вокруг проводника с током, такое поле можно изменить, изменив ток. Если проводник, в котором должна индуцироваться ЭДС, является частью электрической цепи, индукция может быть вызвана изменением тока в этой цепи; это называется самоиндукцией. Индуцированная ЭДС всегда такова, что в соответствии с законом Ленца она противодействует вызывающему ее изменению.
Изменение тока в данной цепи также может вызвать ЭДС в другой соседней цепи, не связанной с исходной.Этот тип электромагнитной индукции называется взаимной индукцией и является основой трансформатора, а также частой причиной аномалий в системах самолета. Электростатическая индукция возникает, когда несбалансированный электрический заряд на ранее незаряженном металлическом теле является результатом того, что заряженный объект приближается без прикосновения. Если заряженное устройство положительно, электроны незаряженного тела будут притягиваться к нему; если затем заземлить противоположный конец тела, электроны будут течь на него, чтобы заменить те, которые притягиваются к другому концу, тело, таким образом, приобретает отрицательный заряд после разрыва заземления.
Аналогичную процедуру можно использовать для получения положительного заряда на незаряженном теле, когда к нему подносят отрицательно заряженное устройство. Магнитная индукция — это создание магнитного поля в немагнитном железе или другом железном веществе, когда магнит находится рядом. Магнит заставляет отдельные частицы железа, которые действуют как крошечные магниты, выстраиваться в линию, так что образец в целом становится намагниченным. Большая часть этого наведенного магнетизма теряется при удалении вызывающего его магнита.
Предупреждающие сигналы
По мере того, как современные летательные аппараты становятся все более зависимыми от компьютеризированных или управляемых электроникой систем, обычно входные и выходные сигналы этих систем с низким энергопотреблением легко повреждаются, когда нежелательные наведенные электрические сигналы попадают в изолированные цепи. Один такой случай произошел с самолетом бизнес-джета, в котором использовался электрический стартер вместе с компьютером, который получал все данные двигателя от различных аналоговых или дискретных датчиков, оцифровывал все данные и затем передавал их на электронные дисплеи в кабине экипажа.
В некоторых случаях во время запуска двигателя экипаж сообщал о загорании сообщения «Топливный фильтр засорен». В каждом случае осмотр топливного фильтра не выявил загрязнения. Компьютер, на который поступал сигнал от обходного датчика, также был заменен. Кроме того, проводка от датчика к компьютеру была тщательно проверена на предмет короткого замыкания на землю, и никаких проблем не было обнаружено. Дискретный сигнал (обычно это низкое напряжение) подавался на провод, идущий к датчику перепуска топливного фильтра.Когда происходит фактический байпас, сенсорный переключатель замыкается, обеспечивая электрическое заземление компьютеру, понижая дискретное напряжение до близкого к нулю, что, в свою очередь, вызывает предупреждающее сообщение. Было замечено, что проблема исчезнет, когда будут установлены новые основные батареи, и, как правило, возникнет снова, когда батареи будут эксплуатироваться в течение нескольких месяцев.
В конце концов, когда эксплуатант самолета устал заменять детали, осциллограф был подключен к датчику байпаса и был инициирован запуск двигателя.Несмотря на отсутствие сообщения об обходе, технические специалисты наблюдали изменение напряжения дискретного сигнала. Подумав, что падение напряжения на шине, сопровождающее запуск, повредило компьютер, техники затем выключили неисправный двигатель и запустили другой. Во время этого запуска они продолжали отслеживать сигнал на неисправном датчике двигателя. На этот раз дискретное напряжение не изменилось. Затем они решили выключить работающий двигатель и перезапустить тот, который вызвал проблему.Следует отметить, что все запуски производились от основных аккумуляторных батарей самолета.
Во время запуска проблемного двигателя сообщение «Топливный фильтр засорен» действительно появлялся, и снова технические специалисты заметили значительный скачок напряжения на разъеме датчика. Тогда визуальный осмотр показал, что провод датчика был проложен в непосредственной близости от основного источника питания стартера. Было принято решение разъединить провода, и был сделан еще один запуск, на этот раз заметного изменения напряжения на телескопе не наблюдалось, и в кабину пилота не было передано никаких сообщений.
Почему новые батареи устранили проблему? С возрастом батареи имеют тенденцию терять некоторую емкость, что означает, что при значительной нагрузке, такой как запуск двигателя, можно ожидать большего падения напряжения, что, в свою очередь, приводит к более высокому току, протекающему к стартеру. Так как батареи в самолете со временем разряжаются, индуцированный всплеск напряжения будет увеличиваться по амплитуде и в конечном итоге достигнет критической точки, когда компьютер-зонд обнаружит пороговое напряжение, при котором сработала цепь аварийной сигнализации.Также так получилось, что проблемный двигатель был последним, запущенным в соответствии с процедурами контрольного списка, поэтому в повседневной работе основные батареи уже были в несколько разряженном состоянии, когда пришло время запускать этот двигатель.
В этом случае перестановка проводки, обеспечивающая адекватное разделение между питателем для стартера и меньшим дискретным сенсорным проводом для обходного датчика топливного фильтра, обеспечила решение.
Сигналы системы переменного тока
Системы переменного тока (AC) часто являются возбудителями нежелательных индуцированных электрических сигналов.Многие самолеты, использующие несколько электрических систем с постоянной частотой, будут включать средства синхронизации. Благодаря этому оба источника питания переменного тока, например инверторы, будут работать в фазе. Совместно расположенные электрические проводники с меньшей вероятностью будут испытывать эффекты взаимной индукции, когда потенциал на обоих одновременно растет и падает.
Один из примеров этого имел место в самолете с двумя независимыми системами переменного тока, питаемыми от двух работающих твердотельных инверторов. В этом случае каждая инверторная система будет подавать питание независимо и соответственно на пилотные и вторые пилотные инструментальные системы.Во время обычного полета было замечено, что магнитная система управления курсом (MHS) капитана отклонилась примерно на 12 градусов от системы второго пилота. Наблюдение за другими приборами подтвердило, что неисправность была на левой стороне.
Во время поиска неисправностей техник заметил, что когда капитанский инвертор работал в одиночку, система компаса показывала правильно. Когда был активирован второй инвертор, на левых индикаторах компаса произошел резкий сдвиг. При просмотре руководств по электромонтажу было обнаружено несколько областей, где провода от No.1 компас и инвертор № 2 работали в непосредственной близости. Но это был 14-летний самолет, почему проблема только начинается?
К счастью, в системе питания переменного тока был установлен третий инвертор, который использовался в качестве замены в полете в случае выхода из строя одного из двух первичных преобразователей. Затем было отмечено, что когда резервный инвертор был выбран вместо левого инвертора, проблема с компасом исчезла. Затем инвертор № 1 был проверен на отсутствие неисправностей и заменен в качестве меры предосторожности.Проблема действительно возникла. Затем техник проверил выходы обоих работающих инверторов с помощью осциллографа с возможностью одновременного отображения двух сигналов. Когда нормальные инверторы работали, на их выходах было заметное разделение фаз. Когда резервный инвертор был выбран влево, фазовый сдвиг исчезнет.
Оказывается, несоответствие было обрывом провода от схемы синхронизации на инверторе № 1 к общей системе синхронизатора инвертора самолета.
Устранение эффектов индукции
В дополнение к обеспечению надлежащего расстояния между проводниками и работающими системами питания переменного тока в фазе, другие меры предосторожности, которые используются для устранения эффектов индукции, включают устройство, известное как клетка Фарадея.
Хорошим примером этого является заземленная металлическая коробка, окружающая монтажные платы, или, в крупном масштабе, правильно скрепленный фюзеляж, окружающий внутреннее содержимое самолета. Цель состоит в том, чтобы предотвратить воздействие паразитных зарядов на содержащиеся в нем схемы.Металлический и заземленный экран, покрывающий провод, дает тот же результат. Ключевым моментом здесь является обеспечение герметичности системы. Если экранирование присутствует на всем участке провода и заканчивается на расстоянии 6 дюймов от места, где провод входит в соединитель переборки, образуется дверной проем, который может позволить паразитным сигналам проникать или уходить.
Какие инструменты использовать
Итак, какие инструменты использовать в процессе для обнаружения и устранения индуктивных аномалий? Как упоминалось ранее, осциллограф дает техническим специалистам возможность просматривать фактическое рабочее состояние схемы.Если наблюдается электрический шум, можно предпринять действия для определения источника. Стоимость прицела не может быть легко оправдана большинством технических специалистов, поэтому альтернативные способы устранения неполадок могут включать обертывание подозрительных участков алюминиевой фольгой и заземление для проверки воздействия зараженной системы. Этот метод, конечно, рекомендуется для поиска и устранения неисправностей на земле.
Индуктивные тестеры, такие как «Лисица и гончая», являются более дешевым и эффективным средством обнаружения электрических помех, а также обнаружения пробоя в экранах.Это устройство имеет тональный генератор, который может быть подключен к подозрительной цепи, и трассировщик сигнала затем удерживается в руке, пока техник перемещает датчик по проводнику. Если в экране есть разрыв, индикатор сигнала издает звуковой сигнал, который соответствует введенному сигналу.
Индукция — это то, чего мы не видим, электрический шум — это то, что мы обычно не слышим, я полагаю, осязание во многих случаях докажет существование электрического явления вместе с обонянием постфактум.
Недавно я услышал, что аналитический центр, состоящий из руководителей железных дорог, только что опроверг теорию полета. Да ладно, я все равно всегда хотел работать в поездах.
Индуктивность | Протокол
Катушки индуктивности, как правило, в форме катушек, обычно используются во многих схемах. Их цель — накапливать магнитную энергию при протекании установившегося тока.
В петле, которая образует замкнутую цепь, изменяющееся магнитное поле индуцирует электродвижущую силу, которая управляет током.Это явление называется электромагнитной индукцией. Катушка индуктивности — это просто катушка с проволокой, обладающая свойством самоиндукции, которое связывает напряжение на его выводах с изменением его собственного магнитного поля.
Это видео проиллюстрирует концепции индуктивности, а затем продемонстрирует индукционный эксперимент с использованием стержневого магнита и катушки. Наконец, мы рассмотрим некоторые из текущих приложений катушек индуктивности.
Магнитный поток можно представить как величину магнитного поля, проходящего через область.Для однородного магнитного поля B, перпендикулярного области A, магнитный поток phi является просто произведением двух. Согласно закону индукции Фарадея, изменяющийся магнитный поток в петле из проволоки генерирует электродвижущую силу, или ЭДС, вдоль петли. Эта ЭДС равна отрицательной скорости изменения магнитного потока во времени.
Скорость изменения магнитного потока определяет полярность наведенной электродвижущей силы. Отрицательный знак в выражении закона Фарадея означает, что если магнитное поле уменьшается со временем, ЭДС положительна.Если она увеличивается со временем, ЭДС отрицательная. Когда контур является замкнутым контуром, индуцированная ЭДС управляет током, который, в свою очередь, создает собственное магнитное поле. Это магнитное поле имеет ориентацию, заданную Правилом правой руки. Если пальцы правой руки сгибаются вокруг направления тока в петле, то большой палец правой руки будет указывать в направлении генерируемого магнитного поля. Индуцированный ток должен течь в направлении, которое создает магнитное поле, противодействующее скорости изменения внешнего магнитного поля.
Например, магнитное поле этого магнита направлено вверх через одиночный виток провода. При удалении магнита от петли напряженность магнитного поля в петле уменьшается. Изменение магнитного потока, представленное направленным вниз вектором, индуцирует положительную ЭДС, которая управляет током против часовой стрелки, как показано. Согласно правилу правой руки, ток создает магнитное поле, которое направлено вверх внутри петли, чтобы противодействовать уменьшающемуся магнитному полю или потоку. Напротив, перемещение магнита к петле увеличивает там магнитное поле.Изменение магнитного потока представлено направленным вверх вектором. В этом случае он индуцирует отрицательную ЭДС, которая управляет током по часовой стрелке. Согласно правилу правой руки, ток в этом направлении создает магнитное поле, которое направлено вниз внутри петли, чтобы противостоять возрастающему магнитному полю или потоку.
Теперь перейдем от петли к соленоиду, который представляет собой просто несколько витков проволоки, намотанных на сердечник из воздуха или магнитного материала. Это обычно используемый индуктор в электрических цепях. Если ток течет через соленоид, он создает магнитное поле внутри индуктора.Направление этого магнитного поля задается правилом правой руки. Это поле, в свою очередь, создает магнитный поток в том же направлении, что и поле, и величина этого потока пропорциональна току. Следовательно, если ток меняется со временем, то же самое происходит и с магнитным потоком. Следуя закону Фарадея, изменяющийся поток индуцирует напряжение, которое пропускает ток через катушку, так что магнитное поле индуцированного тока противодействует изменению исходного потока. Это явление индукции напряжения на его собственных выводах в ответ на изменение тока называется самоиндукцией, а полное индуцированное напряжение на соленоиде — это количество витков N, умноженное на ЭДС одного контура.
Теперь, когда мы объяснили основы, давайте посмотрим, как изучать электромагнитную индукцию в физической лаборатории.
Во всех следующих экспериментах используется аналоговый биполярный амперметр, стрелка которого отклоняется вправо или влево от нулевой точки, в зависимости от направления тока.
Сначала возьмите соленоид с полым сердечником, стержневой магнит с четко обозначенными северным и южным полюсами и аналоговый биполярный амперметр. Затем подключите соленоид к амперметру. Для первой попытки вставьте северный полюс магнита в конец соленоида, подключенный к отрицательной клемме амперметра.Наблюдайте за амперметром и запишите полярность и приблизительную величину отклонения стрелки. Вытяните магнит из соленоида и запишите полярность и приблизительную величину отклонения стрелки амперметра.
Теперь поверните магнит, вставьте и снимите южный полюс с конца соленоида, подключенного к отрицательной клемме амперметра. Повторите этот эксперимент, вставив южный полюс магнита в катушку, а затем удалив его — сначала медленнее, а затем быстрее, чем в первом испытании.Когда северный полюс приближается и входит в соленоид, он индуцирует ток, который вызывает мгновенное положительное отклонение амперметра. Когда северный полюс снят с соленоида, отклонение отрицательное. Изменение ориентации магнита на противоположное также меняет отклик амперметра.
Наконец, скорость движения влияет на изменение магнитного поля во времени, которое определяет наведенное напряжение и ток. Более медленное движение вызывает меньший ток и меньшие показания, а более быстрое движение вызывает больший ток и большее считывание.
Для эксперимента с самоиндукцией подключите лампочку, катушку индуктивности, источник напряжения, установленный на положительный один вольт, переключатель и аналоговый амперметр, как показано. Соберите схему с разомкнутым переключателем, чтобы ток не протекал.
Включите переключатель, чтобы подключить источник напряжения как к лампочке, так и к катушке индуктивности. Обратите внимание на тускло горящую лампочку. Разомкните выключатель, чтобы отключить подачу напряжения от цепи. Наблюдайте за лампочкой и амперметром в момент размыкания переключателя, затем запишите результат.Лампочка на короткое время загорается, а амперметр одновременно показывает положительное значение. Это происходит из-за самоиндукции, и за этот короткий период времени происходит несколько событий.
Первоначально, когда переключатель замкнут, ток течет и через катушку, и через лампочку, но через катушку протекает гораздо больше тока, чем через лампочку, поскольку катушка имеет меньшее сопротивление по сравнению с лампочкой. Открытие переключателя отключает источник напряжения. Это вызывает уменьшение тока через катушку индуктивности.
Этот изменяющийся ток через индуктор вызывает изменение его магнитного потока, который, в свою очередь, вызывает переходный ток, который противодействует уменьшению, протекая в том же направлении, что и исходный ток. Комбинация двух значений — исходного и переходного — дает общий ток индуктора, который теперь протекает через лампочку и на короткое время загорается, и в то же время вызывает отклонение амперметра, указывающее на положительный ток.
Электромагнитная индукция находит множество применений в современных устройствах и является основным методом передачи энергии и информации без физического контакта.
Индукция — это основной принцип работы устройств, называемых трансформаторами. Трансформатор имеет пару входных клемм, подключенных к первичной обмотке или катушке, и пару выходных клемм, подключенных к вторичной обмотке. Сердечник, состоящий из стали, феррита или даже просто воздуха, магнитно соединяет две обмотки. Напряжение на одной обмотке заставляет ток течь через нее, создавая магнитное поле. Магнитный поток или плотность магнитного поля затем передается на вторичную обмотку через сердечник, где индуцирует напряжение.Этот принцип называется взаимной индукцией.
Еще одно применение индукторов — это асинхронные двигатели переменного тока, которые являются рабочими лошадками современной промышленности благодаря своей простоте, прочности и надежности. Асинхронный двигатель состоит всего из двух основных частей. Первая — это неподвижная часть, называемая статором, которая состоит из неподвижных катушек вокруг полости. В полости подвешен ротор, который представляет собой пару концевых колец, покрывающих цилиндрическое расположение стержней. Трехфазный асинхронный двигатель переменного тока использует трехфазное питание, при этом каждая фаза подключена к своему собственному, отдельному набору обмоток статора.Катушки расположены по схеме, которая создает одно магнитное поле для каждой фазы подаваемой мощности. Результирующее чистое магнитное поле, называемое «магнитным полем статора», вращается с постоянной скоростью.
Вращающийся магнитный поток индуцирует ток в роторе, подобно тому, как трансформатор передает мощность от первичной обмотки к вторичной. Ток через стержни ротора, в свою очередь, создает собственное магнитное поле, называемое «индуцированным магнитным полем ротора». Взаимодействие между этими двумя полями создает силу на роторе, которая заставляет его следовать за магнитным полем статора, как железный стержень, следующий за магнитами вокруг него.
Вы только что посмотрели введение JoVE в электромагнитную индуктивность. Теперь вы должны понять, как изменяющееся во времени магнитное поле индуцирует электродвижущую силу в проводнике и как результирующий ток создает собственное магнитное поле. Спасибо за просмотр!
Срок
| Определение
| ||
Термин
| Определение
| ||
Клемма
| Определение
| ||
Срок
| Определение
| ||
Срок
| Определение
| ||
Срок
| Определение
| ||
Член
| Определение | ||
Клемма
| Определение | ||
Срок
| Определение
| ||
Срок
| Определение
| ||
Срок
| Определение
| ||
| Срок | Определение
| ||
Срок
| Определение
| ||
Член
| Определение
| ||
Член
| Определение
| ||
| Срок | Определение
| ||
Срок
| Определение
| ||
Термин
| Определение
| ||
Условие
| Определение
| ||
Условие
| Определение
| ||
Срок
| Определение
| ||
Термин
| Определение
| ||
Срок
| Определение | ||
Клемма
| Определение
| ||
Срок
| Определение
| ||
Клемма
| Определение
| ||
Клемма
| Определение
| ||
Условие
| Определение | ||
Термин
| Определение
| ||
Термин
| Определение
| ||
Член
| Определение
| ||
| Разное | |||