Электромагнитная индукция

Магнитная цепь

Магнитной цепью (магнитопроводом) называется совокупность различных ферромагнитных и неферромагнитных частей электротехнических устройств для создания магнитных полей различных конфигураций и интенсивности. Простейшие магнитопроводы применяются в многообмоточных трансформаторах, магнитных усилителях, в элементах ЭВМ и других электротехнических устройствах.

Магнитные цепи можно разделить на неразветвленные и разветвленные. В неразветвленных цепях магнитный поток в любом сечении цепи одинаков, в разветвленных – различны в разных сечениях. В общем случае разветвленные цепи могут быть сложной конфигурации, например, в электрических двигателях, генераторах и других устройствах.

Задания на повторение.

1. Какова абсолютная магнитная проницаемость ферромагнитного материала, если магнитная индукция в нем 1,5 Тл при напряженности магнитного поля 2250 А/м? Рассчитать относительную магнитную проницаемость материала.

2. При внесении в магнитное поле ферромагнитного бруска индукция в нем оказалась в 500 раз выше. Чем магнитная индукция, создаваемая в воздухе. Чему равна абсолютная магнитная проницаемость бруска?

3. На проводник с током длиной 2м, помещенный в магнитное поле перпендикулярно его силовым линиям, действует сила 3Н. Определить ток в проводнике, если индукция В = 0,15 Тл.

4. С какой силой будет действовать магнитное поле на находящийся в воздухе проводник длиной 10м, по которому течет ток 20А, если напряженность поля 8000А/м? Проводник расположен под углом 0; 45; 60 к силовым линиям поля.

Глава 4. Явление электромагнитной индукции

Явление электромагнитной индукции было открыто Фарадеем в 1831году (рис.9). Опыты Фарадея показали, что во всяком замкнутом проводящем контуре при изменении внешнего магнитного поля возникает электрический ток. Этот ток был назван индукционным. Например, в момент вдвигания магнита и в момент выдвигания его из катушки наблюдается отклонение стрелки гальванометра.

Г

магнит

N S

Катушка

Рис.9. Иллюстрация опыта Фарадея.

Величина индукционного тока зависит от силы магнитного поля, скорости перемещения и длины проводника, направления перемещения относительно линий магнитного поля:

I = BVlsinб (16)

I – сила индукционного тока, [A];

B – магнитная индукция поля, [Тл];

V – скорость перемещения проводника, [м/с];

l – длина проводника, [м];

sinб – угол между направлением перемещения проводника и линиями магнитного поля.

Полное число линий магнитной индукции через площадь контура представляет магнитный поток(рис.10). Таким образом, причиной возникновения индукционного тока является изменение магнитного потока через контур. Единицей измерения магнитного потока является вебер (Вб).

Ф = BS (17)

Ф – магнитный поток, [Вб];

B – магнитная индукция поля, [Тл];

S – площадь сечения контура, [мм].

Рис. 10. Магнитный поток.

Возникновение индукционного тока означает, что при изменении магнитного потока Ф в контуре возникает ЭДС индукции. Она определяется скоростью изменения магнитного потока:

Е = - Ф/ t (18)

Е – ЭДС индукции, [B];

Ф – магнитный поток, [Вб];

t – время изменения магнитного потока, [с].

Данная формула выражает закон электромагнитной индукции или закон Фарадея. Знак минус есть математическое выражение правила Ленца, которое гласит, что индукционный ток всегда направлен так, чтобы препятствовать причине, его вызывающей.

Дата добавления: 2014-12-17