Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:
Магнитное полеАвтор: Баженова Лариса Михайловна, преподаватель ГБПОУ Иркутской области «Ангарский политехнический техникум», 2014 г. В 1820 г. А.Ампер установил, что если токи в двух прямолинейных проводниках имеют одинаковые направления, то они притягиваются и наоборот. Взаимодействие токов осуществляется посредством поля, которое было названо магнитным. Электрический ток создает в пространстве магнитное поле. В отличие от электростатического поля, которое создается неподвижными электрическими зарядами, магнитное поле появляется лишь при движении зарядов. Магнитное поле обнаруживается благодаря магнитным явлениям, таким, как притяжение и отталкивание проводов с токами или намагниченных тел, действие проводника с током на магнитную стрелку, электромагнитная индукция. В основе этих явлений лежит характерное свойство магнитного поля — силовое действие на движущиеся заряженные частицы Сила взаимодействияВыбирая величину, необходимую для оценки силового действия магнитного поля, можно исходить из силового взаимодействия двух проводов с токами.Опыт показывает, что на каждый из двух проводов действуют силы, направленные так, что провода с одинаковым направ-лением токов притягиваются, а провода с противоположными направлениями токов отталкиваются.Силы, действующие на каждый из проводов, определяются как:где - l - длина участка на котором действует сила , μа - коэффициент пропорциональности, называемый абсолютной магнитной проницаемостью. Параметр учитывает среду в которой находится система. Магнитная проницаемостьВоздух-1,000003Медь-0,999995Ферромагнитные материалы-200-200000Гн/м – магнитная проницаемость вакуума Параметр μа учитывает среду в которой находится система. Относительная магнитная проницаемость. В качестве примера можно привести значение μr для некоторых сред. Магнитная индукция Для оценки интенсивности магнитного поля введено понятие индукции магнитного поля, или магнитной индукции В. Магнитная индукция поля в данной точке есть вектор, численное значение которого равно силе, действующей на элемент линейного тока, равный единице и расположенный в поле так, что сила оказывается наибольшей. B= F/ ILГрафически магнитное поле можно изобразить при помощи линий магнитной индукции.Линия магнитной индукции проводится так, чтобы в каждой точке этой линии касательная к ней совпадала с вектором магнитной индукции. Направление индукции В определяется правилом правого винта (правило буравчика). При этом следует учесть, что направление тока от наблюдателя принято обозначать крестом, а направление тока к наблюдателю – точкой Правило буравчика или правило правой рукиМагнитное поле проводника с током и катушки Магнитная индукцияФормула магнитной индукции: Измеряется индукция в Теслах (Тл). В расчетах применяется более мелкая единица магнитной индукции — гаусс (гс). Учитывая это, для двух проводников с током можно записать: Сила АмпераВ общем случае сила F = BI l sinα, где α – угол между направлением тока и вектором магнитной индукции. Силу F называют силой Ампера, а уравнение – законом Ампера.Направление силы F: если ладонь левой руки расположить так, чтобы линии вектора магнитной индукции входили в ладонь, а выпрямленные пальцы показывали направление тока, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы. Правило левой руки Магнитный поток Другим важным параметром, характеризующим магнитное поле, является магнитный поток.Магнитным потоком Ф называют произведение индукции В и такой плоской площадки S, во всех точках которой векторы индукции численно одинаковы и перпендикулярны к ней.Ф = ВхS Измеряется магнитный поток в Веберах (Вб). Магнитный потокЭлементарным магнитным потоком Ф сквозь бесконечно малую площадку dS называется величина (см.рис.) dФ = B cosα dS, где α – угол между направлением и нормалью к площадке dS.Магнитный поток через всю произвольную поверхность S [м2] :Ф = s∫ dФ = s∫ B cos α dS,Если магнитное поле равномерное, а поверхность S представляет собой плоскость, и поверхность ds нормальна к вектору B, т.е. cos α = 1, то Ф = B х S.Магнитный поток является потоком вектора магнитной индукции через некоторую поверхность. В= Ф/S , т.е. магнитная индукция является плотностью магнитного потокаМагнитный поток через замкнутую поверхность:Это говорит о том, что каждая силовая линия, входящая в замкнутую поверхность должна из нее выходить.В1 = В2 Магнитное потокосцепление Если рассматривать магнитный поток проходящий через поверхность, образованную витками цилиндрической катушки, то ее можно разделить на поверхности, образованные отдельными витками, т.е. s=s1+s2+...+s8. Причем через поверхности разных витков в общем случае будут проходить разные магнитные потоки. Для того, чтобы определить полный магнитный поток, проходящий через поверх-ность всех витков, нужно сложить потоки, проходящие через поверхности отдельных витков, или, иначе говоря, сцепляющиеся с отдельными витками. Общий магнитный поток, сцепляющийся со всеми витками катушки, называется потокосцеплением и численно равен сумме потоков, сцепляющихся с отдельными витками : ψ = 2(Ф1+ Ф2+ Ф3+ Ф4) = 48 Напряженность магнитного поляНапряженность магнитного поля характеризует силовые свойства поля, по аналогии с напряженностью электростатического поля. Связь между индукцией и напряженностью магнитного поля выражается следующим образом: B=μH, откуда H=B/μ = I/2πrЕдиница измерения напряженности – ампер на метр: А/мВ отличие от магнитной индукции, напряженность магнитного поля не учитывает влияние магнитных свойств среды. Электромагнитная индукция1. Получение индуктированной электродвижущей силы.2. Величина и направление индуктированной Э.Д.С. 3. Правило Ленца.4. Самоиндукция.5. Индуктивность. Получение индуктированной электродвижущей силы Если взять постоянный магнит 1 (рис. а) и опускать его в катушку 2 (соленоид), то стрелка гальванометра 3, включенного в цепь, будет отклоняться (например, вправо). Это указывает на возникновение э. д. с. и появление тока в соленоиде. Если прекратить движение магнита, то стрелка гальванометра вернется в нулевое положение (рис. б). При вынимании магнита из катушки (рис. , в) стрелка гальванометра отклоняется, но уже в другую сторону (влево). При изменении полюса магнита, стрелка также отклоняется в другую сторону.Явление возникновения э. д. с. в контуре при пересечении его магнитным полем называется электромагнитной индукцией Получение индуктированной электродвижущей силыЕсли к замкнутому проводнику 1 приближать или удалять проводник 2, покоторому проходит электрический ток I, или замыкать (размыкать цепь)то в проводнике 1 будет индуктироваться э. д. с. Возникновение э. д. с. во втором контуре вследствие изменения тока в первом контуре называется взаимоиндукцией. Она имеет место в трансформаторах, индукционных катушках и т. д. Если изменять величину или направление тока в проводнике или размыкать и замыкать электрическую цепь, питающую проводник током, то магнитное поле, окружающее этот проводник, будет изменяться. Изменяясь, магнитное поле проводника пересекает этот же самый проводник и наводит в нем э. д. с. Это явление называется самоиндукцией. Величина и направление индуктированной Э.Д.С Индуктированная э. д. с. возникает в следующих трех случаях:1) когда движущийся проводник пересекает неподвижное магнитное поле или, наоборот, перемещающееся магнитное поле пересекает неподвижный проводник; или когда проводник и магнитное поле, двигаясь в пространстве, перемещаются один относительно другого;2) когда переменное магнитное поле одного проводника, действуя на другой проводник, индуктирует в нем э. д. с. (взаимоиндукция);3) когда изменяющееся магнитное поле какого-либо проводника индуктирует в нем самом э. д. с. (самоиндукция). Величина и направление индуктированной Э.Д.С.Всякое изменение во времени величины магнитного потока (ΔФ/Δt), пронизывающего проводящий контур (виток, рамку), сопровождается появлением в этом проводниковом контуре индуктированной э. д. с.: e = ΔФ/Δt , где ΔФ — магнитный поток, пересеченный проводником за промежуток времени Δt.Величина индуктированной э. д. с. в проводнике зависит:1) от величины индукции В магнитного поля;2) скорости движения проводника V в магнитном поле; 3) от активной (находящейся в магнитном поле) длины проводника; 4) от величины синуса угла между направлением движения проводника и направлением магнитного поля (см.рис.).Формула индуктированной э.д.с. Е = BLV sin α Величина и направление индуктированной Э.Д.С.Направление индуктированной э. д. с. в проводнике, движущемся в магнитном поле, определяется по «правилу правой руки». Оно заключается в следующем: если мысленно расположить правую руку в магнитном поле вдоль проводника так, чтобы магнитные линии, выходящие из северного полюса, входили в ладонь, а большой отогнутый палец совпадал с направлением движения проводника, то четыре вытянутых пальца будут показывать направление э. д. с, индуктированной в проводнике Правило Ленца Направление индуктированной э. д. с. всегда таково, что вызванный ею ток и его магнитное поле имеют такое направление, чтобы препятствовать причине, порождающей эту индуктированную э.д.с.:e = - ΔФ/Δtэ. д. с. и созданный ею ток противодействуют причине, которая их вызвала.При равномерном изменении во времени магнитного потока е = - Ф/t.Для катушки е = - W∆Ф/∆t где W – число витков. ЗАДАНИЕ1. Определите, с какой силой магнитное поле, созданное током, действует на проводник, если магнитная индукция поля 1,5 Тл, рабочая длина проводника 0,4 м и по нему протекает ток 50А?2. Во сколько раз увеличится сила взаимодействия параллельных проводов с токами, если при коротком замыкании в цепи ток в проводах увеличился в 100 раз?3. Магнитная индукция стали 1,5 тесла, площадь поперечного сечения сердечника, изготовленного из этой стали, 3 мм². Определить магнитный поток, пронизывающий сердечник.4. Определите напряженность магнитного поля, создаваемого проходящим по длинному прямолинейному проводнику током 25А, в точке, удаленной от проводника на 20 см. 5. Что можно определить по правилу правой руки?6. Что можно определить по правилу буравчика?7. Укажите единицы измерения в системе СИ магнитной индукции, магнитного потока.
Приложенные файлы
