МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ. ВЕЛИЧИНЫ И ЗАКОНЫ,

ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ В МАГНИТНЫХ ЦЕПЯХ

Магнитное поле проявляет себя следующим образом:

1)   В проводнике, который движется в постоянном магнитном поле, наводится ЭДС;

2)   В неподвижном проводнике, который находится в переменном магнитном поле, наводится ЭДС;

3)   На проводник, по которому течет ток и который находится в магнитном поле, действует механическая сила.

Параметры, характеризующие магнитное поле:

Магнитный поток F - характеризуется числом силовых линий, пронизывающих поверхность площадью S.

Магнитное поле принято изображать силовыми линиями, направленными от северного к южному полюсу магнита.

[F] = [ Вб] = [ В×с]. ,

где a - угол между нормалью к площадке и направлением силовых линий.

Индукция магнитного поля  характеризует интенсивность магнитного поля в заданной точке пространства. Это векторная величина. Направление ее совпадает с касательной к силовой линии

    [B] =[Вб/м2] = [Тл].

Если магнитное поле равномерное, то .

Поток вектора индукции магнитного поля через замкнутую поверхность равен нулю

 .

Силовые линии всегда замкнуты. Это принцип непрерывности силовых линий.

Напряженность магнитного поля  - это векторная величина, которая совпадает с направлением индукции и характеризует интенсивность магнитного поля в вакууме (при отсутствии магнитных веществ). [] = [А/м].

,

где ma – абсолютная магнитная проницаемость среды.

mr=ma/m0 – относительная магнитная проницаемость.

m0=4p×10-7 Гн/м – магнитная постоянная, равная абсолютной магнитной проницаемости в вакууме.

В 1831 г. Фарадей открыл закон электромагнитной индукции:

Электромагнитной индукцией называется явление возбуждения ЭДС в контуре при изменении магнитного потока, сцепленного с ним. Индуктированная ЭДС равна скорости изменения потока, сцепленного с контуром:

.

Знак «минус» выражает правило Ленца:

Ток, создаваемый в замкнутом контуре индуцированной ЭДС, всегда имеет такое направление, что магнитный поток тока противодействует изменению магнитного потока внешнего поля, его вызвавшего.

Поскольку

, то

ЭДС, которая индуцируется в обмотке, равна сумме ЭДС каждого витка:

,

где w – число витков в обмотке.

,

где F1, F2, …, Fw – потоки, которые охватывают, соответственно, первый, второй и w витки обмотки.

 

- полный магнитный поток – потокосцепление обмотки.

Тогда для обмотки:

.

Если каждый виток обмотки охвачен одним и тем же потоком, тогда:

 и .

Если магнитное поле создается током этой же обмотки, то такая индуцированная ЭДС называется ЭДС самоиндукции.

Если магнитное поле создано током других контуров, то такая ЭДС называется ЭДС взаимоиндукции.

;   .

Если проводник перемещается в постоянном магнитном поле, то индуцированная ЭДС равна:

,

где l – активная длина проводника;

V – скорость перемещения проводника;

B – индукция магнитного поля;

a - угол между направлением силовых линий и направлением перемещения проводника.

По правилу правой руки (большой палец – направление перемещения).

Если проводник с током I находится в магнитном поле с индукцией B, то на проводник действует сила:

 

- закон Ампера,

где a - угол между направлением силовых линий и направлением проводника.

По правилу левой руки (большой палец - сила):

В электротехнике все материалы делятся на немагнитные и магнитные. ............