Магнитный поток и потокосцепление
Неразрывность электрического и магнитного полей
Из курса физики известно, что электрическое и магнитное поля тесно связаны между собой. В природе существует единое электромагнитное поле, а чисто электрическое и чисто магнитное поля являются лишь его частными случаями. Магнитное поле во всех без исключения случаях создаётся движущимися зарядами (в т. ч. вращающимися вокруг атомов и смещающимися в диэлектрике) или токами.
Переменное магнитное поле обладает свойством создавать (индуктировать) электрическое поле. Линии напряженности этого электрического поля нигде не начинаются и нигде не кончаются - они замкнуты. Переменное электрическое поле обуславливает электрический ток – явление направленного движения носителей электрических зарядов. Принцип непрерывности (замкнутости) электрического тока гласит, что электрический ток сквозь взятую в какой угодно среде замкнутую поверхностьSэравен нулю, т. е. где - вектор плотности полного тока (проводимости, переноса и смещения).
Но электрическое поле окаывает магнитному полю такую же услугу. Переменное электрическое поле создаёт магнитное поле. Линии магнитной индукции всегда непрерывны; они нигде не имеют ни начала, ни конца. Другими словами, магнитный поток сквозь любую замкнутую поверхность Sэ равен нулю, т. е. (магнитный поток, входящий в замкнутую поверхность, равен магнитному потоку, выходящему из этой поверхности).
Таким образом, изменяющиеся электрическое и магнитное поля индуктируют друг друга.
Взаимное индуктирование электрического и магнитного полей было открыто двумя великими учёными XIX в. Фарадеем и Максвеллом.
Магнитная индукция
Напомним, что магнитное поле - вид материи, характеризующийся воздействием на движущиеся электрически заряженные частицы с силой, пропорциональной заряду этой частицы и её скорости. Магнитное поле в пустоте, воздухе и других немагнитных средах определяется во всех точках векторами магнитной индукция (магнитного потока ) и напряжённости магнитного поля , а в ферромагнитных материалах - векторами индукции , напряженности и намагниченности
Магнитная индукция - векторная величина, определяющая силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля в данной его точке. Магнитная индукция численно равна отношению силы , действующей на заряженную частицу, к произведению заряда q и составляющей скорости частицы, перпендикулярной к вектору силы, т. е.
Силу, действующую на элемент длины прямолинейного проводника с током, определяют по закону Ампера Откуда значение магнитной индукции
| (6.1)
| Единица магнитной индукции т. е. магнитная индукция 1 Тл равна силе, действующей на 1 м длины проводника с током в 1 А. Проводник располагают в равномерном магнитном поле перпендикулярно направлению вектора магнитной индукции.
.1.3. Изображение магнитного поля и направление магнитной индукции
Графически магнитное поле принято изображать с помощью магнитных силовых линий (м. с. л.), которые проводят так, чтобы касательные к ним определяли направления векторов магнитной индукции, а плотность линий была пропорциональна длине этих векторов. При этом условно положительное направление м. с. л. вокруг проводника с током (рис. 6.1, а) связано с направлением тока в проводнике правилом правоходового винта; направление магнитной индукции должно совпадать с направлением касательной к магнитным силовым линиям.
Направление м. с. л. и магнитной индукции созданного электрическим током I магнитного поля в катушке (соленоиде) определяют посредством т. н. правила охвата: если правую руку положить на соленоид так, чтобы четыре пальца совпали с направлением тока в его витках, то большой палец укажет направление м. с. л. и магнитной индукции (рис. 6.1, б).
| |
Магнитный поток и потокосцепление
Магнитным потоком (или потоком вектора магнитной индукции через данную поверхность Sм) называют произведение магнитной индукции В на площадь поверхности Sм поля:
Единица магнитного потока: [Ф] = [B]×[S] = Tл×м2 = Вб (вебер).
Согласно закону Гаусса для магнитного поля полный магнитный поток через замкнутую поверхность равен нулю, т. е.
.
В ряде случаев, например, при протекании тока в катушке, магнитный поток несколько раз сцепляется с витками катушки. В первом приближении можно считать, что все линии магнитной индукции сцепляются со всеми витками w катушки. Тогда потокосцепление катушки связывается с потоком Ф простым соотношением: Y = wФ.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|