Магнитное поле провода с переменным током

Оглавление:

Магнитное поле катушки с током

Если в пространстве вокруг неподвижных электрических зарядов существует электростатическое поле, то в пространстве вокруг движущихся зарядов (как и вокруг изменяющихся во времени электрических полей, что изначально предположил Максвелл) существует магнитное поле. Это легко наблюдать экспериментально.

Именно благодаря магнитному полю и взаимодействуют между собой электрические токи, а также постоянные магниты и токи с магнитами. По сравнению с электрическим взаимодействием, магнитное взаимодействие является значительно более сильным. Это взаимодействие в свое время изучал Андре-Мари Ампер.

В физике характеристикой магнитного поля служит магнитная индукция B, и чем она больше, тем сильнее магнитное поле. Магнитная индукция В — величина векторная, ее направление совпадает с направлением силы, действующей на северный полюс условной магнитной стрелки, помещенной в какую-нибудь точку магнитного поля, — магнитное поле сориентирует магнитную стрелку в направлении вектора В, то есть в направлении магнитного поля.

Вектор В в каждой точке линии магнитной индукции направлен к ней по касательной. То есть индукция В характеризует силовое действие магнитного поля на ток. Похожую роль играет напряженность Е для электрического поля, характеризующая силовое действие электрического поля на заряд.

Простейший эксперимент с железными опилками позволяет наглядно продемонстрировать явление действия магнитного поля на намагниченный объект, поскольку в постоянном магнитном поле маленькие кусочки ферромагнетика (такими кусочками являются железные опилки) становится, намагничиваясь по полю, магнитными стрелками, словно маленькими стрелками компаса.

Если взять вертикальный медный проводник, и продеть его через отверстие в горизонтально расположенном листе бумаги (или оргстекла, или фанеры), а затем насыпать металлические опилки на лист, и немного встряхнуть его, после чего пропустить по проводнику постоянный ток, то легко заметить, как опилки выстроятся в форме вихря по окружностям вокруг проводника, в плоскости перпендикулярной току в нем.

Эти окружности из опилок как раз и будут условным изображением линий магнитной индукции В магнитного поля проводника с током. Центр окружностей, в данном эксперименте, будет расположен ровно в центре, по оси проводника с током.

Направление векторов магнитной индукции В проводника с током легко определить по правилу буравчика или по правилу правого винта: при поступательном движении оси винта по направлению тока в проводнике, направление вращения винта или рукоятки буравчика (вкручиваем или выкручиваем винт) укажет направление магнитного поля вокруг тока.

Почему применяется правило буравчика? Поскольку операция ротор (обозначаемая в теории поля rot), используемая в двух уравнениях Максвелла, может быть записана формально как векторное произведение (с оператором набла), а главное потому, что ротор векторного поля может быть уподоблен (представляет собой аналогию) угловой скорости вращения идеальной жидкости (как представлял сам Максвелл), поле скоростей течения которой изображает собой данное векторное поле, можно воспользоваться для ротора теми формулировками правила, которые описаны для угловой скорости.

Таким образом, если крутить буравчик в направлении завихрения векторного поля, то он будет ввинчиваться в направлении вектора ротора этого поля.

Как видите, в отличие от линий напряженности электростатического поля, которые в пространстве разомкнуты, линии магнитной индукции, окружающие электрический ток, замкнуты. Если линии электрической напряженности Е начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных, то линии магнитной индукции В просто замкнуты вокруг порождающего их тока.

Теперь усложним эксперимент. Рассмотрим вместо прямого проводника с током виток с током. Допустим, нам удобно расположить такой контур перпендикулярно плоскости рисунка, причем слева ток направлен на нас, а справа — от нас. Если теперь внутри витка с током разместить компас с магнитной стрелкой, то магнитная стрелка укажет направление линий магнитной индукции — они окажутся направлены по оси витка.

Почему? Потому что противоположные стороны от плоскости витка окажутся аналогичны полюсам магнитной стрелки. Откуда линии В выходят — это северный магнитный полюс, куда входят — южный полюс. Это легко понять, если сначала рассмотреть проводник с током и с его магнитным полем, а затем просто свернуть проводник в кольцо.

Для определения направления магнитной индукции витка с током также пользуются правилом буравчика или правилом правого винта. Поместим острие буравчика по центру витка, и станем его вращать по часовой стрелке. Поступательное движение буравчика совпадет по направлению с вектором магнитной индукции В в центре витка.

Очевидно, направление магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике, будь то прямой проводник или виток.

Принято считать, что та сторона катушки или витка с током, откуда линии магнитной индукции В выходят (направление вектора В наружу) — это и есть северный магнитный полюс, а куда линии входят (вектор В направлен внутрь) — это южный магнитный полюс.

Если множество витков с током образуют длинную катушку — соленоид (длина катушки во много раз превышает ее диаметр), то магнитное поле внутри нее однородно, то есть линии магнитной индукции В параллельны друг другу, и имеют одинаковую плотность по всей длине катушки. Кстати, магнитное поле постоянного магнита похоже снаружи на магнитное поле катушки с током.

Для катушки с током I, длиной l, с количеством витков N, магнитная индукция в вакууме будет численно равна:

Итак, магнитное поле внутри катушки с током является однородным, и направлено от южного к северному полюсу (внутри катушки!) Магнитная индукция внутри катушки пропорциональна по модулю числу ампер-витков на единицу длины катушки с током.

Магнитное поле провода с переменным током

Маркировка

Резисторы-Конденсаторы
Диоды
Стабилитроны
Транзисторы

Измерение напряжения
Проверка транзистора

Основы пайки
Изготов. печатных плат

Азбука коротких волн
Приемник прямого усил.
КВ-приемник начинающим

Светодиодное информ. табло на PIC контроллере
Программатор “ICProg 105”
Осваиваем LPT порт
Программирование LPT под DOS
Программирование LPT под Windows
Программирование LPT под WinNT

Вспомогательные проги

Лабораторный БП

Форум
Связь с автором

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ: КАКАЯ МЕЖДУ НИМИ СВЯЗЬ?

Как вы сами уже догадываетесь, цель данного урока: освоить теоретические сведения касающиеся, электричества, магнетизма и проследить связь между этими двумя понятиями. Потому что именно благодаря магнитным (электромагнитным) явлениям, мы можем получить электричество, без которого сейчас не мыслима жизнедеятельность человека. В конце урока вас ждет не сложная, но довольно интересная практическая работа.

Непосредственную связь между электричеством и магнетизмом открыл в 1819 г. датский профессор физики Ганс Эрстед. Проводя опыты, ученый обнаружил, что всякий раз, когда он включал ток, магнитная стрелка, находящаяся поблизости от проводника с током, стремилась повернуться перпендикулярно проводнику, а когда выключал, магнитная стрелка возвращалась в исходное положение. Ученый сделал вывод: вокруг проводника с током возникает магнитное поле, которое воздействует на магнитную стрелку.
Вы можете в этом убедиться, если сами проведете аналогичный опыт. Для этого потребуются: батарея гальванических элементов, например 3336Л, миниатюрная лампа накаливания, предназначаемая для карманного электрического фонаря, медный провод толщиной 0,2 — 0,3 мм в эмалевой, хлопчатобумажной или шелковой изоляции и компас. С помощью отрезков провода, удалив с их концов изоляцию, подключите к батарее лампу накаливания. Лампа горит, потому что образовалась электрическая цепь. Батарея в данном случае является источником питания этой цепи. Поднесите один из соединительных проводников поближе к компасу, смотрите рис. и вы увидите, как его магнитная стрелка сразу же станет поперек проводника. Она укажет направление круговых магнитных силовых линий, рожденных током.

Наиболее сильное магнитное поле тока будет возле самого проводника. По мере удаления от проводника магнитное поле, рассеиваясь, ослабевает.
А если изменить направление тока в проводнике, поменяв местами подключение его к полюсам батареи? Изменится и направление магнитных силовых линий — магнитная стрелка повернется в другую сторону. Значит, направление силовых линий магнитного поля, возбуждаемого током, зависит от направления тока в проводнике.
Какова в этих опытах роль лампы накаливания? Она служит как бы индикатором наличия тока в цепи. Она, кроме того, ограничивает ток в цепи. Если к батарее подключить только проводник, магнитное поле тока станет сильнее, но батарея быстро разрядится.
Если в проводнике течет постоянный ток неизменного значения, его магнитное поле также не будет изменяться. Но если ток уменьшится, то слабее станет и его магнитное поле. Увеличится ток, усилится его магнитное поле, исчезнет ток — магнитное поле пропадет. Словом, ток и его магнитное поле неразрывно связаны и взаимно — зависимы.
Магнитное поле тока легко усилить, если проводник с током свернуть в катушку. Силовые линии магнитного поля такой катушки можно сгустить, если внутрь ее поместить гвоздь или железный стержень. Такая катушка с сердечником станет электромагнитом, способным притягивать сравнительно тяжелые железные предметы. Это свойство тока используется во множестве электрических приборов.

Проводник с током, свернутый в катушку, становится электромагнитом.

А если магнитную стрелку поднести к проводу с переменным током? Она станет неподвижной, даже если провод свернуть в катушку. Значит ли это, что вокруг проводника с переменным током нет магнитного поля? Магнитное поле есть, но оно тоже переменное. Магнитная же стрелка не будет отклоняться только вследствие своей «неповоротливости» — инерционности, она не будет успевать следовать за быстрыми изменениями магнитного поля.
Первый электромагнит, основные черты которого сохранились во многих современных электрических приборах, например в электромагнитных реле, излучателях головных телефонов, изобрел английский ученый Стерджен в 1821 г. А спустя два десятилетия после этого события французский физик Андре Ампер сделал новое, исключительно важное по тому времени открытие. Он опытным путем установил, что два параллельно расположенных проводника, по которым течет ток, способны совершать механическую работу: если ток в обоих проводниках течет в одном направлении, то они притягиваются, а если в противоположных, отталкиваются.
Догадываетесь, почему так происходит? В первом случае, когда направление тока в обоих проводниках одинаково, их магнитные поля, также имеющие одинаковое направление, как бы стягиваются в единое поле, увлекая за собой проводники. Во втором случае магнитные поля вокруг проводников, имеющие теперь противоположные направления, отталкиваются и тем самым раздвигают проводники.
В первой половине прошлого столетия ценнейший вклад в науку внес английский физик — самоучка Майкл Фарадей. Изучая связь между электрическим током и магнетизмом, он открыл явление электромагнитной индукции. Суть его заключается в следующем. Если внутрь катушки из изолированной проволоки быстро ввести магнит, стрелка электроизмерительного прибора, подключенного к концам катушки, на мгновение отклонится от нулевой отметки на шкале прибора.

Энергия магнитного поля создает движение электронов — электрический ток.

При таком же быстром движении магнита внутри катушки, но уже в обратном направлении, стрелка прибора также быстро отклонится в противоположную сторону и вернется в исходное положение. Вывод мог быть один: магнитное поле пересекает провод и возбуждает (индуцирует) в нем движение свободных электронов — электрический ток. Впрочем, можно поступить иначе: перемещать не магнит, а катушку вдоль неподвижного магнита. Результат будет такой же. Магнит можно заменить катушкой, в которой течет постоянный ток. Магнитное поле этой катушки, вызванное током, при пересечении витков второй катушки также будет возбуждать в ней электродвижущую силу, создавая в ее цепи электрический ток.
Явление электромагнитной индукции лежит в основе действия генератора переменного тока, представляющего собой катушку из провода, вращающуюся между полюсами сильного магнита или электромагнита (на рис. катушка показана в виде одного витка провода).

Смотрите так же:  Форд фокус 3 цвет провода бензонасоса

Схема генератора переменного тока.

Вращаясь, катушка пересекает силовые линии магнитного поля, и в ней индуцируется (вырабатывается) электрический ток. В 1837 г. русский академик Б. С. Якоби открыл явление, обратное по действию генератора тока. Через катушку, помещенную в магнитном поле, ученый пропускал ток, и катушка начинала вращаться. Это был первый в мире электромагнитный двигатель. Фарадей, открывший закон электромагнитной индукции, опытным путем обнаружил еще очень важное явление — возможность передавать переменный ток из катушки в катушку на расстояние без какой — либо прямой электрической связи между ними. Суть этого явления заключается в том, что переменный или прерывающийся (пульсирующий) ток, текущий в одной из катушек, преобразуется в переменное магнитное поле, которое пересекает витки второй катушки и тем самым возбуждает в ней переменную ЭДС. На этой основе создан замечательный прибор, который называется трансформатор, играющий очень важную роль в электротехнике и радиотехнике.

ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК РОЖДАЕТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

Опыты Майкла Фарадея и его соотечественника и последователя Кларка Максвелла привели ученых к выводу, что переменное магнитное поле, рождаемое непрерывно изменяющимся током, создает в окружающем пространстве электрическое поле, которое в свою очередь возбуждает магнитное поле, магнитное поле — электрическое и т.д. Взаимосвязанные, создаваемые друг другом магнитное и электрическое поля образуют единое переменное электромагнитное поле, которое непрерывно, как бы отделяясь и удаляясь от места возбуждения его, распространяется во всем окружающем пространстве со скоростью света, равной 300 000 км/с. Явление возбуждения переменным током электромагнитных полей принято называть излучением электромагнитных колебаний или излучением электромагнитных волн. Встречая на своем пути проводники, магнитные составляющие электромагнитных колебаний возбуждают в этих проводниках переменное электрическое поле, создающее в них такой же переменный ток, как ток, возбудивший электромагнитные волны, только несравненно слабее. На этом замечательном явлении и основана техника радиопередачи и радиоприема.
Равенство скорости распространения электромагнитных волн, создаваемых переменным током, и скорости света не случайно, потому что световые лучи, как, между прочим, и тепловые, по своей природе тоже электромагнитные колебания. Мысль о родстве световых и электрических явлений высказал русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов еще в середине XVIII в. Теорию электромагнитных волн развил Кларк Максвелл в первой половине прошлого столетия. Однако только в 1888 г. немецкому ученому Генриху Герцу удалось опытным путем доказать сам факт существования электромагнитных волн и найти возможность обнаружить их. В его опытной установке излучателем электромагнитных волн был вибратор — два стержня с металлическими шарами на концах, источником напряжения питания вибратора — индукционная катушка Румкорфа (есть в каждом школьном физическом кабинете), а обнаруживателем электромагнитной энергии — резонатор, представляющий собой незамкнутый виток провода, тоже с шарами на концах.

Опытная установка Г. Герца для возбуждения и обнаружения электромагнитных волн и графическое изображение затухающих электромагнитных волн.

Половинки вибратора заряжались до столь высокого напряжения, что между внутренними шарами через воздух проскакивала электрическая искра — искусственная молния в миниатюре. Происходил — электрический разряд. В этот момент, длившийся малые доли секунды, вибратор излучал короткую серию быстропеременных затухающих, т.е. убывающих по амплитуде, электромагнитных волн. Пересекая провод резонатора, расположенного поблизости, электромагнитная энергия возбуждала в нем электрические колебания, о чем свидетельствовала очень слабая искра, появлявшаяся между шарами резонатора. Еще разряд и новая очередь затухающих электромагнитных колебаний возбуждала в резонаторе слабый переменный ток. Так Генрих Герц нашел способ возбуждения электромагнитных волн и обнаружения их. Но он не представлял себе путей практического использования своего открытия.

Важные понятия и моменты, которые необходимо запомнить из этого урока: что такое магнитное поле, как оно воздействует на окружающие предметы, основные условия необходимые для возникновения магнитного поля. Понятие электромагнетизма и электромагнитной индукции, а так же условия возникновения электромагнитных колебаний под действием переменного тока — электромагнитные волны.

В этой практической работе вы должны проследить на опыте, воздействие электрического тока на катушку с металлическим сердечником, которая как мы уже выяснили, называется катушкой индуктивности. Так же, на этом опыте наглядно можно проследить как магнитное поле, наведенное в металлическом сердечнике катушки, воздействует на окружающие предметы (в данном случае мелкие металлические предметы), которыми могут быть: скрепки, кнопки и т.п. Схема нашей опытной установки не сложна, и была приведена выше, здесь я ее для удобства продублирую.

Количество витков медного провода диаметром 0,2 — 0,25мм., без применения лампы накаливания должно быть в пределах 150 — 200 витков, с применением лампы накаливания, от 10 до 50 витков, подбирается эксперементально. Почему подбирается экперементально, вы должны выяснить в ходе опыта. В качестве подсказки скажу только то, что от количества витков будет зависеть сила притяжения предметов, нашим электромагнитом.

Приступайте к испытаниям!

Переходим к следующему уроку !

57. Магнитное поле вокруг прямолинейного проводника с током

Если к прямолинейному проводнику с электрическим током поднести магнитную стрелку, то она будет стремиться стать перпендикулярно плоскости, проходящей через ось проводника и центр вращения стрелки. Это указывает на то, что на стрелку действуют особые силы, которые называются магнитными силами. Кроме действия на магнитную стрелку, магнитное поле оказывает влияние на движущиеся заряженные частицы и на проводники с током, находящиеся в магнитном поле. В проводниках, движущихся в магнитном поле, или в неподвижных проводниках, находящихся в переменном магнитном поле, возникает индуктивная э. д. с.

В соответствии с вышесказанным мы можем дать следующее определение магнитного поля.

Магнитным полем называется одна из двух сторон электромагнитного поля, возбуждаемая электрическими зарядами движущихся частиц и изменением электрического поля и характеризующаяся силовым воздействием на движущиеся заряженные частицы, а стало быть, и на электрические токи.

Если продеть через картон толстый проводник и пропустить по нему электрический ток, то стальные опилки, насыпанные на картон, расположатся вокруг проводника по концентрическим окружностям, представляющим собой в данном случае так называемые магнитные индукционные линии (фиг. 78). Мы можем передвигать картон вверх или вниз по проводнику, но расположение стальных опилок не изменится. Следовательно, магнитное поле возникает вокруг проводника по всей его длине.

Если на картон поставить маленькие магнитные стрелки, то, меняя направление тока в проводнике, можно увидеть, что магнитные стрелки будут поворачиваться (фиг. 79). Это показывает, что направление магнитных индукционных линий меняется с изменением направления тока в проводнике.

Магнитные индукционные линии вокруг проводника с током обладают следующими свойствами: 1) магнитные индукционные линии прямолинейного проводника имеют форму концентрических окружностей; 2) чем ближе к проводнику, тем гуще располагаются магнитные индукционные линии; 3) магнитная индукция (интенсивность поля) зависит от величины тока в проводнике; 4) направление магнитных индукционных линий зависит от направления тока в проводнике.

Чтобы показать направление тока в проводнике, изображенном в разрезе, принято условное обозначение, которым мы в дальнейшем будем пользоваться. Если мысленно поместить в проводнике стрелу по направлению тока (фиг. 80), то в проводнике, ток в котором направлен от нас, увидим хвост оперения стрелы (крестик); если же ток направлен к нам, увидим острие стрелы (точку).

Исследование магнитного поля, создаваемого проводником с переменным электрическим током Текст научной статьи по специальности «Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук»

Аннотация научной статьи по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук, автор научной работы — Антошко В. Я.

В статье рассмотрены магнитные поля диамагнетика, парамагнетика и ферромагнетиков. Дана классификация полей. Исследованы особенности аксиального магнитного поля ферромагнетиков

Похожие темы научных работ по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук , автор научной работы — Антошко В.Я.,

Scientific research of a magnetic field created by conductor with an alternating current

The article describes the magnetic fields of diamagnetic, paramagnetic and ferromagnetic. The classification of the fields is given. The properties of the axial magnetic field of the ferro-magnetic were investigated

Текст научной работы на тему «Исследование магнитного поля, создаваемого проводником с переменным электрическим током»

Серiя: TexHÍ4HÍ науки

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, СОЗДАВАЕМОГО ПРОВОДНИКОМ С ПЕРЕМЕННЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

В статье рассмотрены магнитные поля диамагнетика, парамагнетика и ферромагнетиков. Дана классификация полей. Исследованы особенности аксиального магнитного поля ферромагнетиков.

Ключевые слова: азимутальное магнитное поле, аксиальное магнитное поле, индукция, напряженность, индикаторная катушка.

Антошко В.Я. До^дження магттного поля створюваного npoeidHUKOM Í3 змшним електричним струмом. У статт1 розглянут1 магттт поля д1амагнети-ка, парамагнетика i феромагнетиюв. Дана класифтащя пол1в. Досл1джент особ-ливост1 акаального магттного поля феромагнетиюв.

Ключовi слова: азимутальне магнтне поле, акаальне магнтне поле, тдукщя, на-пружемсть, тдикаторна катушка.

Antoshko V. YA. Scientific research of a magnetic field created by conductor with an alternating current. The article describes the magnetic fields of diamagnetic, paramagnetic and ferromagnetic. The classification of the fields is given. The properties of the axial magnetic field of the ferro-magnetic were investigated.

Keywords: azimuth magnetic field, axial magnetic field, induction, tension, indicator reel.

Постановка проблемы. Исследование магнитных полей проводников с переменным электрическим током промышленной частоты с целью их классификации. Анализ последних исследований и публикаций. Известно, что вокруг проводника с током создается магнитное поле, окружающее проводник в виде замкнутых силовых линий.

Вектор индукции B магнитного поля и проводник с током расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Математически индукция магнитного поля описывается законом Био-Савара-Лапласа [1].

В случае ферромагнетиков в отличие от диа-и парамагнетиков обнаружено наличие магнитного поля [2], которое направлено вдоль проводника с током, т.е. вектор индукции B этого поля совпадает с осью проводника. В литературе, научных работах по данному вопросу нет никакой дополнительной информации.

Таким образом, проводники с электрическим током создают два вида различных магнитных полей. По этой причине возникает необходимость ввести для них и соответствующие названия.

Магнитное поле, которое описывается законом Био-Савара-Лапласа, условно назовем азимутальным магнитным полем. Магнитное поле, направленное вдоль оси проводника, является аксиальным (от латинского слова axialis — осевой).

Цель статьи — состоит в исследовании характерных особенностей аксиальных магнитных полей, создаваемых проводниками с переменным электрическим током, с целью практического использования этих зависимостей.

Изложение основного материала. Для исследования использовались цилиндрические магнетики (диамагнетик, парамагнетик, ферромагнетик) в виде проволоки длиной 0,25 м., диаметром. 2мм. Азимутальные магнитные поля измерялись с помощью торроидальной индикаторной катушки, расположенной вокруг проводника. Аксиальные магнитные поля исследовались с помощью соленоида, намотанного на магнетик. Действующие значения Э.Д.С. индикаторных катушек и тока в магнетиках измерялись цифровым прибором Ф 4372. Индукция магнитных полей вычислялась по формуле:

канд. техн.. наук, доцент, Азовский морской тститут Одесской национальной морской академии, г. Мариуполь

Серiя: Технiчнi науки

где 8 — э.д.с. индикаторной катушки;

V — частота переменного тока 50 гц.;

N — число витков индикаторной катушки.

Для определения напряженности аксиального магнитного поля, создаваемого ферромагнетиком с электрическим током, каждое значение э.д.с. индикаторной катушки идентифицировалось с помощью внешнего переменного магнитного поля с заданной напряженностью. Для этого ферромагнетик обесточивался, а необходимая э.д.с. индикаторной катушки наводилась за счет внешнего магнитного поля, напряженность которого оценивалась по формуле:

Смотрите так же:  Ваз 21093 электропроводка

где п — число витков, приходящееся на единицу длины катушки, создающей внешнее магнитное поле;

I — переменный электрический ток.

Исследования ферромагнетиков проводились с использованием переменного электрического тока промышленной частоты. Ферромагнетик перед каждым измерением размагничивался.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что зависимость индукции азимутальных магнитных полей от силы переменного электрического тока является одинаковой как для диа -и парамагнетика, так и ферромагнетика и не зависит от их физических свойств в случае линейного проводника (табл.1). Значит, азимутальные магнитные поля магнетиков, как и вытекает из закона Био-Савара-Лапласа, зависят только от величины электрического переменного тока, а не от особенностей внутреннего строения вещества.

Зависимость азимутальных магнитных полей магнетиков от величины переменного

Сила перем. эл.тока в магнетиках I, А Типы магнетиков

Диамагнетик Парамагнетик Ферромагнетик

Индукция азимутального магнитного поля В, Тл Индукция азимутального магнитного поля В, Тл Индукция азимутального магнитного поля В, Тл

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Проводник в переменном магнитном поле

Если в переменное магнитное поле помещен неподвижный проводник то поток магнитной индукции сквозь сечение контура, охватываемого проводником, изменяется, в связи с чем в проводнике по закону Фарадея возникает ЭДС индукции [c.191]

Явление, родственное скин-эффекту, имеет место при так называемом высокочастотном нагревании проводников. Оно состоит в том, что нагреваемый стержень помещают в продольное переменное магнитное поле высокой частоты. Это поле создает в стержне электрическое вихревое поле, силовые линии которого окружают ось стержня кольцами. [c.357]

При протекании переменного электрического тока по проводнику вокруг последнего образуется переменное магнитное поле. Если в это магнитное поле поместить деталь, обладающую электропроводностью, в детали будет индуктироваться электрический ток. Почти вся мощность индуктируемого тока будет превращаться при этом в теплоту, вызывая нагревание детали. При нагреве деталей в высокочастотных индукционных установках (300 000—500 000 пер/сек) происходит чрезвычайно интересное явление поверхностный слой очень быстро нагревается до высо- [c.30]

Индукционный высокочастотный нагрев. Основной особенностью индукционного нагрева является превращение электрической энергии в тепло с помощью переменного магнитного потока, т. е. индуктивным путем. Если по цилиндрической спиральной катушке (индуктору) пропускать переменный электрический ток I, то вокруг катушки образуется переменное магнитное поле Ф , как это показано на рис. 7-4,в. Наибольшую плотность магнитный поток имеет внутри катушки. При размещении в полости индуктора металлического проводника в материале возникает электродвижущая сила, мгновенное значение которой равно [c.88]

Вокруг проводника, по которому протекает переменный электрический ток, образуется переменное. магнитное поле. Если в это магнитное поле поместить тело, обладающее электропроводностью, то з теле будет индуктироваться переменный ток, который превращается в теплоту [2. 22, 47], [c.336]

Нагревание индукционными токами. Принцип нагревания индукционными токами заключается в следующем. Через соленоид, внутри которого помещен нагреваемый материал (проводник первого рода), пропускается переменный ток. При этом вокруг соленоида образуется переменное магнитное поле, которое индуцирует в нагреваемом теле электродвижущую силу индукции или вторичный ток, выделяющие тепло. [c.384]

При вращении якоря проводники занимают различное положение в магнитном поле, а поэтому в обмотке якоря индуктируется переменная э. д. с. Если принять во внимание, что распределение магнитной индукции по поверхности якоря имеет синусоидальную форму, то и в обмотке якоря индуктируется синусоидальная э. д. с. [c.182]

Поведение молекулы в магнитном поле зависит от трех величин одна определяет всегда имеющийся эффект, индуцируемый самим полем, а две другие характеризуют постоянные величины, а именно суммарный спиновый магнитный момент и орбитальный момент электронов. Условия проявления двух последних характеристик в молекулах углеводородов совсем особые полученные данные относятся к возбужденным состояниям, и мы не будем ими заниматься. Эффект индукции, всегда наблюдающийся под влиянием магнитного поля, является следствием диамагнетизма, существование которого может быть объяснено на простом атомном примере. В магнитном поле электроны атома получают небольщой дополнительный момент количества движения и связанный с ним магнитный момент аналогично тому, как в витке проводника, перпендикулярном переменному магнитному полю, возникают ток и связанное с ним магнитное поле. Индуцированное поле противоположно индуцирующему и пропорционально сечению витка, т. е. квадрату радиуса электронной орбиты. Каждый /-электрон атома вносит свой вклад, пропорциональный г], т. е. усредненному квадрату его расстояния от ядра, что приводит к выражению для молекулярной восприимчивости [c.31]

Через соленоид, внутри которого помещен нагреваемый ме-та.ял (проводник первого рода), пропускается переменный ток, образующий вокруг соленоида переменное магнитное поле. Пе- [c.160]

В электромагнитных вибровозбудителях колебания возникают в результате взаимодействия переменного магнитного потока, создаваемого в обмотках с якорем из ферромагнитного материала, закрепленного на упругих элементах. В электродинамическом вибровозбудителе используются пондеромоторные силы, действующие на проводники с переменным током в магнитном поле. Возвращающая сила, как и в электромагнитных системах, создается специальными упругими элементами. В гидравлических вибровозбудителях используется или пульсирующий источник рабочей жидкости или ее постоянный поток прерывается специальным золотниковым устройством. По принципу [c.47]

Магнитное взаимодействие состоит во взаимном притяжении и отталкивании ферромагнитного материала и проводника (катушки) с переменным электрическим током. Из рис. 1.28 можно видеть, что под действием постоянного магнитного поля В ОК намагнитится. [c.67]

Электродинамическая сепарация основана на том, что при движении электропроводного металла в переменном поле или при действии на неподвижный электропроводный металл переменным, например бегущим, магнитным полем в проводнике индуцируется ЭДС и возникают вихревые токи. Взаимодействуя с первичным магнитным полем, они изменяют направление движения металла, выводя его из общей массы материала. [c.381]

Принцип действия высокочастотного безэлектродного концентратомера можно пояснить следующим образом. Допустим, что катушка индуктивностью Ь (рис. 73) питается переменным током, создающим магнитный поток напряженностью Н. Если внутри катушки поместить проводник, то в нем под действием переменного магнитного поля возникают вихревые токи г. Линии токов лежат в плоскостях, перпендикулярных магнитному потоку, т. е. в плоскостях витков катушки. Распределение плотности тока по сечению проводника зависит от радиуса проводника, удельного электрического сопротивления, магнитных свойств материала проводника и от частоты тока. Вихревые токи распределяются по сечению проводника неравномерно. В центре проводника плотность тока равна нулю. [c.147]

У представляет здесь не чисто омическое сопротивление для постоянного тока, а повышенное омическое сопротивление для переменного тока (активное сопротивление). Можно принять = е гдее является коэфициентом, учитывающим влияние вихревых токов. Переменное магнитное поле протекающего по проводу переменного тока индуктирует в самом проводе местные э. д. с., вызывающие элементарные, так называемые вихревые, токи (токи Фуко). Последние вызывают в проводе дополнительные потери на вихревые токи, что влечет за собой кажущееся увеличение омического сопротивления. При больших поперечных сечениях и проводах, проложенных в пазах машин, е может достичь значительной величины. Мерами для уменьшения являются приме нение в электрических машинах проводов, свитых из отдельных проволок, иля замена одного провода несколькими изолированными скрученными проводниками (стр. 790). , [c.733]

Для крепления и подвески токопроводов короткой сети служат металлические конструкции. Крепление торцовой стенки, опорные конструкции боковых стен, подвеска переносного пакета, зонт для удаления газообразных продуктов из печи и другие конструкции находятся в поле токопроводов. Масса их значительно превышает массу проводников, поэтому они влияют, и часто значительно, на характеристики короткой сети. Под воздействием переменного магнитного поля, проникающего в металл, появляются вихревые токи и как следствие этого, дополнительная индуктивность и дополнительные потери энергии. Эта энергия превращается в тепло, которое может нагревать конструкции до очень высоких температур. [c.341]

Неподвижный наблюдатель в точке А на рис. 118 должен заметить, что магнитное поле также изменяется со временем. Согласно законам магнитной индукции, это должно приводить к возникновению электрического поля, которое будет стремиться вызвать появление электрического тока в любом проводнике, окружающем переменное магнитное поле. С помощью соображений, аналогичных приведенным выше, мы можем показать, что переменное магнитное поле может быть причиной распределения электрических полей в световой волне, как изображено на рис. 118. Таким образом, можно сказать, что световая волна возникает вследствие взаимодействия переменных магнитных и электрических полей, ассоциированных с поляризационным током. Электрическое поле поддерживает магнитное поле и обратно в соответствии с законами электромагнитной индукции. [c.419]

Взаимодействие переменного тока, текущего по проводнику, с магнитным полем, создаваемым этим током, приводит к так называемому поверхностному эффекту, или скин-эффекту , состоящему в вытеснении тока на поверхность проводника. В результате с удалением от поверхности проводника вглубь его материала ток экспоненциально уменьщается (рис. 6.3) по закону /85,86/ [c.186]

Проводник в переменном магнитном поле [c.190]

Поскольку ток в проводнике может быть возбужден только переменным магнитным полем, в данном случае рассматриваются гармонически (синусоидально) изменяющиеся во времени поля, а символы с чертой внизу обозначают соответствующие комхшексные амплитуды. Подставляя последнее выражение в уравнение (3.353), получаем [c.273]

Для нагревания в широком диапазоне температур применяется электрический нагрев. Электрические нагреватели удобны для регулирования, обеспечивают создание хороших санитарно-гигиени-ческих условий, но относительно дороги. В зависимости от способа преобразования электрической энергии в тепловую применяют электропечи сопротивления, индукционный нагрев, нагрев токами высокой частоты и электродуговой нагрев. В электропечах сопротивления преобразование энергии осуществляется через жаростойкие проводники с высоким удельным электрическим сопротивлением. Индукционный нагрев основан на использовании теплоты, выделяющейся за счет вихревых токов Фуко, возникающих под действием переменного магнитного поля. Этот метод обеспечивает равномерный нагрев, но дорог. Высокочастотный нагрев основан на превращении в теплоту энергии колебания молекул диэлектриков в переменном электрическом поле. Он обеспечивает равномерное нагревание материала по всей толщине. Однако из-за необходимости применения довольно сложной аппаратуры с низким коэффициентом полезного действия этот метод дорог и используется лишь в производствах ценных высококачественных материалов. Электродуговой нагрев основан на использовании электродуго- [c.362]

Индукционные датчики. Основаны на явлении электромагнитной индукции, заключающейся в возникновении э. д. с. в проводнике при его движении в магнитном поле. Конструктивно индукционные датчики оформлены в виде маломощных генераторов постоянного и переменного тока и применяются для контроля скорости вращения валов (роторов), а также вибрации подшипников. [c.97]

Принцип действия электродинамического преобразователя (рис. 2) заключается в том, что проводник с током выталкивается из магнитного поля с частотой, равной частоте переменного тока, подаваемого в проводник, с силой, прямо пропор циональной индукции магнитного поля и силе тока в проводнике. [c.271]

Таким образом, под щеткой А всегда находится пластина, соединенная с проводником, расположенным под северным магнитным полюсом, а под щеткой В — пластина, соединенная с проводником, расположенным под южным магнитным полюсом. В результате полярность щеток в процессе работы генератора остается неизменной, независимо от положения витка в магнитном поле. Благодаря этому электрический ток во внешней цепи генератора становится постоянным по направлению. Что же касается величины этого тока, то она остается переменной. При положении проводников обмотки под серединой полюсов ток имеет максимальное значение, а при положении их на нейтрали — равен нулю. Таким образом, в коллекторе происходит преобразование переменного тока, наведенного в обмотке якоря, в пульсирующий ток, протекающий по внешней цепи. Пуль- [c.182]

Работа индукционного расходомера основана на использовании явления электромагнитной индукции. Если проводник перемещается в магнитном поле переменного тока, то индуцируемая э. д. с. определится по формуле [c.43]

Поверхностным эффектом называется явление неравномерного распределения тока по поперечному сечению отдельного проводника, обусловленное пересечением его собственным магнитным полем, т. е. полем, создаваемым переменным током, проходящим по этому проводнику. Переменный ток распределяется неравномерно по сечению проводника. Плотность тока имеет наибольшее значение у поверхности проводника и убывает по мере углубления внутрь проводника. Это приводит к увеличению потерь мощности в проводнике, что равносильно увеличению его сопротивления. [c.75]

Смотрите так же:  Асинхронный электродвигатель 5 квт 3000 об

Изменить направление вращения ротора можно путем изменения направления вращения магнитного поля, созданного в статоре. Это достигается переменой местами двух проводников, подводящих ток к обмотке статора. [c.39]

Сущность индукционной сушки токами высокой частоты [3, с. 385] состоит в том, что при пропускании через контур проводника тока большой силы и высокой частоты внутри контура создается мощное переменное пульсирующее магнитное поле. [c.177]

Постоянный ток распределяется по всему сечению однородного проводника равномерно. Под действием переменного тока вокруг проводника и внутри нёго образуется переменное магнитное поле, которое создает в теле проводника ток самоиндукции, имеющий направление, обратное направлению основного тока. Распределение тока самоиндукции в теле проводника неравномерно и зависит от количества линий магнитного поля, охватывающего отдельные слои проводника. Поскольку внутренние слои проводника охватываются большим количеством линий, естественно, и ток самоиндукции в этих слоях достигает наибольшего значения. Вследствие этого основной ток в проводнике как бы вытесняется к поверхности проводника. Это явление, называемое п о-верх костным эффектом, приводит к уменьшению расчетного сечения проводника, повышая его сопротивление, и в конечном счете является причиной дополнительной потери мощности. [c.45]

В центре камеры располагается ионный источник. Выйдя из источника, ионы устремляются к дуанту, заряженному в данный момент отрицательно. Попав внутрь отрицательного дуанта, ионы уже не испытывают действия электрического поля, которое, как известно, отсутствует внутри полых проводников. Но под действием магнитного поля ионы движутся по круговой траектории и вновь попадают в зазор между дуантами. Частота изменения электрического поля циклотрона подбирается так, чтобы время полуоборота иона (т. е. время между двумя пребываниями иона в зазоре) соответствовало половине периода переменного поля. Тогда к моменту выхода иона в зазор отрицательным является уже другой дуант, и ион вторично ускоряется за счёт разности потенциалов между дуантами, попадает внутрь другого дуанта, вновь закручивается магнитным полем и снова выходит в зазор между дуантами, [c.56]

Пример магнитных мультипольных компонент низших порядков, найденных таким аппроксимационным методом, приведен на рис. 2.28. Здесь определялись не только значения магнитных мультипольных компонент, но и начало координат (точка, где расположены магнитные мультиполи) из условия наиболее точной аппроксимации измеренной нормальной компоненты магнитной индукции при помощи одного подвижного магнитного диполя. Хотя такое мультипольное описание магнитных источников позволяет довольно сильно сжать исходную информацию — представить ее в виде небольшого числа переменных параметров (мультипольных компонент) вместо нескольких десятков магнитокардиограмм, интерпретация этих параметров затруднена, в частности, из-за того, что они зависят как от первичного биоэлектрического генератора, так и от внесердечных факторов (из-за токов проводимости в объемном Проводнике). Экспериментальные и теоретические исследования показывают, однако, что влияние структуры проводника меньше сказывается на распределении магнитного поля, чем электрического. [c.116]

Электрический ток, проходя через соль между электродами как через проводник, взаимодействует с магнитным полем, создаваемым вокруг электродов, и по правилу левой руки сообщает движение проводнику, т. е. объемам соли между электродами, вниз (фиг. 117 в). При перемене полярности электродов одновременно изменяется и направление поля. Поэтому результирующая сила, определяющая перемещение проводника, т. е. соли, всегда обращена вниз [36, стр. 33], [c.189]

Экранирование от переменных электрического и магнитного полей высокой частоты (электромагнитное экранирование) осуществляют с помощью толстого слоя проводящего материала, обычно меди или алюминия. В соответствии с законом индукции переменное поле индуцирует в проводнике токи, порождающие в свою очередь поле, которое компенсирует поле, вызвавшее их. Электрическое и магнитное поля частоты / спадают внутри проводящего материала экспоненциально с расстоянием от его поверхности, т.е. амплитуда поля уменьшается в 2,718 раз на толщине скин-слоя 5, определяемой формулой [c.267]

Принцип работы магнитных каверномеров состоит в использовании явления электромагнетизма. Автономный блок с комплектом индукционных катушек вводят в исследуемую трубу. Катушки возбуждаются переменным током и создают магнитное поле. В проводнике-трубе переменное магнитное поле индуцирует вихревой ток, который, в свою очередь, создает магнитное поле, противодействуюш,ее первичному полю катушки. Таким образом, первоначальное поле катушки ослабляется и индуктивность катушки снижается. При наличии дефектов изменяется поток локальных вихревых токов, который обнаруживают прибором. Когда блок пропускают через пораженный участок, возникает сигнал, обозначаюш,ий площадь этого участка. Для определения уменьшения толщины стенки используют двойные катушки и подают дифференцированный сигнал. Для неферромагнитных материалов этого устройства достаточно. Ферромагнитные материалы могут маскировать эффекты локальных вихревых токов от дефектов. Для стальных труб разработано дополнительное приспособление, образующее вокруг поисковой катушки постоянное магнитное поле, которое позволяет проводить на них магнитную кавернометрию. [c.95]

В проводнике, находящемся в переменном магнитном поле индуцируется (вознпхаег) электрический ток, который нагревает его. Переменный ток низкой частоты течет по всему сечению проводника. Повышение частоты тока приводит к тому, что последний концентрируется на поверхности. Это явление позволяет распределять выделяющееся тепло по поверхности изделия. Толщина прогреваемого слоя регулируется изменением частоты тока. Индукционный ток применяют для нагрева проводников (металлов) на определенную глубину или строго ограниченных площадей. В переработке пластмасс этот способ обогрева не нашел применения. [c.152]

Пока речь идет о статическом случае, когда электростатистика и магнитостатистика разделяются, можно отдельно говорить о квантовых осцилляциях магнитного момента и электросопротивления. В переменном электромагнитном поле измеряется одна величина — тензор полного поверхностного импеданса,— связывающая напряженность поля на поверхности проводника и протекающий через него полный ток. В хороших проводниках с высокой плотностью зарядов удержание в уравнениях Максвелла тока смещения является обычно превышением точности. Поэтому полный ток определяется напряженностью переменного магнитного поля на поверхности. В одномерном случае проводника, заполняющего полупространство ), импеданс 2 выражается равенством (/ обозначает тангенциальную компоненту, 5 — поверхность, п-—нормаль к поверхпости, Е и Я — напряженности переменных полей) [c.370]

Сущность явления злектромапнитной индукции состоит в том, что переменное магнитное. поле в спиральной катушке-индукторе возбуждает переменное магнитное поле в нагреваемом теле — проводнике, расположенном в этой катушке или вблизи нее. При этом в проводнике индуцируется электродвижущая сила (э.д.с.), вызывающая появление электрического тока. Теплота, выделяемая этим током, нагревает тело- проводник. [c.75]

Индуктивные сопротивления лнкиб электропередачи напряжением свыше ПО кВ н трансформаторов существенно превышают активные. Именно поэтому потерн реактивной мощности, определяемые произведением квадрата полного тока на индуктивное со-протнвленне. заметно превышают активные. Этн потерн имеют различную физическую сущность. Потери активной мощности отражают нагрев проводников, что обусловливает дополнительную мощность электростанций и дополнительный расход энергоносителей Потери же реактивной мощности отражают наличие переменных магнитных полей в линиях и трансформаторах и непосредственно вызывают другое отрицательное явление — потери напряжения, с ростом которых уменьшается напряжение у потребителей электроэнергии Однако при этом растет ток нагрузок, а значит, несколь- (0 возрастают н потери активной мошности. [c.60]

С помощью ЭМА-преобразователей удается возбудить наклонные поперечные волны горизонтальной поляризации, что трудно сделать другими способами. Для этой цели используют пространственно периодическую систему магнитов (рис. 1.29, в). Между магнитами и ОК располагают проводники с переменным током I (один из проводников показан на рисунке). Взаимодействие наведенного тока I с силовыми линиями магнитного поля В приводит к возникновению упругих сил, направленных перпендикулярно плоскости рисунка. Это и требуется для возбуждения наклонных поперечных волн, поляризованных перпендикулярно плоскости преломления. Расстояние между одноименными полюсами магнитов т—Ь та. Разработаны также способы возбуждения горизонтально поляризованных волн с использованием магнитострикцион-ного эффекта. [c.70]

Электромагнитные преобразователи могут быть основаны также на принципе перемещения в постоянном магнитном поле проводника, на концы которого подается переменная разность потенциалов. Этот припцип может быть использован для генерирования колебаний ультразвукового диапазона частот. Преобразователь Клэра (рис. 29), предназначенный для ускорения коагуляции дымов и туманов, генерирует акустические колебания частотой порядка 20 кгц [78]. Направляющее кольцо 5 вибрирующего цилиндра 1 входит в радиальный зазор электромагнита 7. Ток в направляющем кольце, являющемся витком вторичной обмотки трансформатора, индуктируется возбуждающей катушкой 8, которая служит первичной обмоткой трансформатора. [c.43]

Электросопротивление висмута с повышением давления увеличивается [339]. Электросопротивление висмута прохождению переменного тока выше, чем сопротивление прохождению постоянного тока. К особенностям электросопротивле1гая висмута относится также значительное изменение этой величины,, если висмут помещен в потоке излучения радия или его солей. Еще более примечательна изменяемжть сопротивления висмута в магнитном поле, причем изменение это зависит от положения висмутового проводника по отношению к вектору магнитного поля. На этом свойстве базируется использование висмутовой спирали для определения магнитного поля спираль помещается в магнитное поле, включается мостик и определяется ее сопротивление. В зависимости от положения в магнитном поле сопротивление висмута может изменяться на 200 /о. [c.425]

При остановке электролизера на ремонт его выключают из электрической цепи. Однако днище и другие части электролизера остаются включенными в электрическую цепь и находятся под напряжением. Ток, протекающий по стальному днищу, возбуждает в нем магнитное поле, оказывающее воздействие на сварочную дугу и нарушающее режим сварки. Электрическая сварочная дуга, используемая для сварки и наплавки металла, представляет собой упругий газообразный проводник. Поэтому внешние силы могут вызвать ее отклонение. Одним из источников внешних сил, вызьшающих воздействие на электрическую сварочную дугу, является собственное магнитное поле тока дуги [79]. Оно создается сварочным током, окружает дугу и воздействует на нее со всех сторон. Воздействие собственного магнитного поля на дугу называют магнитным дутьем. Магнитное дутье при сварке на переменном токе значительно меньше, чем на постоянном, при прочих равных условиях. [c.45]

Источниками магнитного поля являются проводники с током, движущиеся электрически заряженные частицы и тела, намагниченные тела, переменное электрическое поле (токн смещения) [1, 12). [c.77]

Смотреть страницы где упоминается термин Проводник в переменном магнитном поле: [c.42] [c.375] [c.185] [c.354] [c.68] Смотреть главы в:

Похожие статьи:

  • Провода на свечи бмв е34 БМВ 5 (Е34). Свечи зажигания Свеча зажигания состоит из центрального электрода, изолятора, корпуса и бокового электрода (электрода массы). Центральный электрод герметично закреплен в изоляторе, а изолятор жестко связан с корпусом. Между […]
  • Белый и черный провода где плюс какого цвета провод плюс и минус? в зарядном устройстве 2 провода черный и белый . где плюс где минус? какого цвета провод плюс и минус? в зарядном устройстве 2 провода черный и белый . где плюс где минус? можно определить с помощью […]
  • Электрические схемы микроволновых печей самсунг Электрические схемы микроволновых печей Микроволновые печи с электромеханическим управлением обычно имеют стандартную электрическую схему. Отличия между различными моделями незначительны и не носят принципиального характера. Силовая часть […]
  • Отличие провода пунп от ввг Чем отличается ВВГ от ПУНП? Чем отличается ВВГ от ПУНП? Вроде сечение одинаковое, изоляция двойная. Можно ли проводку делать ПУНПом, если она заштукатуривается? Сырьём для ПВХ, методикой испытаний. Этот кабель выпускается по ГОСТ, а […]
  • Физик заземление Физика для Детей: З - значит Заземление (6 выпуск) 8 комментариев это скорее для даунов, чтоле -_- смотреть вообще не приятно Чувырла уж прям вполне отталкивающая Глупо как-то рассказано. Да и татух у ведущей нет и в носу без кольца. А […]
  • Гибкие провода гост ПВС 4х4 провод гибкий ГОСТ ПВС-это гибкий провод с медными многопроволочными скрученными жилами в ПВХ изоляции и ПВХ оболочке. ПО последней букве в маркировке "С"-что обозначает соединительный, ясно что кабель в основном используется для […]