Magnetický tok se měří v. Magnetický tok – znalostní hypermarket
« Fyzika - 11. třída"
Elektromagnetická indukce
Anglický fyzik Michael Faraday byl přesvědčen o jednotné povaze elektrických a magnetických jevů.
Časově se měnící magnetické pole vytváří elektrické pole a měnící se elektrické pole vytváří magnetické pole.
V roce 1831 Faraday objevil fenomén elektromagnetické indukce, který vytvořil základ pro konstrukci generátorů přeměňujících mechanickou energii na elektrickou energii.
Fenomén elektromagnetické indukce
Jev elektromagnetické indukce je výskyt elektrického proudu ve vodivém obvodu, který je buď v klidu v časově proměnném magnetickém poli, nebo se pohybuje v konstantním magnetickém poli tak, že počet magnetických indukčních čar pronikající obvodem změny.
Pro své četné experimenty Faraday používal dvě cívky, magnet, spínač, zdroj stejnosměrného proudu a galvanometr.
Elektrický proud dokáže zmagnetizovat kus železa. Může magnet způsobit elektrický proud?
V důsledku experimentů Faraday založil hlavní rysy jevy elektromagnetické indukce:
1). v jedné z cívek vzniká indukční proud v okamžiku sepnutí nebo otevření elektrického obvodu jiné cívky, která je vzhledem k první nehybná.
2) indukovaný proud nastane, když se síla proudu v jedné z cívek změní pomocí reostatu 
3). indukovaný proud vzniká, když se cívky vzájemně pohybují 
4). indukovaný proud vzniká, když se permanentní magnet pohybuje vzhledem k cívce 
Závěr:
V uzavřeném vodivém obvodu vzniká proud, když se změní počet magnetických indukčních čar pronikající povrchem ohraničeným tímto obvodem.
A čím rychleji se mění počet magnetických indukčních čar, tím větší je výsledný indukovaný proud.
To je jedno. což je důvodem změny počtu magnetických indukčních čar.
Může se také jednat o změnu počtu magnetických indukčních čar pronikajících povrchem ohraničeným stacionárním vodivým obvodem v důsledku změny síly proudu v sousední cívce,
a změna počtu indukčních čar v důsledku pohybu obvodu v nerovnoměrném magnetickém poli, jehož hustota čar se mění v prostoru atd.
Magnetický tok
Magnetický tok je charakteristika magnetického pole, která závisí na vektoru magnetické indukce ve všech bodech povrchu ohraničeného plochým uzavřeným obrysem. 
Plochý uzavřený vodič (obvod) ohraničuje plochu oblasti S a je umístěn v rovnoměrném magnetickém poli.
Normála (vektor, jehož modul je roven jedné) k rovině vodiče svírá úhel α se směrem vektoru magnetické indukce
Magnetický tok Ф (tok vektoru magnetické indukce) plochou plochy S je hodnota rovna součinu velikosti vektoru magnetické indukce plochou S a kosinu úhlu α mezi vektory a:
Ф = BScos α
Kde
Вcos α = В n- projekce vektoru magnetické indukce na normálu k rovině obrysu.
Proto
Ф = B n S
Magnetický tok se tím více zvyšuje V n A S.
Magnetický tok závisí na orientaci povrchu, kterým magnetické pole proniká.
Magnetický tok lze graficky interpretovat jako hodnotu úměrnou počtu magnetických indukčních čar pronikající povrchem o ploše S.
Jednotkou magnetického toku je weber.
Magnetický tok v 1 weber ( 1 Wb) je vytvořeno rovnoměrným magnetickým polem s indukcí 1 T přes povrch o ploše 1 m 2 umístěný kolmo na vektor magnetické indukce.
Vztah mezi elektrickým a magnetickým polem byl pozorován již velmi dlouho. Toto spojení objevil již v 19. století anglický fyzik Faraday a dal mu jméno. Objevuje se v okamžiku, kdy magnetický tok proniká povrchem uzavřeného okruhu. Po určité době změny magnetického toku se v tomto obvodu objeví elektrický proud.
Vztah mezi elektromagnetickou indukcí a magnetickým tokem
Podstatu magnetického toku odráží známý vzorec: Ф = BS cos α. V něm je F magnetický tok, S je obrysová plocha (plocha), B je vektor magnetické indukce. Úhel α je vytvořen v důsledku směru vektoru magnetické indukce a normály k povrchu obvodu. Z toho vyplývá, že magnetický tok dosáhne maximálního prahu při cos α = 1 a minimálního prahu při cos α = 0.
Ve druhé možnosti bude vektor B kolmý na normálu. Ukazuje se, že čáry proudění neprotínají obrys, ale pouze kloužou po jeho rovině. V důsledku toho budou charakteristiky určeny čarami vektoru B protínajícími povrch obrysu. Pro výpočty se jako měrná jednotka používá weber: 1 wb = 1v x 1s (volt-sekunda). Další, menší jednotkou měření je maxwell (μs). Je to: 1 vb = 108 μs, tedy 1 μs = 10-8 vb.
Pro Faradayův výzkum byly použity dvě drátěné spirály, vzájemně izolované a umístěné na svitku dřeva. Jeden z nich byl připojen ke zdroji energie a druhý ke galvanometru určenému pro záznam malých proudů. V okamžiku, kdy se obvod původní spirály uzavřel a rozevřel, v druhém okruhu se vychýlila šipka měřícího zařízení.
Provádění výzkumu fenoménu indukce
V první sérii experimentů Michael Faraday vložil zmagnetizovanou kovovou tyč do cívky připojené k proudu a poté ji vyndal (obr. 1, 2).
1 
2 
Po umístění magnetu do cívky připojené k měřicímu přístroji začne obvodem protékat indukovaný proud. Pokud je magnetická tyč sejmuta z cívky, indukovaný proud se stále objevuje, ale jeho směr je opačný. V důsledku toho se parametry indukčního proudu budou měnit ve směru pohybu tyče a v závislosti na pólu, se kterým je umístěna v cívce. Síla proudu je ovlivněna rychlostí pohybu magnetu.
Druhá série experimentů potvrzuje jev, kdy měnící se proud v jedné cívce způsobí indukovaný proud v jiné cívce (obr. 3, 4, 5). K tomu dochází, když se obvod uzavírá a otevírá. Směr proudu bude záviset na tom, zda se elektrický obvod uzavírá nebo otevírá. Navíc tyto akce nejsou ničím jiným než způsoby, jak změnit magnetický tok. Když je obvod uzavřen, zvýší se, a když se otevře, sníží se a současně pronikne do první cívky.
3 
4 
5 
V důsledku experimentů bylo zjištěno, že výskyt elektrického proudu uvnitř uzavřeného vodivého obvodu je možný pouze tehdy, když jsou umístěny ve střídavém magnetickém poli. V tomto případě se tok může v průběhu času jakkoli měnit.
Elektrický proud, který se objeví pod vlivem elektromagnetické indukce, se nazývá indukce, i když nepůjde o proud v obecně přijímaném smyslu. Když je uzavřený obvod umístěn do magnetického pole, generuje se emf s přesnou hodnotou, spíše než proud, který závisí na různých odporech.
Tento jev se nazývá indukované emf, což se odráží ve vzorci: Eind = - ∆Ф/∆t. Jeho hodnota se shoduje s rychlostí změny magnetického toku pronikajícího povrchem uzavřené smyčky, uvažované se zápornou hodnotou. Mínus přítomný v tomto výrazu je odrazem Lenzova pravidla.
Lenzovo pravidlo pro magnetický tok
Známé pravidlo bylo odvozeno po řadě studií ve 30. letech 19. století. Je formulován následovně:
Směr indukčního proudu buzeného v uzavřené smyčce měnícím se magnetickým tokem ovlivňuje magnetické pole, které vytváří, takovým způsobem, že vytváří překážku magnetickému toku způsobující vznik indukčního proudu.
Když se magnetický tok zvýší, to znamená, že se stane Ф > 0, a indukované emf se sníží a stane se Eind< 0, в результате этого появляется электроток с такой направленностью, при которой под влиянием его магнитного поля происходит изменение потока в сторону уменьшения при его прохождении через плоскость замкнутого контура.
Pokud se průtok sníží, dojde k opačnému procesu, když F< 0 и Еинд >0, tedy působením magnetického pole indukčního proudu, dochází ke zvýšení magnetického toku procházejícího obvodem.
Fyzikální význam Lenzova pravidla spočívá v odrážení zákona zachování energie, kdy když jedna veličina klesá, jiná se zvětšuje, a naopak, když jedna veličina vzrůstá, druhá se snižuje. Na indukované emf působí také různé faktory. Když se do cívky střídavě zasouvá silný a slabý magnet, zařízení podle toho ukáže vyšší hodnotu v prvním případě a nižší hodnotu ve druhém. Totéž se stane, když se změní rychlost magnetu.
Uvedený obrázek ukazuje, jak se určuje směr indukčního proudu pomocí Lenzova pravidla. Modrá barva odpovídá siločarám magnetického pole indukovaného proudu a permanentního magnetu. Jsou umístěny ve směru pólů od severu k jihu, které se nacházejí v každém magnetu.
Měnící se magnetický tok vede ke vzniku indukčního elektrického proudu, jehož směr způsobuje opozici jeho magnetického pole a brání změnám magnetického toku. V tomto ohledu jsou siločáry magnetického pole cívky směrovány ve směru opačném k siločarám permanentního magnetu, protože jeho pohyb nastává ve směru této cívky.
Chcete-li určit směr proudu, použijte jej s pravým závitem. Musí být přišroubován tak, aby směr jeho translačního pohybu souhlasil se směrem indukčních čar cívky. V tomto případě se směry indukčního proudu a otáčení rukojeti gimletu budou shodovat.
Mezi obecné průmyslové používané k účtování výrobků a surovin patří běžné zboží, automobily, kočáry, vozíky atd. Technologické se používají pro vážení výrobků při výrobě v technologicky kontinuálních a periodických procesech. Laboratorní zkoušky slouží ke stanovení vlhkosti materiálů a polotovarů, provádění fyzikálních a chemických rozborů surovin ak dalším účelům. Existují technické, vzorové, analytické a mikroanalytické.
Lze je rozdělit do řady typů v závislosti na fyzikálních jevech, na kterých je založen princip jejich fungování. Nejběžnějšími zařízeními jsou magnetoelektrické, elektromagnetické, elektrodynamické, ferodynamické a indukční systémy.
Schéma zařízení magnetoelektrického systému je na Obr. 1.
Pevná část je tvořena magnetem 6 a magnetickým obvodem 4 s pólovými nástavci 11 a 15, mezi nimiž je v mezeře mezi válcem a pólovými nástavci instalován přesně centrovaný ocelový válec 13, kde je soustředěn jednotný radiálně orientovaný směr je umístěn rám 12 vyrobený z tenkého izolovaného měděného drátu.
Rám je uložen na dvou osách s jádry 10 a 14, spočívajícími na axiálních ložiskách 1 a 8. Protilehlé pružiny 9 a 17 slouží jako proudové přívody spojující vinutí rámu s elektrickým obvodem a vstupními svorkami zařízení. Na ose 4 je ukazatel 3 s vyvažovacími závažími 16 a protilehlou pružinou 17 spojenou s korekční pákou 2.
01.04.2019
1. Princip aktivního radaru.
2. Pulzní radar. Princip fungování.
3. Základní časové vztahy provozu pulzního radaru.
4.Typy radarové orientace.
5. Vytvoření rozmítání na radaru PPI.
6. Princip činnosti indukčního zpoždění.
7. Typy absolutních zpoždění. Hydroakustický Dopplerův protokol.
8. Záznamník letových dat. Popis práce.
9. Účel a princip činnosti AIS.
10. Odeslané a přijaté informace AIS.
11.Organizace radiokomunikací v AIS.
12.Složení palubního zařízení AIS.
13. Strukturální schéma lodního AIS.
14. Princip činnosti SNS GPS.
15.Podstata diferenciálního režimu GPS.
16. Zdroje chyb v GNSS.
17. Blokové schéma přijímače GPS.
18. Koncepce ECDIS.
19.Klasifikace ENC.
20. Účel a vlastnosti gyroskopu.
21. Princip činnosti gyrokompasu.
22. Princip činnosti magnetického kompasu.
Propojovací kabely— technologický postup pro získání elektrického spojení mezi dvěma úseky kabelu s obnovením všech ochranných a izolačních plášťů kabelu a stínění opletení na křižovatce.
Před připojením kabelů se změří izolační odpor. U nestíněných kabelů je pro usnadnění měření jedna svorka megaohmmetru připojena postupně ke každému jádru a druhá - ke zbývajícím jádrům spojeným navzájem. Izolační odpor každého stíněného jádra se měří při připojení vodičů k jádru a jeho stínění. , získaná jako výsledek měření, nesmí být nižší než normovaná hodnota stanovená pro danou značku kabelu.
Po změření izolačního odporu se přechází ke stanovení buď číslování žil, nebo směrů pokládky, které jsou vyznačeny šipkami na dočasně připevněných štítcích (obr. 1).
Po dokončení přípravných prací můžete začít stříhat kabely. Geometrie řezání konců kabelů je upravena tak, aby byla zajištěna pohodlnost obnovy izolace žil a pláště au vícežilových kabelů také pro získání přijatelných rozměrů kabelové přípojky.
METODICKÁ PŘÍRUČKA K PRAKTICKÉ PRÁCI: „PROVOZ CHLADICÍCH SYSTÉMŮ SPP“
NA DISCIPLÍNĚ: " PROVOZ ENERGETICKÝCH ZAŘÍZENÍ A BEZPEČNÉ HLÍDÁNÍ VE STROJOVNĚ»
PROVOZ CHLADICÍHO SYSTÉMU
Účel chladicího systému:
- odvod tepla z hlavního motoru;
- odvod tepla z pomocných zařízení;
- dodávka tepla do OS a dalších zařízení (GD před spuštěním, údržba VDG v „horké“ záloze atd.);
- příjem a filtrace mořské vody;
- Vyfukování krabic Kingston v létě, aby se zabránilo jejich ucpání medúzami, řasami a nečistotami, a v zimě k odstranění ledu;
- zajištění provozu ledových truhel apod.
Amperův zákon se používá k určení jednotky proudu, ampéru.
Ampér - síla proudu konstantní velikosti, který při průchodu dvěma rovnoběžnými přímými vodiči nekonečné délky a zanedbatelně malého průřezu, umístěnými ve vzdálenosti jednoho metru, jeden od druhého ve vakuu, způsobí sílu .
 ,
|
(2.4.1) |
Zde ; ; ; 
Zde určíme rozměr a velikost v SI.
, tedy
nebo 
.
Z Biot-Savart-Laplaceova zákona pro přímý vodič s proudem , Stejný můžete najít rozměr indukce magnetického pole:
Tesla je jednotka SI indukce. .
Gauss– jednotka měření v Gaussově soustavě jednotek (GHS).
1 T rovná magnetické indukci rovnoměrného magnetického pole, ve kterém je plochý obvod s proudem majícím magnetický moment,je aplikován točivý moment.
 |
Tesla Nikola(1856–1943) – srbský vědec v oboru elektrotechniky a radiotechniky. Měl obrovské množství vynálezů. Vynalezl elektroměr, měřič frekvence atd. Vyvinul řadu konstrukcí vícefázových generátorů, elektromotorů a transformátorů. Zkonstruoval řadu rádiem řízených samohybných mechanismů. Studoval fyziologické účinky vysokofrekvenčních proudů. V roce 1899 postavil 200 kW rádiovou stanici v Coloradu a 57,6 m vysokou rádiovou anténu na Long Islandu (Wardenclyffe Tower). Spolu s Einsteinem a Openheimerem se v roce 1943 podílel na tajném projektu dosažení neviditelnosti amerických lodí (filadelfský experiment). Současníci mluvili o Teslovi jako o mystikovi, jasnovidci, prorokovi, schopném nahlížet do inteligentního kosmu a světa mrtvých. Věřil, že pomocí elektromagnetického pole se lze pohybovat v prostoru a ovládat čas. |
Jiná definice: 1 T rovná magnetické indukci, při které magnetický tok oblastí 1 m 2, kolmo ke směru pole,rovná se 1 Wb .
Jednotka měření magnetického toku Wb dostala své jméno na počest německého fyzika Wilhelma Webera (1804–1891), profesora na univerzitách v Halle, Göttingenu a Lipsku.
Jak jsme již řekli, magnetický tok Ф plochou S je jednou z charakteristik magnetického pole(obr. 2.5):
Jednotka SI magnetického toku:
. , a od té doby.
Zde Maxwell(Mks) je jednotka měření magnetického toku v ČGS pojmenovaná po slavném anglickém vědci Jamesi Maxwellovi (1831–1879), tvůrci teorie elektromagnetického pole.
Síla magnetického pole N měřeno v .
, 
.
Shrňme si hlavní charakteristiky magnetického pole do jedné tabulky.
Tabulka 2.1
Jméno |
Co je magnetický tok?
Aby bylo možné podat přesnou kvantitativní formulaci Faradayova zákona elektromagnetické indukce, je nutné zavést novou veličinu - vektorový tok magnetické indukce.
Vektor magnetické indukce charakterizuje magnetické pole v každém bodě prostoru. Můžete zavést další veličinu, která závisí na hodnotách vektoru ne v jednom bodě, ale ve všech bodech povrchu ohraničeného plochým uzavřeným obrysem.
K tomu uvažujme plochý uzavřený vodič (obvod) ohraničující plochu o ploše S a umístěný v rovnoměrném magnetickém poli (obr. 2.4). Normála (vektor, jehož modul je roven jednotce) k rovině vodiče svírá úhel se směrem vektoru magnetické indukce. Magnetický tok Ф (tok vektoru magnetické indukce) plochou plochy S je hodnota rovna součinu velikosti vektoru magnetické indukce plochou S a kosinu úhlu mezi vektory a:
Součin je projekce vektoru magnetické indukce na normálu k rovině obrysu. Proto
Čím větší je hodnota Bn a S, tím větší je magnetický tok Hodnota F se nazývá „magnetický tok“ analogicky s prouděním vody, který je tím větší, čím větší je rychlost proudění vody a plocha průřezu. potrubí.
Magnetický tok lze graficky interpretovat jako hodnotu úměrnou počtu magnetických indukčních čar pronikající povrchem plochy S.
Jednotkou magnetického toku je Weber.
Magnetický tok závisí na orientaci povrchu, kterým magnetické pole proniká.
v 1 weber (1 Wb) je vytvořeno rovnoměrným magnetickým polem o indukci 1 T přes plochu o ploše 1 m 2 umístěnou kolmo na vektor magnetické indukce.
Obecné informace o magnetickém toku
Dnešní lekce fyziky je věnována tématu magnetického toku. Abychom mohli dát přesnou kvantitativní formulaci Faradayova zákona elektromagnetické indukce, budeme muset zavést novou veličinu, která se ve skutečnosti nazývá magnetický tok nebo tok vektoru magnetické indukce.
Z předchozích hodin již víte, že magnetické pole je popsáno vektorem magnetické indukce B. Na základě konceptu vektoru indukce B můžeme najít magnetický tok. K tomu budeme uvažovat uzavřený vodič nebo obvod o ploše S. Předpokládejme, že jím prochází stejnoměrné magnetické pole s indukcí B, pak je magnetický tok F, vektor magnetické indukce plochou o ploše S hodnota součinu modulu vektoru magnetické indukce B plochou obvodu S a na cos úhlu mezi vektorem B a normálním cos alfa:
Nyní si připomeňme, čemu se rovná jednotka magnetického toku:
Směr a velikost magnetického toku
Ale také musíte vědět, že každý magnetický tok má svůj vlastní směr a kvantitativní hodnotu. V tomto případě můžeme říci, že obvod proniká určitým magnetickým tokem. A také je třeba poznamenat, že velikost magnetického toku závisí na velikosti obvodu, to znamená, že čím větší je velikost obvodu, tím větší magnetický tok jím projde.
Zde můžeme shrnout a říci, že magnetický tok závisí na oblasti prostoru, kterou prochází. Vezmeme-li například pevný rám o určité velikosti, do kterého proniká konstantní magnetické pole, pak v tomto případě bude magnetický tok, který tímto rámem prochází, konstantní.
S rostoucí silou magnetického pole se přirozeně zvětší i magnetická indukce. Kromě toho se velikost magnetického toku bude úměrně zvyšovat v závislosti na zvýšené velikosti indukce.
Praktický úkol
1. Podívejte se pozorně na tento obrázek a odpovězte na otázku: Jak se může změnit magnetický tok, když se obvod otáčí kolem osy OO?
2. Jak se podle vás může změnit magnetický tok, vezmeme-li uzavřenou smyčku, která je umístěna pod určitým úhlem k čarám magnetické indukce a její plocha se zmenší na polovinu a vektorový modul se zvětší čtyřikrát?
3. Podívejte se na možnosti odpovědí a řekněte mi, jak by měl být rám orientován v rovnoměrném magnetickém poli, aby tok skrz tento rámeček byl nulový? Která odpověď je správná?
4. Prohlédněte si pozorně nákres vyobrazených obvodů I a II a odpovězte, jak se může měnit magnetický tok při jejich rotaci?
5. Co podle vás určuje směr indukčního proudu?
6. Jaký je rozdíl mezi magnetickou indukcí a magnetickým tokem? Pojmenujte tyto rozdíly.
7. Pojmenujte vzorec pro magnetický tok a veličiny obsažené v tomto vzorci.
8. Jaké znáte metody měření magnetického toku?
Je zajímavé to vědět
Věděli jste, že zvýšená sluneční aktivita ovlivňuje magnetické pole Země a přibližně každých jedenáct a půl roku se zvýší natolik, že může narušit rádiovou komunikaci, způsobit poruchu kompasu a negativně ovlivnit pohodu člověka. Takové procesy se nazývají magnetické bouře.
Myakishev G. Ya., Fyzika. 11. třída: vzdělávací. pro všeobecné vzdělání instituce: základní a profilové. úrovně / G. Ja. Mjakishev, B. V. Bukhovtsev, V. M. Charugin; upravil V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. - 17. vyd., revidováno. a doplňkové - M.: Vzdělávání, 2008. - 399 s.: nemoc.
