Gyakorlati alkalmazási № 3

előző ◈ a következő

Fogalmak: vektor a mágneses indukció, a mágneses erővonal, a szuperpozíció elve a mágneses mező, jobb kéz szabály, erő Amper, elektromos és mágneses komponense a Lorentz-féle erő, a mágneses momentuma a hurok egy aktuális, a jelenség a elektromágneses indukció, indukált elektromotoros erő, ami az indukciós áram, tipikusan Lenz, örvény elektromos mező.

tesztkérdések

1. Hogyan határozza meg az irányt, és nagysága a mágneses indukció a tér kísérleti módszerek?

2. Milyen egységekben mérik a mágneses indukció SI-rendszer?

3. Mi az amper?

4. Fogalmazza Amper törvénye.

5. Hogyan kell meghatározni a Amper ható erő áramvezető tetszőleges alakú?

6. Mi a Amper ható erő zárt körben, ahol az áram egy homogén mágneses mezőt?

7. Mi a mágneses momentuma az áramkör? Hogyan állapítható meg, annak irányát?

8. Hogyan kell meghatározni az időben Amper ható erő az áramkört az áram egyenletes mágneses mezőt?

9. Mi az elektromos és mágneses komponense a Lorentz-erő?

10. Mi az a jelenség, az elektromágneses indukció?

11. Fogalmazza meg a törvény az elektromágneses indukció.

12. Mi a szabály Lenz irányának meghatározásához az indukált áram?

13. Mi az örvényáramok?

14. Mi a működési elve a generátor és a transzformátor áram?

Példák problémák megoldása

Probléma 1. Két hosszú egyenes párhuzamos drótokból található a parttól r = 5 cm-re egymástól. Átfolyó áramok huzalok I1 = I2 = 10 A. megtalálni a mágneses indukció a pont, található a parttól r1 = 4 cm-re az első vezeték és r2 = 3 cm-re az utóbbi.

Határozat. Mágneses indukció a ponton A áll mágneses indukció I1 és I2 ezen a ponton:

Hosszú, egyenes vezeték, amelyen keresztül áram folyik I. létrehoz egy mágneses mezőt maga körül a régióban R indukcióval:

ahol - mágneses állandó. Az irány a mágneses indukció vektor ebben az esetben meg lehet határozni a jobb kéz szabályt, hogy ha transzlációs mozgása hüvelykujj (jobbmenetes csavar) van irányítva, egy aktuális irányba, a forgó mozgást - abba az irányba, a mágneses erővonalak. mágneses indukció vektor tangenciálisan irányított mágneses erővonal.

Háromszög oldala 3, 4, 5 cm-es téglalap alakú, és így a bezárt szög a vektorok

és

Ez 90º. Ezután a vektor kívül, akkor a Pitagorasz-tétel:

Adachi 2. drótváz található ugyanabban a síkban egy hosszú, egyenes huzal úgy, hogy a két oldal párhuzamos a huzal. Határozzuk meg az eredő erő hat a keretre. I1 = 4 A, I2 = 2 A, a = 15 cm, B = 10 cm, c = 8 cm.

Határozat. Az I1 áram olyan mágneses mezőt, amely hat a keret a jelenlegi. Határozza meg az ökölszabály, hogy a mágneses indukció

irányított „tőlünk”. Mindkét oldalán a keret erő amper. Annak iránya határozza meg a szabályokat a bal keze: Úgy helyezze el a bal kezét, hogy a mágneses erővonalak szerepelnek a tenyér, a négy ujját a bal kéz kell irányítani az irányt a jelenlegi, és a hajlított 90º-os bal hüvelykujját fogják irányítani mentén Amper ható erő a karmester árammal. az erő

és

egyenlő nagyságú és ellentétes irányú, így kioltják egymást. határozzák meg a hatáskörök

és

. Ők irányítják ellenkező irányba, de nem egyenlő nagyságú, mivel az egyik fél közelebb van a forrása a mágneses mező, mint a másik. Mágneses indukció hosszú egyenes vezető tokomI parttól r határozza meg tőle:

Ha egy egyenes huzal hordozó I áram van egy L hosszúságú és tárolni homogén mágneses mező B. irányul c indukciós  szög az áram irányára, akkor úgy viselkedik, Amper erő egyenlő modulo:

Képlet alkalmazásával (2.1) és (2.2) a vezetékek 1 és 3, megkapjuk:

net erő

modulo egyenlő

Adachi 3. Vezeték félkörben R = 0,2 m homogén mágneses mező indukció B = 0,01 Tesla. Szerint a vezetéket hordozó áram I = 4 A. Keresse ható erő a huzal, ha egy síkban merőleges vonalak indukció.

Határozat. Semiring C - egy nyitott áramkört, és az egyes áramköri elem egy aktuális

az erő Amper:

A kapott minden erő lehet meghatározni integráció:

Azonban, tekintettel arra, hogy a huzal egy homogén mágneses mezőt, ez az erő lehet meghatározni használata nélkül az elemek az integráció. Mi teljes félkört C egyenes vezető L. Ezután kapsz egy zárt kör, amelyen keresztül folyik áram I. Köztudott, hogy az Amper ható erő zárt körben, ahol az áram egy homogén mágneses mezőben nulla. ennélfogva

Alkalmazása Ampere törvénye, így lineáris vezető L.

Adachi galvanométer 4. A keret tartalmazó N = 200 fordulat finom huzal, felfüggesztve rugalmas szál. Négyszögletes keretek S = 20 cm-es keret 2. A sík párhuzamos a vonalak a mágneses indukció B = 0,3 Tesla. Amikor áthaladt a galvanométer volt áram I = 1 mA, a keret fordult szögben  = 30 °. Találja meg az állandó fordulatok C.

Határozat. Ha a jelenlegi keresztül a galvanométer nem szivárog, a keretre lesz orientált, amint az a fenti ábrán. Ha egy elektromos áram halad át a drót köré tekert galvanométert keret, van egy pillanat erő Amper MA. amely bekapcsolja a keret, ameddig egyensúlyban van a pillanat Mupr rugalmas erők. felmerülő izzószál egy olyan szöggel a , az alábbiak szerint. Nyomaték Amper formula határozza meg:

ahol pm = ISN - mágneses momentuma tartalmazó hurok N fordul,  - közötti szög a mágneses pillanat és a kontúr a mező vektora a mágneses indukció, ahol az áramkör:  = 90º -  = 60 °. Abban a pillanatban, hogy a rugalmas erő arányos a szög a csavart fonal:

ahol C - állandó torziós szálat. Ha az egyensúly a keret a jelenlegi,

. Behelyettesítve a (4.1) egyenletnek és (4.2), megkapjuk:

Probléma 5. Proton már gyorsuló potenciális különbség U = 600 V, repült homogén mágneses mező B = 0,3 T, és elkezdett mozogni a kerület mentén. Számolja sugara.

Határozat. Amikor a proton átmegy a gyorsuló potenciális különbség U. működteti a villamos eleme a Lorentz-erő (elektrosztatikus erő)

, amely ellátja pozitív munkát, és a részecske kap skorostV.

ahol m és e - a tömegét és töltését egy proton. Így:

Ezután a proton kap egy homogén mágneses mezőben, és elindul egy kört. A mágneses komponens a Lorentz-erő

mindig merőleges a sebesség a részecske mozgás, és így nem működik. részecskesebesség irányba mozgatásakor a mágneses mező változik, és a nagysága a sebessége nem változik. A proton elindult egy kört, a mágneses indukció kell merőleges a sebesség. Az irány a mágneses komponens a Lorentz-féle erő határozza meg a bal oldali szabály: a bal kéz úgy helyezkedik el, hogy a mágneses indukció vektor része volt a tenyér, négy ujj mentén vannak a mozgás irányának a töltés, behajlítva 90º bal hüvelykujját jelzi az irányt a Lorentz-féle erő ható pozitív töltést. Ha a töltés negatív, az irányt akció a Lorentz-erő megfordul. A mágneses komponens a Lorentz-féle erő adja meg:

 - közötti szög a részecskesebesség

és a mágneses indukció vektor

. Az összefüggésben a probléma  = 90 °, és q = e = 1,610 -19 Kl. Newton szerint törvénye II:

Miután konvertáló a kifejezéseket (5.4) kapjuk:

Feladat 6. repülőgép sebessége V = 950 km / h. Find a potenciális különbség , előforduló végei között a szárnyak a repülőgép, ha a függőleges komponense a földfelszíni mágneses indukció a mező B = 310 -5 Tesla és hatálya repülőgép szárnya L = 12,5 m.

Határozat. Repülőgépet v sebességgel mentén OX tengelyen. Ő a jelenlegi koordináta - x. A terület által határolt ABCD folyamatosan növekszik, akkor a mágneses fluxust a áramkört is növeli:  (t) = B Lx. Ezért ebben az áramkörben, a törvény szerint az elektromágneses indukció EMF jelenik meg, amely vezethet előfordulásának potenciális különbség a végén a szárnyak:

Feladat 7. szál gyűrű sugara r = 10 cm az asztalra. Mi a Q töltésű cseppek a gyűrűn keresztül, ha a kanyarodás egyik oldalról a másikra? Az R ellenállás a gyűrű egyenlő 1 ohm. A függőleges összetevője az indukciós a föld mágneses mező 50 mT.

Határozat. Miután által határolt területen a huzal gyűrű, a mágneses fluxus halad 1 = B r 2. Ha a gyűrű elfordul a másik oldalon, a mágneses fluxus változások az ellenkező megjelölés: 2 = -1. Mivel a gyűrű el van forgatva, a mágneses fluxus áthatoló annak változását. Ez ahhoz vezet, hogy az indukciós EMF:

Következésképpen, a energizált indukciós áram gyűrű:

Használata (2.1) és (2.2), mi származik a differenciálegyenlet megoldása azt:

Válasz: Q = 3,14 SCLC.

8. feladat a kereten területen S = 200 cm 2 köré tekercselt N = 100 huzalmenetre. Ez forgatja egyenletesen gyakorisága körülbelül n = 10 / képest egy tengely síkjában fekvő, a keret és a vonalakra merőleges irányban a mágneses mező (B = 0,2 T). Keresse meg a maximális indukált elektromotoros felmerülő vezetéket. Határozzuk meg a maximális indukált áram, ha az ellenállás huzal R = 5 ohm.

Határozat. A mágneses fluxus behatol a keret, amelyen fel van tekercselve egy vezetéket, az idő változik forgása következtében a keret:

Ezért a keret a EMF indukciós:

Ebből következik, hogy a maximális indukált elektromotoros erő felmerülő a keret egyenlő:

Ezután a legnagyobb indukciós áram:

Kapcsolódó cikkek

előző ◈ a következő