Esa es la linea de inducción campo magnético Pasará por este camino. La línea de inducción magnética es la inducción magnética en cada punto de esta línea. Es decir, podemos decir que las líneas de inducción magnética son el flujo del vector de inducción en el espacio acotado y descrito por estas líneas. En resumen, se puede decir el flujo magnético.

V bosquejo general llegan a conocer el concepto de "flujo magnético" en el noveno grado. Una consideración más detallada con la derivación de fórmulas, etc., se refiere al curso de física en las clases superiores. Entonces, el flujo magnético es una cierta cantidad de inducción de campo magnético en cualquier área del espacio.

Dirección y cantidad de flujo magnético.

Flujo magnético tiene dirección y significado cuantitativo. En nuestro caso, un circuito con una corriente, dicen que este circuito es atravesado por un cierto flujo magnético. Está claro que cuanto mayor sea el contorno, mayor será el flujo magnético que lo atravesará.

Es decir, el flujo magnético depende del área del espacio por el que pasa. Si tenemos un marco fijo de cierto tamaño, atravesado por un campo magnético constante, entonces el flujo magnético que atraviesa este marco será constante.

Si aumentamos la fuerza del campo magnético, la inducción magnética aumentará en consecuencia. La magnitud del flujo magnético también aumentará, y en proporción al aumento de la magnitud de la inducción. Es decir, el flujo magnético depende de la magnitud de la inducción magnética y del área de la superficie perforada.

Flujo magnético y marco: considere un ejemplo

Considere la opción cuando nuestro marco es perpendicular al flujo magnético. El área delimitada por este marco será máxima en relación con el flujo magnético que lo atraviesa. En consecuencia, el flujo será máximo para un valor dado de la inducción magnética.

Si comenzamos a rotar el marco en relación con la dirección del flujo magnético, entonces el área a través de la cual puede pasar el flujo magnético disminuirá, por lo tanto, la magnitud del flujo magnético a través de este marco disminuirá. Además, disminuirá hasta cero cuando el marco se vuelva paralelo a las líneas de inducción magnética.

El flujo magnético, por así decirlo, se deslizará más allá del marco, no lo penetrará. En este caso, el efecto del campo magnético en el marco con corriente será cero. Por lo tanto, podemos generar la siguiente dependencia:

El flujo magnético que penetra en el área del circuito cambia cuando el módulo del vector de inducción magnética B, el área del circuito S y cuando el circuito gira, es decir, cuando su orientación cambia a las líneas del campo magnético. .

UN CAMPO MAGNÉTICO

Según la teoría del campo, la interacción magnética de las cargas eléctricas en movimiento se explica de la siguiente manera: cualquier carga eléctrica en movimiento crea un campo magnético en el espacio circundante que puede actuar sobre otras cargas eléctricas en movimiento.

B es una cantidad física que es una fuerza característica de un campo magnético. Se llama inducción magnética (o inducción de campo magnético).

Inducción magnética - cantidad vectorial... El módulo del vector de inducción magnética es igual a la relación entre el valor máximo de la fuerza en amperios que actúa sobre un conductor recto con corriente y la corriente en el conductor y su longitud:

Unidad de inducción magnética... En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de inducción magnética es la inducción de dicho campo magnético, en el que la fuerza máxima de amperio de 1 N actúa por cada metro de la longitud del conductor a una corriente de 1 A. Esta unidad es llamado tesla (abreviado: T), en honor al destacado físico yugoslavo N. Tesla:

EL PODER DE LORENTZ

El movimiento de un conductor con una corriente en un campo magnético muestra que el campo magnético actúa sobre cargas eléctricas en movimiento. La fuerza del amperio actúa sobre el conductor. F A = ​​IBlsin a, y la fuerza de Lorentz actúa sobre una carga en movimiento:

donde a- ángulo entre los vectores B y v.

El movimiento de partículas cargadas en un campo magnético. En un campo magnético uniforme, una partícula cargada que se mueve a una velocidad perpendicular a las líneas de inducción del campo magnético es accionada por una fuerza m, de magnitud constante y dirigida perpendicularmente al vector de velocidad. Bajo la acción de la fuerza magnética, la partícula adquiere aceleración, cuyo módulo es:

En un campo magnético uniforme, esta partícula se mueve en círculo. El radio de curvatura de la trayectoria a lo largo de la cual se mueve la partícula se determina a partir de la condición de donde sigue,

El radio de curvatura de la trayectoria es constante, ya que la fuerza perpendicular al vector velocidad cambia solo su dirección, pero no el módulo. Y esto significa que esta trayectoria es un círculo.

El período de revolución de una partícula en un campo magnético uniforme es igual a:

La última expresión muestra que el período de revolución de una partícula en un campo magnético uniforme no depende de la velocidad y el radio de la trayectoria de su movimiento.

Si la tensión campo eléctrico es igual a cero, entonces la fuerza de Lorentz l es igual a la fuerza magnética m:

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

Fenómeno inducción electromagnética descubierto por Faraday, quien estableció que en un circuito de conducción cerrado hay electricidad con cualquier cambio en el campo magnético que penetre en el circuito.

FLUJO MAGNÉTICO

Flujo magnético F(flujo de inducción magnética) a través de una superficie con un área S- un valor igual al producto del módulo del vector de inducción magnética por el área S y el coseno del ángulo a entre vector y normal de superficie:

Ф = BScos

En SI, la unidad de flujo magnético 1 Weber (Wb) es el flujo magnético a través de una superficie de 1 m 2 ubicada perpendicular a la dirección de un campo magnético uniforme, cuya inducción es 1 T:

Inducción electromagnética- el fenómeno de la aparición de una corriente eléctrica en un circuito conductor cerrado con cualquier cambio en el flujo magnético que penetra en el circuito.

Surgiendo en un circuito cerrado, corriente de inducción tiene una dirección tal que con su campo magnético contrarresta el cambio en el flujo magnético que lo provoca (regla de Lenz).

LA LEY DE LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

Los experimentos de Faraday demostraron que la fuerza de la corriente de inducción I i en el circuito conductor es directamente proporcional a la tasa de cambio en el número de líneas de inducción magnética que penetran en la superficie delimitada por este circuito.

Por lo tanto, la fuerza de la corriente de inducción es proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético a través de la superficie delimitada por el contorno:

Se sabe que si aparece una corriente en el circuito, esto significa que fuerzas externas actúan sobre las cargas libres del conductor. El trabajo de estas fuerzas para mover una carga unitaria a lo largo de un circuito cerrado se llama fuerza electromotriz (EMF). Encontremos el EMF de la inducción ε i.

Ley de Ohm para un circuito cerrado.

Dado que R no depende de, entonces

El EMF de inducción coincide en dirección con la corriente de inducción, y esta corriente, de acuerdo con la regla de Lenz, está dirigida de manera que el flujo magnético creado por ella contrarreste el cambio en el flujo magnético externo.

La ley de la inducción electromagnética.

EMF de inducción en un bucle cerrado es igual a tomado de signo opuesto la tasa de cambio del flujo magnético que penetra en el circuito:

AUTOINDUCCIÓN. INDUCTANCIA

La experiencia demuestra que el flujo magnético F asociado con un circuito es directamente proporcional a la corriente en este circuito:

Ф = L * I .

Inductancia de bucle L- el coeficiente de proporcionalidad entre la corriente que pasa por el circuito y el flujo magnético creado por él.

La inductancia de un conductor depende de su forma, tamaño y propiedades ambientales.

Autoinducción- el fenómeno de inducción EMF en el circuito cuando el flujo magnético cambia debido a un cambio en la corriente que pasa por el circuito mismo.

La autoinducción es un caso especial de inducción electromagnética.

La inductancia es un valor numéricamente igual a EMF de autoinducción que surgen en el circuito cuando la intensidad de la corriente en él cambia por unidad por unidad de tiempo. En SI, la inductancia de dicho conductor se toma como una unidad de inductancia, en la cual, cuando la intensidad de la corriente cambia en 1 A en 1 s, se produce un EMF de autoinducción de 1 V. Esta unidad se llama Henry (H ):

ENERGÍA DEL CAMPO MAGNÉTICO

El fenómeno de la autoinducción es similar al fenómeno de la inercia. La inductancia con un cambio en la corriente juega el mismo papel que la masa con un cambio en la velocidad de un cuerpo. El análogo de la velocidad es la fuerza actual.

Esto significa que la energía del campo magnético de la corriente puede considerarse un valor similar a la energía cinética del cuerpo:

Suponga que después de desconectar la bobina de la fuente, la corriente en el circuito disminuye linealmente con el tiempo.

EMF de autoinducción tiene un valor constante en este caso:

donde I es el valor inicial de la corriente, t es el intervalo de tiempo durante el cual la corriente disminuye de I a 0.

Durante el tiempo t, una carga eléctrica pasa por el circuito. q = yo cp t... Porque Yo cp = (yo + 0) / 2 = yo / 2, entonces q = It / 2... Por tanto, el trabajo de la corriente eléctrica:

Este trabajo se realiza mediante la energía del campo magnético de la bobina. Así, obtenemos de nuevo:

Ejemplo. Determine la energía del campo magnético de la bobina, en la cual, a una corriente de 7.5 A, el flujo magnético es 2.3 * 10 -3 Wb. ¿Cómo cambiará la energía del campo si la intensidad actual se reduce a la mitad?

La energía del campo magnético de la bobina W 1 = LI 1 2/2. Por definición, la inductancia de la bobina es L = F / I 1. Por eso,

Si una corriente eléctrica, como se muestra en los experimentos de Oersted, crea un campo magnético, ¿no puede, a su vez, el campo magnético inducir una corriente eléctrica en el conductor? Muchos científicos, utilizando experimentos, intentaron encontrar una respuesta a esta pregunta, pero Michael Faraday (1791 - 1867) fue el primero en resolver este problema.
En 1831, Faraday descubrió que surge una corriente eléctrica en un bucle conductor cerrado cuando cambia el campo magnético. Esta corriente fue nombrada corriente de inducción.
La corriente de inducción en una bobina de alambre metálico ocurre cuando el imán se empuja hacia la bobina y cuando el imán se extrae de la bobina (Fig.192),

y también cuando cambia la intensidad de la corriente en la segunda bobina, cuyo campo magnético penetra en la primera bobina (Fig. 193).

El fenómeno de la aparición de una corriente eléctrica en un circuito conductor cerrado con cambios en el campo magnético que impregna el circuito se denomina inducción electromagnética.
La aparición de una corriente eléctrica en un circuito cerrado con cambios en el campo magnético que penetra en el circuito indica la acción en el circuito de fuerzas externas de naturaleza no electrostática o la ocurrencia EMF de inducción. Se da una descripción cuantitativa del fenómeno de la inducción electromagnética sobre la base del establecimiento de una conexión entre los campos electromagnéticos de inducción y tamaño físico llamado flujo magnético.
Flujo magnético. Para un contorno plano ubicado en un campo magnético uniforme (Fig.194), el flujo magnético F a través de una superficie S se llama valor igual al producto del módulo del vector de inducción magnética por el área S y por el coseno del ángulo entre el vector y la superficie normal:

La regla de Lenz. La experiencia muestra que la dirección de la corriente de inducción en el circuito depende de si el flujo magnético que penetra en el circuito aumenta o disminuye, así como de la dirección del vector de inducción magnética con respecto al circuito. Regla general, que permite determinar la dirección de la corriente de inducción en el circuito, fue establecido en 1833 por E. H. Lenz.
La regla de Lenz se puede mostrar claramente con usando el pulmón un anillo de aluminio (fig. 195).

La experiencia demuestra que al hacer imán permanente el anillo se repele y, cuando se quita, es atraído por el imán. El resultado de los experimentos no depende de la polaridad del imán.
La repulsión y atracción de un anillo sólido se explica por la aparición de una corriente de inducción en el anillo cuando cambia el flujo magnético a través del anillo y el efecto de un campo magnético sobre la corriente de inducción. Obviamente, cuando se empuja el imán hacia el interior del anillo, la corriente de inducción en él tiene una dirección tal que el campo magnético creado por esta corriente se opone al campo magnético externo, y cuando se extrae el imán, la corriente de inducción en él tiene tal dirección en la que el vector de inducción de su campo magnético coincide en dirección con el vector de inducción del campo externo.
Formulación general Reglas de Lenz: la corriente de inducción que surge en un bucle cerrado tiene una dirección tal que el flujo magnético creado por ella a través del área delimitada por el bucle tiende a compensar el cambio en el flujo magnético que causa esta corriente.
La ley de la inducción electromagnética. Investigación experimental La dependencia de la inducción de EMF en el cambio en el flujo magnético llevó al establecimiento la ley de la inducción electromagnética: El EMF de inducción en un bucle cerrado es proporcional a la tasa de cambio del flujo magnético a través de la superficie delimitada por el bucle.
En SI, la unidad de flujo magnético se elige de manera que el coeficiente de proporcionalidad entre el EMF de inducción y el cambio en el flujo magnético sea es igual a uno... Donde ley de inducción electromagnética se formula de la siguiente manera: EMF de inducción en un bucle cerrado es igual al módulo de la tasa de cambio del flujo magnético a través de la superficie delimitada por el bucle:

Teniendo en cuenta la regla de Lenz, la ley de inducción electromagnética se escribe de la siguiente manera:

Inducción EMF en la bobina. Si los mismos cambios en el flujo magnético ocurren en circuitos conectados en serie, entonces la EMF de inducción en ellos es igual a la suma de EMF de inducción en cada uno de los circuitos. Por lo tanto, al cambiar el flujo magnético en una bobina que consta de norte vueltas idénticas de alambre, el EMF total de inducción en norte veces la EMF de inducción en un solo circuito:

Para un campo magnético uniforme, basado en la ecuación (54.1), se deduce que su inducción magnética es 1 T, si el flujo magnético a través de un circuito con un área de 1 m 2 es 1 Wb:

.

Vórtice campo eléctrico. La ley de inducción electromagnética (54.3), basada en la tasa conocida de cambio del flujo magnético, permite encontrar el valor de la EMF de inducción en el circuito y, a un valor conocido de la resistencia eléctrica del circuito, para calcular la corriente en el circuito. Sin embargo, el significado físico del fenómeno de la inducción electromagnética permanece sin revelar. Consideremos este fenómeno con más detalle.

La aparición de una corriente eléctrica en un circuito cerrado indica que cuando cambia el flujo magnético que penetra en el circuito, las fuerzas actúan sobre las cargas eléctricas libres en el circuito. El cable de bucle está inmóvil; las cargas eléctricas libres en él pueden considerarse inmóviles. Solo un campo eléctrico puede actuar sobre cargas eléctricas estacionarias. En consecuencia, con cualquier cambio en el campo magnético, surge un campo eléctrico en el espacio circundante. Es este campo eléctrico el que pone en movimiento las cargas eléctricas libres en el circuito, creando una corriente eléctrica de inducción. El campo eléctrico que surge de los cambios en el campo magnético se llama campo eléctrico de vórtice.

El trabajo de las fuerzas del campo eléctrico de vórtice sobre el movimiento de cargas eléctricas es el trabajo de fuerzas externas, la fuente de los campos electromagnéticos de inducción.

El campo eléctrico de vórtice difiere de campo electrostático el hecho de que no está relacionado con cargas eléctricas, sus líneas de tensión son líneas cerradas. El trabajo de las fuerzas de un campo eléctrico de vórtice cuando una carga eléctrica se mueve a lo largo de una línea cerrada puede ser diferente de cero.

EMF de inducción en conductores en movimiento. El fenómeno de la inducción electromagnética también se observa en aquellos casos en los que el campo magnético no cambia con el tiempo, pero el flujo magnético a través del circuito cambia debido al movimiento de los conductores del circuito en el campo magnético. En este caso, la causa de la inducción EMF no es el campo eléctrico del vórtice, sino la fuerza de Lorentz.

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Termómetros electronicos son ampliamente utilizados como medidores de temperatura. Puede familiarizarse con los termómetros digitales de contacto y sin contacto en el sitio web http://mera-tek.ru/termometry/termometry-elektronnye. Estos dispositivos proporcionan principalmente medición de temperatura en instalaciones tecnológicas debido a la alta precisión de medición y la alta velocidad de registro.

En potenciómetros electrónicos, tanto de indicación como de registro, se utiliza la estabilización automática de la corriente en el circuito del potenciómetro y la compensación continua del termopar.

Conexión de núcleos conductores- parte del proceso tecnológico de conexión del cable. Los núcleos conductores de varios cables con un área de sección transversal de 0,35 a 1,5 mm 2 se conectan mediante soldadura después de torcer los cables individuales (Fig. 1). Si se restauran con tubos aislantes 3, entonces, antes de torcer los cables, deben colocarse en el núcleo y moverse al corte de la funda 4.

Arroz. 1. Conexión de núcleos mediante torsión: 1 - núcleo conductor; 2 - aislamiento de conductores; 3 - tubo aislante; 4 - funda de cable; 5 - alambres estañados; 6 - superficie soldada

Núcleos sólidos conectar con una superposición, sujetar antes de soldar con dos bandas de dos o tres vueltas de alambre de cobre estañado de 0,3 mm de diámetro (Fig. 2). También puede utilizar los terminales especiales wago 222 415, que se han vuelto muy populares en la actualidad debido a su facilidad de uso y fiabilidad de funcionamiento.

Al instalar actuadores eléctricos, su carcasa debe estar conectada a tierra con un cable con una sección transversal de al menos 4 mm 2 a través del tornillo de conexión a tierra. El lugar de conexión del conductor de conexión a tierra se limpia a fondo y, después de la conexión, se le aplica una capa de grasa CIATIM-201 para protegerlo de la corrosión. Al final de la instalación, utilice el control del valor, que debe ser de al menos 20 megaohmios, y el dispositivo de puesta a tierra, que no debe exceder los 10 ohmios.

Arroz. 1. Diagrama de conexiones eléctricas de la unidad sensora de un mecanismo eléctrico de una sola vuelta. А - unidad amplificadora BU-2, B - unidad de sensor magnético, В - actuador eléctrico

El montaje de la unidad sensora para actuadores eléctricos de una sola vuelta se realiza según el esquema de conexión eléctrica que se muestra en la Fig. 1, con un cable con una sección transversal de al menos 0,75 mm 2. Antes de instalar el sensor, es necesario verificar su operabilidad de acuerdo con el diagrama que se muestra en la Fig. 2.

21.03.2019

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