Bildet viser et jevnt magnetfelt. Homogen betyr det samme på alle punkter i et gitt volum. I et felt plasseres en flate med areal S. Feltlinjene skjærer overflaten.
Bestemmelse av magnetisk fluks:
Magnetisk fluks Ф gjennom overflaten S er antallet linjer i den magnetiske induksjonsvektoren B som passerer gjennom overflaten S.
Magnetisk fluksformel:
her er α vinkelen mellom retningen til den magnetiske induksjonsvektoren B og normalen til overflaten S.
Fra den magnetiske fluksformelen er det klart at den maksimale magnetiske fluksen vil være ved cos α = 1, og dette vil skje når vektor B er parallell med normalen til overflaten S. Minste magnetiske fluks vil være ved cos α = 0, dette vil skje når vektor B er vinkelrett på normalen til overflaten S, fordi i dette tilfellet vil linjene til vektor B gli langs overflaten S uten å skjære den.
Og i henhold til definisjonen av magnetisk fluks, tas bare de linjene til den magnetiske induksjonsvektoren i betraktning som skjærer en gitt overflate.
Magnetisk fluks måles i webers (volt-sekunder): 1 wb = 1 v * s. I tillegg brukes Maxwell til å måle magnetisk fluks: 1 wb = 10 8 μs. Følgelig er 1 μs = 10 -8 vb.
Magnetisk fluks er en skalar mengde.
ENERGI I DET MAGNETISKE STRØMFELTET
Rundt en strømførende leder er det et magnetfelt som har energi. Hvor kommer det fra? Strømkilden som er inkludert i den elektriske kretsen har en energireserve. I det øyeblikket den elektriske kretsen lukkes, bruker strømkilden deler av energien sin for å overvinne effekten av den selvinduktive emf som oppstår. Denne delen av energien, kalt strømmens egen energi, går til dannelsen av et magnetfelt. Energi magnetfelt lik strømmens egen energi. Strømmens egen energi er numerisk lik arbeidet som strømkilden må gjøre for å overvinne Selvindusert emfå skape strøm i kretsen.
Energien til magnetfeltet som skapes av strømmen er direkte proporsjonal med kvadratet av strømmen. Hvor går magnetfeltenergien etter at strømmen stopper? - skiller seg ut (når en krets med tilstrekkelig stor strøm åpnes, kan det oppstå en gnist eller lysbue)
4.1. Loven om elektromagnetisk induksjon. Selvinduksjon. Induktans
Grunnleggende formler
· Lov om elektromagnetisk induksjon (Faradays lov):
,
(39)
hvor er induksjons-emk; er den totale magnetiske fluksen (flukskobling).
· Magnetisk fluks, strøm generert i kretsen,
hvor er induktansen til kretsen, er strømstyrken.
· Faradays lov som anvendes på selvinduksjon
· Induksjons-emf, som oppstår når rammen roterer med strøm i et magnetfelt,
hvor er magnetfeltinduksjonen; er området til rammen; er vinkelhastigheten til rotasjonen.
Solenoid induktans
,
(43)
hvor er den magnetiske konstanten; er den magnetiske permeabiliteten til stoffet; er antall omdreininger til solenoiden; er tverrsnittsarealet til svingen; er lengden på solenoiden.
Strømstyrke ved åpning av kretsen
hvor er strømmen etablert i kretsen; er induktansen til kretsen; er motstanden til kretsen; er åpningstiden.
Strømstyrke ved stenging av kretsen
.
(45)
Avslappingstid
Eksempler på problemløsning
Eksempel 1.
Magnetfeltet endres i henhold til loven 
, hvor = 15 mT,. En sirkulær ledende spole med radius = 20 cm plasseres i et magnetfelt i en vinkel i forhold til feltets retning (i det første øyeblikket). Finn den induserte emf som oppstår i spolen ved tid = 5 s.
Løsning
I henhold til loven om elektromagnetisk induksjon er den induktive emf som oppstår i en spole , hvor er den magnetiske fluksen koblet i spolen.
hvor er arealet av svingen; er vinkelen mellom retningen til den magnetiske induksjonsvektoren og normalen til konturen:.
La oss erstatte de numeriske verdiene: = 15 mT,, = 20 cm = = 0,2 m,.
Beregninger gir 
.
|
Eksempel 2 I et jevnt magnetfelt med induksjon = 0,2 T er det en rektangulær ramme, hvis bevegelige side = 0,2 m lang beveger seg med en hastighet = 25 m/s vinkelrett på feltinduksjonslinjene (fig. 42). Bestem den induserte emf som oppstår i kretsen. Løsning Når lederen AB beveger seg i et magnetfelt, øker området til rammen, derfor øker den magnetiske fluksen gjennom rammen og en indusert emk oppstår. |
|
I følge Faradays lov, hvor, da, men, derfor.
"–"-tegnet viser at den induserte emk og indusert strøm rettet mot klokken.
SELVINDUKSJON
Hver leder som elektrisk strøm flyter gjennom er i sitt eget magnetfelt.
Når strømstyrken endres i lederen, endres m.feltet, d.v.s. den magnetiske fluksen skapt av denne strømmen endres. En endring i magnetisk fluks fører til fremveksten av et elektrisk virvelfelt og en indusert emk vises i kretsen. 
Dette fenomenet kalles selvinduksjon Selvinduksjon er fenomenet med forekomst av indusert emk i en elektrisk krets som følge av en endring i strømstyrken. Den resulterende emk kalles selvindusert emk
Manifestasjon av fenomenet selvinduksjon
Kretslukking 
Når det er kortslutning i den elektriske kretsen, øker strømmen, noe som forårsaker en økning i den magnetiske fluksen i spolen, og det oppstår et elektrisk virvelfelt, rettet mot strømmen, d.v.s. En selvinduksjons-emf oppstår i spolen, og forhindrer økningen i strømmen i kretsen (virvelfeltet hemmer elektronene). Som et resultat L1 lyser senere, enn L2.
Åpen krets 
Når den elektriske kretsen åpnes, avtar strømmen, det oppstår en reduksjon i fluksen i spolen, og et elektrisk virvelfelt vises, rettet som en strøm (forsøker å opprettholde samme strømstyrke), dvs. En selvindusert emf oppstår i spolen, og opprettholder strømmen i kretsen. Som et resultat, L når den er slått av blinker sterkt. Konklusjon i elektroteknikk manifesterer selvinduksjonsfenomenet seg når kretsen er lukket (den elektriske strømmen øker gradvis) og når kretsen åpnes (den elektriske strømmen forsvinner ikke umiddelbart).
INDUKTANS
Hva er selvindusert emf avhengig av? Elektrisk strøm skaper sitt eget magnetfelt. Magnetisk fluks gjennom kretsen er proporsjonal med magnetfeltinduksjonen (Ф ~ B), induksjonen er proporsjonal med strømstyrken i lederen (B ~ I), derfor er den magnetiske fluksen proporsjonal med strømstyrken (Ф ~ I). Selvinduksjons-emf avhenger av endringshastigheten til strømmen i den elektriske kretsen, av egenskapene til lederen (størrelse og form) og av den relative magnetiske permeabiliteten til mediet der lederen er plassert. En fysisk størrelse som viser avhengigheten av selvinduksjons-emf av størrelsen og formen til lederen og av miljøet der lederen befinner seg, kalles selvinduksjonskoeffisienten eller induktansen. 
Induktans - fysisk. en verdi numerisk lik den selvinduktive emk som oppstår i kretsen når strømmen endres med 1 Ampere på 1 sekund. Induktans kan også beregnes ved å bruke formelen:
der Ф er den magnetiske fluksen gjennom kretsen, I er strømstyrken i kretsen.
SI-enheter for induktans:
Induktansen til spolen avhenger av: antall vindinger, størrelsen og formen på spolen og den relative magnetiske permeabiliteten til mediet (eventuelt en kjerne).
SELVINDUKSJON EMF
Den selvinduktive emf hindrer at strømmen øker når kretsen slås på og at strømmen avtar når kretsen åpnes.
For å karakterisere magnetiseringen av et stoff i et magnetfelt, brukes det magnetisk moment (s m ). Det er numerisk lik det mekaniske dreiemomentet som oppleves av et stoff i et magnetfelt med en induksjon på 1 Tesla.
Det magnetiske momentet til en volumenhet av et stoff karakteriserer det magnetisering - I , bestemmes av formelen:
Jeg=R m /V , (2.4)
Hvor V - volum av stoffet.
Magnetisering i SI-systemet måles, som intensitet, i Kjøretøy, en vektormengde.
De magnetiske egenskapene til stoffer er karakterisert volumetrisk magnetisk følsomhet - c O , dimensjonsløs mengde.
Hvis noe legeme er plassert i et magnetfelt med induksjon I 0 , så skjer magnetiseringen. Som et resultat skaper kroppen sitt eget magnetfelt med induksjon I " , som samhandler med magnetiseringsfeltet.
I dette tilfellet induksjonsvektoren i mediet (I) vil være sammensatt av vektorer:
B = B 0 + B " (vektortegn utelatt), (2.5)
Hvor I " - induksjon av magnetfeltet til et magnetisert stoff.
Induksjonen av sitt eget felt bestemmes av de magnetiske egenskapene til stoffet, som er preget av volumetrisk magnetisk følsomhet - c O , er følgende uttrykk sant: I " = c O I 0 (2.6)
Delt på m 0 uttrykk (2.6):
I " /m O = c O I 0 /m 0
Vi får: N " = c O N 0 , (2.7)
Men N " bestemmer magnetiseringen av et stoff Jeg , dvs. N " = Jeg , deretter fra (2.7):
I = c O N 0 . (2.8)
Altså, hvis et stoff er i et eksternt magnetfelt med en styrke N 0 , så bestemmes induksjonen inni den av uttrykket:
B=B 0 + B " = m 0 N 0 +m 0 N " = m 0 (N 0 +I)(2.9)
Det siste uttrykket er strengt tatt sant når kjernen (stoffet) er fullstendig i et eksternt ensartet magnetfelt (lukket torus, uendelig lang solenoid, etc.).
Hvis elektrisitet, som Oersteds eksperimenter viste, skaper et magnetfelt, så kunne ikke magnetfeltet i sin tur forårsake en elektrisk strøm i lederen? Mange forskere prøvde å finne svaret på dette spørsmålet ved hjelp av eksperimenter, men Michael Faraday (1791 - 1867) var den første som løste dette problemet.
I 1831 oppdaget Faraday at det oppstår en elektrisk strøm i en lukket ledende krets når magnetfeltet endres. Denne strømmen ble kalt induksjonsstrøm.
En induksjonsstrøm i en spole av metalltråd oppstår når en magnet skyves inn i spolen og når en magnet trekkes ut av spolen (fig. 192),
og også når strømstyrken endres i den andre spolen, hvis magnetiske felt trenger gjennom den første spolen (fig. 193).
Fenomenet med forekomsten av elektrisk strøm i en lukket ledende krets med endringer i magnetfeltet som trenger inn i kretsen kalles elektromagnetisk induksjon.
Utseendet til en elektrisk strøm i en lukket krets med endringer i magnetfeltet som trenger inn i kretsen indikerer virkningen av eksterne krefter av ikke-elektrostatisk karakter i kretsen eller forekomsten av Induksjon emf. Kvantitativ beskrivelse fenomenet elektromagnetisk induksjon er gitt på grunnlag av å etablere en forbindelse mellom den induserte emk og fysisk mengde, kalt magnetisk fluks.
Magnetisk fluks. For en flat krets som ligger i et jevnt magnetfelt (fig. 194), vil den magnetiske fluksen F gjennom et overflateområde S navngi mengden lik produktet modul av den magnetiske induksjonsvektoren per område S og cosinus til vinkelen mellom vektoren og normalen til overflaten:
Lenz sin regel. Erfaring viser at retningen til den induserte strømmen i kretsen avhenger av om den magnetiske fluksen som går gjennom kretsen øker eller avtar, samt av retningen til magnetfeltinduksjonsvektoren i forhold til kretsen. Generell regel, som gjør det mulig å bestemme retningen til induksjonsstrømmen i kretsen, ble etablert i 1833 av E. X. Lenz.
Lenz sin regel kan tydelig demonstreres ved hjelp av en lett aluminiumsring (fig. 195).
Erfaring viser at når man legger til permanent magnet ringen blir frastøtt fra den, og når den fjernes, tiltrekkes den av magneten. Resultatet av eksperimentene avhenger ikke av polariteten til magneten.
Frastøtingen og tiltrekningen til en solid ring forklares ved at det oppstår en induksjonsstrøm i ringen når den magnetiske fluksen gjennom ringen endres og effekten av et magnetfelt på induksjonsstrømmen. Det er åpenbart at når en magnet skyves inn i ringen, har induksjonsstrømmen i den en slik retning at magnetfeltet som skapes av denne strømmen motvirker det ytre magnetfeltet, og når magneten trekkes ut har induksjonsstrømmen i den en slik retning at induksjonsvektoren til dets magnetfelt faller sammen i retning med vektorinduksjonen eksternt felt.
Generell formulering Lenz sine regler: den induserte strømmen som oppstår i en lukket krets har en slik retning at den magnetiske fluksen som skapes av den gjennom området begrenset av kretsen har en tendens til å kompensere for endringen i den magnetiske fluksen som forårsaker denne strømmen.
Loven om elektromagnetisk induksjon. Eksperimentell studie avhengigheten av den induserte emk av endringer i den magnetiske fluksen førte til etableringen lov om elektromagnetisk induksjon: Den induserte emk i en lukket sløyfe er proporsjonal med endringshastigheten til den magnetiske fluksen gjennom overflaten avgrenset av sløyfen.
I SI er enheten for magnetisk fluks valgt slik at proporsjonalitetskoeffisienten mellom den induserte emk og endringen i magnetisk fluks er lik en. Hvori lov om elektromagnetisk induksjon er formulert på følgende måte: Den induserte emk i en lukket sløyfe er lik modulen for endringshastigheten til den magnetiske fluksen gjennom overflaten begrenset av sløyfen:
Med hensyn til Lenzs regel er loven om elektromagnetisk induksjon skrevet som følger:
Induksjon emk i en spole. Hvis identiske endringer i magnetisk fluks oppstår i seriekoblede kretser, er den induserte emk i dem lik summen av den induserte emk i hver av kretsene. Derfor, når den magnetiske fluksen endres i en spole bestående av n identiske ledninger, den totale induserte emk inn n ganger den induserte emk i en enkelt krets:
For et jevnt magnetfelt, basert på ligning (54.1), følger det at dens magnetiske induksjon er lik 1 T, hvis den magnetiske fluksen gjennom en krets med et areal på 1 m 2 er lik 1 Wb:
.
Vortex elektrisk felt. Loven om elektromagnetisk induksjon (54.3) fra den kjente endringshastigheten for magnetisk fluks tillater oss å finne verdien av den induserte emk i kretsen og ved kjent betydning elektrisk motstand krets, beregne strømmen i kretsen. Det forblir imidlertid ukjent fysisk mening fenomener med elektromagnetisk induksjon. La oss vurdere dette fenomenet mer detaljert.
Forekomsten av en elektrisk strøm i en lukket krets indikerer at når den magnetiske fluksen som trenger inn i kretsen endres, virker krefter på de frie elektriske ladningene i kretsen. Kretsledningen er ubevegelig; de frie elektriske ladningene i den kan betraktes som ubevegelige. Stasjonære elektriske ladninger kan bare påvirkes av et elektrisk felt. Følgelig, med enhver endring i magnetfeltet i det omkringliggende rommet, vises et elektrisk felt. Dette elektriske feltet setter i gang frie elektriske ladninger i kretsen, og skaper en induktiv elektrisk strøm. Det elektriske feltet som oppstår når magnetfeltet endres kalles virvel elektrisk felt.
Virke av virvelkrefter elektrisk felt på bevegelse av elektriske ladninger og er arbeidet til eksterne krefter, en kilde til indusert emf.
Det elektriske virvelfeltet er forskjellig fra elektrostatisk felt fordi det ikke er relatert til elektriske ladninger, dens spenningslinjer er lukkede linjer. Arbeidet til kreftene til det elektriske virvelfeltet når en elektrisk ladning beveger seg lukket linje kan være forskjellig fra null.
Induksjons-emk i bevegelige ledere. Fenomenet elektromagnetisk induksjon observeres også i tilfeller der magnetfeltet ikke endres over tid, men den magnetiske fluksen gjennom kretsen endres på grunn av bevegelsen til kretslederne i magnetfeltet. I dette tilfellet er årsaken til den induserte emk ikke det elektriske virvelfeltet, men Lorentz-kraften.
Strømmen av den magnetiske induksjonsvektoren B gjennom en hvilken som helst overflate. Den magnetiske fluksen gjennom et lite område dS, innenfor hvilket vektoren B er uendret, er lik dФ = ВndS, hvor Bn er projeksjonen av vektoren på normalen til området dS. Magnetisk fluks F gjennom finalen... ... Stor encyklopedisk ordbok
MAGNETISK FLUKS- (magnetisk induksjonsfluks), fluks F av den magnetiske vektoren. induksjon B gjennom k.l. flate. M. p. dФ gjennom et lite område dS, innenfor grensene for hvilket vektoren B kan betraktes som uendret, uttrykkes ved produktet av arealstørrelsen og projeksjonen Bn av vektoren på ... ... Fysisk leksikon
magnetisk fluks- En skalar mengde lik fluksen av magnetisk induksjon. [GOST R 52002 2003] magnetisk fluks Fluksen av magnetisk induksjon gjennom en overflate vinkelrett på magnetfeltet, definert som produktet av den magnetiske induksjonen ved et gitt punkt ved arealet ... ... Teknisk oversetterveiledning
MAGNETISK FLUKS- (symbol F), et mål på styrken og utstrekningen til det MAGNETISKE FELT. Fluksen gjennom området A i rette vinkler til det samme magnetfeltet er Ф = mHA, der m er den magnetiske PERMEABILITETEN til mediet, og H er intensiteten til magnetfeltet. Magnetisk flukstetthet er fluksen... ... Vitenskapelig og teknisk encyklopedisk ordbok
MAGNETISK FLUKS- fluks Ф av den magnetiske induksjonsvektoren (se (5)) B gjennom overflaten S normal til vektoren B i et jevnt magnetfelt. SI-enhet for magnetisk fluks (cm) ... Big Polytechnic Encyclopedia
MAGNETISK FLUKS- mengdekarakteriserende magnetisk påvirkning til denne overflaten. M.p. måles ved antall magnetiske strømledninger passerer gjennom denne overflaten. Teknisk jernbaneordbok. M.: Statstransport... ... Teknisk jernbaneordbok
Magnetisk fluks - skalær mengde, lik den magnetiske induksjonsfluksen... Kilde: ELECTRICAL ENGINEERING. VILKÅR OG DEFINISJONER AV GRUNNLEGGENDE KONSEPT. GOST R 52002 2003 (godkjent ved resolusjon av den russiske føderasjonens statsstandard datert 01/09/2003 N 3 art.) ... Offisiell terminologi
magnetisk fluks- fluks av magnetisk induksjonsvektor B gjennom en hvilken som helst overflate. Den magnetiske fluksen gjennom et lite område dS, innenfor hvilket vektoren B er uendret, er lik dФ = BndS, hvor Bn er projeksjonen av vektoren på normalen til området dS. Magnetisk fluks F gjennom finalen... ... encyklopedisk ordbok
magnetisk fluks- , fluksen av magnetisk induksjon er fluksen til den magnetiske induksjonsvektoren gjennom en hvilken som helst overflate. For en lukket overflate, den totale magnetiske fluksen lik null, som gjenspeiler magnetfeltets magnetiske natur, dvs. fraværet i naturen ... Encyclopedic Dictionary of Metallurgy
Magnetisk fluks- 12. Magnetisk fluks Magnetisk induksjonsfluks Kilde: GOST 19880 74: Elektroteknikk. Enkle konsepter. Begreper og definisjoner originaldokument 12 magnetisk på ... Ordbok-referansebok med vilkår for normativ og teknisk dokumentasjon
Bøker
- , Mitkevich V.F.. Denne boken inneholder mye som ikke alltid vies behørig oppmerksomhet når vi snakker om om magnetisk fluks, og hva som ennå ikke er tilstrekkelig tydelig angitt eller ikke var... Kjøp for 2183 UAH (kun Ukraina)
- Magnetisk fluks og dens transformasjon, Mitkevich V.F.. Denne boken vil bli produsert i samsvar med din bestilling ved hjelp av Print-on-Demand-teknologi. Denne boken inneholder mye som ikke alltid vies behørig oppmerksomhet når det kommer til...