Resim düzgün bir manyetik alanı göstermektedir. Homojen, belirli bir hacimdeki tüm noktalarda aynı anlamına gelir. Alanı S olan bir yüzey alan çizgileri ile kesişiyor.
Manyetik akının belirlenmesi:
S yüzeyinden geçen manyetik akı Ф, S yüzeyinden geçen manyetik indüksiyon vektörü B'nin çizgi sayısıdır.
Manyetik akı formülü:
burada α, manyetik indüksiyon vektörü B'nin yönü ile S yüzeyinin normali arasındaki açıdır.
Manyetik akı formülünden maksimum manyetik akının cos α = 1'de olacağı açıktır ve bu, B vektörü S yüzeyinin normaline paralel olduğunda gerçekleşecektir. Minimum manyetik akı cos α = 0'da olacaktır, B vektörü S yüzeyinin normaline dik olduğunda bu durum meydana gelecektir, çünkü bu durumda B vektörünün çizgileri S yüzeyi boyunca kesişmeden kayacaktır.
Ve manyetik akının tanımına göre, yalnızca manyetik indüksiyon vektörünün belirli bir yüzeyle kesişen çizgileri dikkate alınır.
Manyetik akı webers (volt-saniye) cinsinden ölçülür: 1 wb = 1 v * s. Ek olarak Maxwell manyetik akıyı ölçmek için kullanılır: 1 wb = 10 8 μs. Buna göre 1 μs = 10 -8 vb.
Manyetik akı skaler bir miktardır.
AKIMIN MANYETİK ALANININ ENERJİSİ
Akım taşıyan bir iletkenin çevresinde enerjiye sahip bir manyetik alan vardır. Nereden geliyor? Elektrik devresinde yer alan akım kaynağının bir enerji rezervi vardır. Elektrik devresini kapattığınızda, akım kaynağı enerjisinin bir kısmını ortaya çıkan kendi kendine endüktif emf'nin etkisinin üstesinden gelmek için harcar. Enerjinin akımın kendi enerjisi olarak adlandırılan bu kısmı manyetik alan oluşumuna gider. Enerji manyetik alan akımın kendi enerjisine eşittir. Akımın kendi enerjisi, sayısal olarak mevcut kaynağın üstesinden gelmek için yapması gereken işe eşittir. Kendinden kaynaklı emk Devrede akım oluşturmak için.
Akımın oluşturduğu manyetik alanın enerjisi akımın karesiyle doğru orantılıdır. Akım durduktan sonra manyetik alan enerjisi nereye gider? - göze çarpıyor (yeterince büyük akıma sahip bir devre açıldığında bir kıvılcım veya ark meydana gelebilir)
4.1. Elektromanyetik indüksiyon kanunu. Kendi kendine indüksiyon. İndüktans
Temel formüller
· Elektromanyetik indüksiyon yasası (Faraday yasası):
,
(39)
indüksiyon emk'si nerede toplam manyetik akı (akı bağlantısı).
· Manyetik akı, üretilen akım devrede,
devrenin endüktansı nerede akım gücüdür;
· Öz-indüksiyona uygulanan Faraday yasası
· Çerçevenin manyetik bir alanda akımla dönmesiyle ortaya çıkan indüksiyon emk'si,
manyetik alan indüksiyonu nerede; çerçevenin alanı, açısal dönme hızıdır;
Solenoid endüktans
,
(43)
manyetik sabit nerede; maddenin manyetik geçirgenliğidir; solenoidin dönüş sayısıdır; dönüşün kesit alanıdır;
Devreyi açarken akım gücü
devrede oluşturulan akım nerede; devrenin endüktansı; devrenin direnci;
Devreyi kapatırken mevcut güç
.
(45)
Dinlenme zamanı
Problem çözme örnekleri
Örnek 1.
Manyetik alan kanuna göre değişir 
, burada = 15 mT,. Yarıçapı = 20 cm olan dairesel iletken bir bobin, alanın yönüne belli bir açıyla (zamanın ilk anında) bir manyetik alana yerleştirilir. = 5 s anında bobinde ortaya çıkan indüklenen emk'yi bulun.
Çözüm
Elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, bir bobinde ortaya çıkan endüktif emk, bobine bağlanan manyetik akının olduğu yerdir.
dönüşün alanı nerede; manyetik indüksiyon vektörünün yönü ile konturun normali arasındaki açıdır:.
Sayısal değerleri yerine koyalım: = 15 mT,, = 20 cm = = 0,2 m,.
Hesaplamalar şunu veriyor 
.
|
Örnek 2 İndüksiyon = 0,2 T olan düzgün bir manyetik alanda, hareketli tarafı uzunluğu = 0,2 m olan ve alan indüksiyon çizgilerine dik olarak = 25 m/s hızla hareket eden dikdörtgen bir çerçeve vardır (Şekil 42). Devrede ortaya çıkan indüklenen emk'yi belirleyin. Çözüm AB iletkeni manyetik bir alanda hareket ettiğinde çerçevenin alanı artar, bu nedenle çerçeveden geçen manyetik akı artar ve indüklenen bir emf oluşur. |
|
Faraday yasasına göre, o zaman nerede, ama bu nedenle.
“-” işareti indüklenen emk ve indüklenen akım saat yönünün tersine yönlendirilir.
KENDİNDEN İNDÜKSİYON
Elektrik akımının geçtiği her iletken kendi manyetik alanı içerisindedir.
İletkendeki akım gücü değiştiğinde m.alanı da değişir; bu akımın yarattığı manyetik akı değişir. Manyetik akıdaki bir değişiklik, bir girdap elektrik alanının ortaya çıkmasına neden olur ve devrede indüklenmiş bir emk ortaya çıkar. 
Bu olaya kendi kendine indüksiyon denir. Kendi kendine indüksiyon, akım gücündeki bir değişikliğin bir sonucu olarak bir elektrik devresinde indüklenen emf'nin ortaya çıkması olgusudur. Ortaya çıkan emk'ye kendi kendine indüklenen emk denir.
Kendi kendine indüksiyon olgusunun tezahürü
Devre kapatma 
Elektrik devresinde kısa devre olduğunda akım artar, bu da bobindeki manyetik akının artmasına neden olur ve akıma karşı yönlendirilmiş bir girdap elektrik alanı ortaya çıkar, yani. Bobinde kendi kendine indüksiyon emk'si ortaya çıkar ve devredeki akımın artmasını önler (girdap alanı elektronları engeller). Sonuç olarak L1 daha sonra yanar, L2'den daha.
Açık devre 
Elektrik devresi açıldığında akım azalır, bobindeki akı azalır ve akım gibi yönlendirilen (aynı akım gücünü korumaya çalışan) bir girdap elektrik alanı ortaya çıkar, yani. Devredeki akımı koruyan bobinde kendiliğinden indüklenen bir emk ortaya çıkar. Sonuç olarak, kapatıldığında L parlak bir şekilde yanıp söner. Sonuç olarak elektrik mühendisliğinde kendi kendine indüksiyon olgusu, devre kapatıldığında (elektrik akımı yavaş yavaş artar) ve devre açıldığında (elektrik akımı hemen kaybolmaz) kendini gösterir.
İNDÜKTANS
Kendi kendine indüklenen emk neye bağlıdır? Elektrik akımı kendi manyetik alanını yaratır. Manyetik akı devre boyunca manyetik alan indüksiyonu (Ф ~ B) ile orantılıdır, indüksiyon iletkendeki akım gücü (B ~ I) ile orantılıdır, dolayısıyla manyetik akı akım gücü (Ф ~ I) ile orantılıdır. Kendi kendine indüksiyon emk'si, elektrik devresindeki akımın değişim hızına, iletkenin özelliklerine (boyut ve şekil) ve iletkenin bulunduğu ortamın göreceli manyetik geçirgenliğine bağlıdır. Kendi kendine indüksiyon emf'sinin iletkenin boyutuna ve şekline ve iletkenin bulunduğu ortama bağımlılığını gösteren fiziksel bir niceliğe, kendi kendine indüksiyon katsayısı veya endüktans denir. 
Endüktans - fiziksel. akımın 1 saniyede 1 Amper değişmesi durumunda devrede oluşan kendinden endüktif emk'ye sayısal olarak eşit bir değer. Endüktans ayrıca aşağıdaki formül kullanılarak da hesaplanabilir:
burada Ф devre boyunca manyetik akı, I devredeki akım gücüdür.
SI endüktans birimleri:
Bobinin endüktansı şunlara bağlıdır: sarım sayısı, bobinin boyutu ve şekli ve ortamın (muhtemelen bir çekirdeğin) göreceli manyetik geçirgenliği.
KENDİNDEN İNDÜKSİYON EMF
Kendinden endüktif emk, devre açıldığında akımın artmasını ve devre açıldığında akımın azalmasını önler.
Bir maddenin manyetik alandaki mıknatıslanmasını karakterize etmek için kullanılır. manyetik moment (P M ). Sayısal olarak 1 Tesla'lık indüksiyonla manyetik alanda bir maddenin yaşadığı mekanik torka eşittir.
Bir maddenin birim hacminin manyetik momenti onu karakterize eder. mıknatıslanma - I , aşağıdaki formülle belirlenir:
BEN=R M /V , (2.4)
Nerede V - maddenin hacmi.
SI sistemindeki mıknatıslanma, yoğunluk gibi ölçülür. Araç, bir vektör miktarı.
Maddelerin manyetik özellikleri karakterize edilir hacimsel manyetik duyarlılık - C O , boyutsuz miktar.
Herhangi bir cisim indüksiyonlu bir manyetik alana yerleştirilirse İÇİNDE 0 , daha sonra mıknatıslanması meydana gelir. Sonuç olarak vücut indüksiyonla kendi manyetik alanını yaratır. İÇİNDE " Mıknatıslanma alanıyla etkileşime giren.
Bu durumda ortamdaki indüksiyon vektörü (İÇİNDE) vektörlerden oluşacaktır:
B = B 0 +B " (vektör işareti çıkarılmıştır), (2.5)
Nerede İÇİNDE " - Mıknatıslanmış bir maddenin kendi manyetik alanının indüksiyonu.
Kendi alanının indüksiyonu, hacimsel manyetik duyarlılık ile karakterize edilen maddenin manyetik özellikleri ile belirlenir - C O ise aşağıdaki ifade doğrudur: İÇİNDE " = C O İÇİNDE 0 (2.6)
Şuna göre böl: M 0 ifade (2.6):
İÇİNDE " /M O = C O İÇİNDE 0 /M 0
Şunu elde ederiz: N " = C O N 0 , (2.7)
Ancak N " Bir maddenin mıknatıslanmasını belirler BEN , yani N " = BEN , sonra (2.7)'den:
ben = c O N 0 . (2.8)
Bu nedenle, eğer bir madde güçlü bir dış manyetik alanda bulunuyorsa N 0 , o zaman içindeki indüksiyon şu ifadeyle belirlenir:
B=B 0 +B " = m 0 N 0 +m 0 N " = m 0 (N 0 + ben)(2.9)
Son ifade, çekirdek (madde) tamamen harici bir düzgün manyetik alan (kapalı torus, sonsuz uzunlukta solenoid vb.) içinde olduğunda kesinlikle doğrudur.
Eğer elektrik akımı Oersted'in deneylerinin gösterdiği gibi manyetik bir alan yaratıyorsa, manyetik alan da iletkende bir elektrik akımına neden olamaz mı? Birçok bilim adamı deneyler yardımıyla bu sorunun cevabını bulmaya çalıştı ancak bu sorunu ilk çözen Michael Faraday (1791 - 1867) oldu.
1831 yılında Faraday kapalı bir iletken devrede manyetik alan değiştiğinde elektrik akımının oluştuğunu keşfetti. Bu akıma denir indüksiyon akımı.
Bir mıknatıs bobinin içine itildiğinde ve bir mıknatıs bobinden dışarı çekildiğinde, metal telden yapılmış bir bobinde bir endüksiyon akımı meydana gelir (Şekil 192),
ve ayrıca manyetik alanı birinci bobine nüfuz eden ikinci bobindeki akım gücü değiştiğinde (Şekil 193).
Devreye giren manyetik alandaki değişikliklerle kapalı bir iletken devrede elektrik akımının ortaya çıkması olgusuna denir. elektromanyetik indüksiyon.
Devreye giren manyetik alandaki değişikliklerle birlikte kapalı bir devrede bir elektrik akımının ortaya çıkması, devrede elektrostatik olmayan nitelikteki dış kuvvetlerin etkisini veya bir olayın meydana geldiğini gösterir. İndüksiyon emk. Nicel açıklama elektromanyetik indüksiyon olgusu, indüklenen emk ile arasında bir bağlantı kurulması esasına göre verilir. fiziksel miktar, isminde manyetik akı.
Manyetik akı. Düzgün bir manyetik alanda bulunan düz bir devre için (Şekil 194), manyetik akı F bir yüzey alanı aracılığıyla S miktarı adlandırın ürüne eşit alan başına manyetik indüksiyon vektörünün modülü S ve vektör ile yüzeye normal arasındaki açının kosinüsü:
Lenz'in kuralı. Deneyimler, devrede indüklenen akımın yönünün, devreden geçen manyetik akının artmasına veya azalmasına ve ayrıca manyetik alan indüksiyon vektörünün devreye göre yönüne bağlı olduğunu göstermektedir. Genel kural Devredeki endüksiyon akımının yönünü belirlemeyi mümkün kılan cihaz, 1833 yılında E. X. Lenz tarafından kurulmuştur.
Lenz kuralı hafif bir alüminyum halka kullanılarak açıkça gösterilebilir (Şekil 195).
Deneyimler şunu gösteriyor: eklerken kalıcı mıknatıs halka ondan itilir ve çıkarıldığında mıknatıs tarafından çekilir. Deneylerin sonucu mıknatısın polaritesine bağlı değildir.
Katı bir halkanın itilmesi ve çekilmesi, halka boyunca manyetik akı değiştiğinde halkada bir endüksiyon akımının oluşması ve bir manyetik alanın endüksiyon akımı üzerindeki etkisi ile açıklanır. Bir mıknatıs halkanın içine itildiğinde içindeki endüksiyon akımının bu akımın oluşturduğu manyetik alanın dış manyetik alana karşı etki yapacağı bir yöne sahip olduğu ve mıknatıs dışarı çekildiğinde içindeki endüksiyon akımının olduğu açıktır. öyle bir yön ki, manyetik alanının indüksiyon vektörü, vektör indüksiyonuyla aynı yönde çakışsın dış alan.
Genel ifade Lenz'in kuralları: Kapalı bir devrede ortaya çıkan indüklenen akım, devre tarafından sınırlanan alan boyunca yarattığı manyetik akı, bu akıma neden olan manyetik akıdaki değişikliği telafi etme eğiliminde olacak şekilde bir yöne sahiptir.
Elektromanyetik indüksiyon kanunu. Deneysel çalışma indüklenen emk'nin manyetik akıdaki değişikliklere bağımlılığı, kurulmasına yol açtı elektromanyetik indüksiyon yasası: Kapalı bir döngüde indüklenen emk, döngü tarafından sınırlanan yüzey boyunca manyetik akının değişim hızıyla orantılıdır.
SI'da, manyetik akı birimi, indüklenen emk ile manyetik akıdaki değişiklik arasındaki orantı katsayısı şöyle olacak şekilde seçilir: bire eşit. Aynı zamanda elektromanyetik indüksiyon yasası formüle edilmiştir aşağıdaki gibi: Kapalı bir döngüde indüklenen emk, döngü tarafından sınırlanan yüzey boyunca manyetik akının değişim hızının modülüne eşittir:
Lenz kuralı dikkate alınarak elektromanyetik indüksiyon yasası şu şekilde yazılır:
Bir bobindeki indüksiyon emk'si. Seri bağlı devrelerde manyetik akıda aynı değişiklikler meydana gelirse, o zaman içlerindeki indüklenen emf, devrelerin her birindeki indüklenen emk'nin toplamına eşittir. Bu nedenle aşağıdakilerden oluşan bir bobindeki manyetik akı değiştiğinde N aynı tel dönüşleri, toplam indüklenen emk N tek bir devrede indüklenen emk'nin çarpımı:
Denkleme (54.1) dayanan düzgün bir manyetik alan için, 1 m2 alana sahip bir devre boyunca manyetik akı 1 Wb'ye eşitse, manyetik indüksiyonunun 1 T'ye eşit olduğu sonucu çıkar:
.
Girdap elektrik alanı. Manyetik akının bilinen değişim oranından elektromanyetik indüksiyon yasası (54.3), devrede indüklenen emf'nin değerini bulmamızı sağlar ve bilinen anlam elektrik direnci devrede devredeki akımı hesaplayınız. Ancak açıklanmadı fiziksel anlam elektromanyetik indüksiyon olgusu. Bu fenomeni daha ayrıntılı olarak ele alalım.
Kapalı bir devrede elektrik akımının oluşması, devreye giren manyetik akı değiştiğinde devredeki serbest elektrik yüklerine kuvvetlerin etki ettiğini gösterir. Devre teli hareketsizdir; içindeki serbest elektrik yükleri hareketsiz sayılabilir. Durağan elektrik yükleri yalnızca elektrik alanından etkilenebilir. Sonuç olarak, çevredeki manyetik alandaki herhangi bir değişiklikle birlikte bir elektrik alanı ortaya çıkar. Bu elektrik alanı devrede serbest elektrik yüklerini harekete geçirerek endüktif bir elektrik akımı yaratır. Manyetik alan değiştiğinde ortaya çıkan elektrik alana denir. girdap elektrik alanı.
Girdap kuvvetlerinin çalışması elektrik alanı elektrik yüklerinin hareketi üzerinde ve indüklenmiş bir emf kaynağı olan dış kuvvetlerin işidir.
Girdap elektrik alanı farklıdır elektrostatik alançünkü konuyla alakası yok elektrik ücretleri, gerilim hatları kapalı hatlardır. Bir elektrik yükü hareket ettiğinde girdap elektrik alanı kuvvetlerinin çalışması kapalı hat sıfırdan farklı olabilir.
Hareketli iletkenlerde indüksiyon emk'si. Elektromanyetik indüksiyon olgusu, manyetik alanın zamanla değişmediği, ancak devre iletkenlerinin manyetik alandaki hareketine bağlı olarak devre boyunca manyetik akının değiştiği durumlarda da gözlenir. Bu durumda indüklenen emk'nin nedeni girdap elektrik alanı değil, Lorentz kuvvetidir.
Manyetik indüksiyon vektörü B'nin herhangi bir yüzeyden akışı. İçinde B vektörünün değişmediği küçük bir dS alanı boyunca manyetik akı, dФ = ВndS'ye eşittir; burada Bn, vektörün dS alanının normaline izdüşümüdür. Son kısımdan geçen manyetik akı F... ... Büyük Ansiklopedik Sözlük
MANYETİK AKı- (manyetik indüksiyon akısı), manyetik vektörün akısı F. indüksiyon B'den k.l. yüzey. M. p. dФ, B vektörünün değişmeden kabul edilebileceği sınırlar dahilinde küçük bir dS alanı boyunca, alan boyutunun çarpımı ve vektörün Bn üzerine projeksiyonu ile ifade edilir. Fiziksel ansiklopedi
manyetik akı- Manyetik indüksiyon akışına eşit bir skaler miktar. [GOST R 52002 2003] manyetik akı Manyetik indüksiyonun, belirli bir noktada alan tarafından çarpımı olarak tanımlanan, manyetik alana dik bir yüzey boyunca manyetik indüksiyon akısı... ... Teknik Çevirmen Kılavuzu
MANYETİK AKı- (sembol F), MANYETİK ALANIN gücünün ve boyutunun bir ölçüsü. Aynı manyetik alana dik açılarda A alanı boyunca akı Ф = mHA'dır; burada m, ortamın manyetik GEÇİRGENLİĞİ ve H, manyetik alanın yoğunluğudur. Manyetik akı yoğunluğu akıdır... ... Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük
MANYETİK AKı- manyetik indüksiyon vektörünün (bkz. (5)) B akısı, düzgün bir manyetik alanda B vektörüne normal S yüzeyi boyunca. SI manyetik akı birimi (cm) ... Büyük Politeknik Ansiklopedisi
MANYETİK AKı- miktar karakterize edici manyetik etki bu yüzeye. M.p. manyetik sayısıyla ölçülür. elektrik hatları bu yüzeyden geçiyor. Teknik demiryolu sözlüğü. M.: Devlet taşımacılığı... ... Teknik demiryolu sözlüğü
Manyetik akı - skaler miktar, manyetik indüksiyon akışına eşittir... Kaynak: ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ. TEMEL KAVRAMLARIN TERİMLERİ VE TANIMLARI. GOST R 52002 2003 (01/09/2003 N 3 md. tarihli Rusya Federasyonu Devlet Standardı Kararı ile onaylanmıştır) ... Resmi terminoloji
manyetik akı- manyetik indüksiyon vektörü B'nin herhangi bir yüzeyden akışı. İçinde B vektörünün değişmediği küçük bir dS alanı boyunca manyetik akı, dФ = BndS'ye eşittir; burada Bn, vektörün dS alanının normaline izdüşümüdür. Son kısımdan geçen manyetik akı F... ... Ansiklopedik Sözlük
manyetik akı- , manyetik indüksiyon akısı, manyetik indüksiyon vektörünün herhangi bir yüzeyden akıdır. Kapalı bir yüzey için toplam manyetik akı sıfıra eşit manyetik alanın solenoidal doğasını, yani doğada yokluğunu yansıtır ... Ansiklopedik Metalurji Sözlüğü
Manyetik akı- 12. Manyetik akı Manyetik indüksiyon akısı Kaynak: GOST 19880 74: Elektrik mühendisliği. Temel kavramlar. Terimler ve tanımlar orijinal belge 12 manyetik ... Normatif ve teknik dokümantasyon açısından sözlük referans kitabı
Kitaplar
- , Mitkevich V.F.. Bu kitap, her zaman gereken özen gösterilmeyen pek çok şey içeriyor. hakkında konuşuyoruz manyetik akı ve henüz yeterince açık bir şekilde belirtilmeyen veya belirtilmeyen şeyler hakkında... 2183 UAH karşılığında satın alın (yalnızca Ukrayna)
- Manyetik akı ve dönüşümü, Mitkevich V.F.. Bu kitap, Print-on-Demand teknolojisi kullanılarak siparişinize uygun olarak üretilecektir.