Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
ЛЕКЦИЯ 6
Содержание
- 1. ЛЕКЦИЯ 6
- 2. Контур с током в магнитном полеIНаправление магнитного
- 3. Рассмотрим прямоугольный контур с током в однородном магнитном полеInBF1F3F2F4abОпределим силы, действующие на стороны контура
- 4. Верхняя сторона, вид сверхуIαСила направлена вверхНижняя сторона
- 5. Боковые стороны, вид сверхуIIЭти силы также компенсируют
- 6. Но силы, действующие на боковые стороны, создают вращательный моментIIaОαМомент силы направлен вверх. В векторном виде
- 7. На магнитный момент контура с током в
- 8. В положении равновесия магнитный момент сонаправлен с
- 9. На вращении рамки с током в магнитном поле основана работа электродвигателя
- 10. В неоднородном магнитном поле на магнитный диполь
- 11. ДипольэлектрическиймагнитныйВращающий моментСила в неоднородном полереFEВращающий моментСила в неоднородном полеBFpmреpm ЭнергияЭнергияСравним электрический и магнитный диполи
- 12. Магнитный поток (поток вектора магнитной индукции)Определяем магнитный
- 13. Работа сил Ампера1) При прямолинейном перемещении элемента
- 14. 2) При вращательном движении элемента тока под
- 15. Следовательно, при любом движении (поступательном или вращательном)
- 16. Электромагнитная индукцияМагнитное поле создаётся электрическими токами.Справедливо ли
- 17. Майкл Фарадей 1831 Я нашел, что магниты
- 18. Электромагнитной индукцией называется возникновение электрического тока в
- 19. Вспомним, что электродвижущая сила есть работа сторонних
- 20. Закон Фарадея 1831: ЭДС индукции равна и
- 21. Знак «минус» в правой части закона Фарадея
- 22. Рассмотрим замкнутый контур во внешнем магнитном поле.
- 23. Электромагнитная индукция возникаетпри изменении магнитного поля (В)при
- 24. При перемещении проводника в магнитном полеlα
- 25. Для положительных зарядов сила Лоренца показана на рис.
- 26. Изменение угла между магнитной индукцией и нормальюПри
- 27. При движении контуров и проводников появление индукционного
- 28. Скачать презентанцию
Контур с током в магнитном полеIНаправление магнитного момента и направление тока связаны правилом правого винтаМагнитный момент – аналог электрического дипольного момента для магнитного поля, также его называют магнитный диполь
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2Контур с током в магнитном поле
I
Направление магнитного момента и направление
тока связаны правилом правого винта
момента для магнитного поля, также его называют магнитный диполь
Слайд 3Рассмотрим прямоугольный контур с током в однородном магнитном поле
I
n
B
F1
F3
F2
F4
a
b
Определим силы,
действующие на стороны контура
Слайд 4Верхняя сторона, вид сверху
I
α
Сила направлена вверх
Нижняя сторона (аналогично) – сила
направлена вниз
Эти силы растягивают, либо сжимают контур
Слайд 5Боковые стороны, вид сверху
I
I
Эти силы также компенсируют друг друга.
Следовательно, сумма
всех действующих на контур сил равна нулю, и поступательно контур
не движетсяa
Слайд 6Но силы, действующие на боковые стороны, создают вращательный момент
I
I
a
О
α
Момент силы
направлен вверх. В векторном виде
Слайд 7На магнитный момент контура с током в однородном магнитном поле
действует вращательный механический момент, который стремится привести контур в положение
устойчивого равновесия. Подумайте, какое это положение?
Слайд 8В положении равновесия магнитный момент сонаправлен с вектором магнитной индукции
– положение устойчивого равновесия
Если магнитный момент направлен противоположно вектору В,
то равновесие неустойчивоеВ таком положении вращающий момент максимален
Слайд 10В неоднородном магнитном поле на магнитный диполь действует сила, втягивающая
его в область более сильного магнитного поля
Если магнитный момент направлен
противоположно вектору В, то сила выталкивает его из области более сильного поляПодробнее см. Иродов И.Е. Электромагнетизм п.6.6
Слайд 11Диполь
электрический
магнитный
Вращающий момент
Сила в неоднородном поле
ре
F
E
Вращающий момент
Сила в неоднородном поле
B
F
pm
ре
pm
Энергия
Энергия
Сравним электрический и магнитный диполи
Слайд 12Магнитный поток (поток вектора магнитной индукции)
Определяем магнитный поток также, как
и для векторов Е и Д электрического поля
Магнитный поток пропорционален
числу силовых линий, пересекающих поверхностьdS
α
Слайд 13Работа сил Ампера
1) При прямолинейном перемещении элемента тока под действием
силы Ампера в однородном магнитном поле
I
Переставили множители
Свойства смешанного произведения
Слайд 142) При вращательном движении элемента тока под действием силы Ампера
dα
l
O
Рассмотрим вращение проводника с током относительно оси, проходящей через точку
О.На элемент тока проводника в однородном магнитном поле, перпендикулярном проводнику, действует сила Ампера
При повороте проводника на малый угол dα сила Ампера совершит работу
dФ – магнитный поток через площадь, прочерчиваемую проводником при его движении
Слайд 15Следовательно, при любом движении (поступательном или вращательном) работа выражается через
изменение магнитного потока
Для конечного перемещения
Для постоянной силы тока
Эта формула справедлива
также для замкнутого контура с током, перемещающегося в магнитном поле
Слайд 16Электромагнитная индукция
Магнитное поле создаётся электрическими токами.
Справедливо ли обратное?
Может ли магнитное
поле создавать электрические токи?
Задачу получения электрического тока поставил перед собой
М. Фарадей Его исследования начались в 1822 г., результат был получен только в 1831.
Слайд 17Майкл Фарадей 1831
Я нашел, что магниты могут индуцировать, и
что благодаря
поднесению к магнитным полюсам соленоидов, проволок и оболочек,
в них появлялись электрические токи. Эти токи были способны отклонять гальванометр. Отсюда — эволюция электричества из магнетизма. Токи не были постоянными. Они прекращались, как только проволоки переставали приближаться к магниту. Но когда магнит удаляли и его индукция поэтому прекращалась, обратные
токи появлялись.
Слайд 18Электромагнитной индукцией называется возникновение электрического тока в проводнике или замкнутом
контуре при его перемещении в магнитном поле или изменении самого
поляНа рисунке показано движение магнита, т.е. изменение магнитного поля, пронизывающего контур катушки
Слайд 19Вспомним, что электродвижущая сила есть работа сторонних сил по перемещению
единичного положительного заряда вдоль цепи
Сторонние силы, в отличие от Кулоновских,
заряды не соединяют, а разъединяют. Т.к. сила Лоренца разъединяет заряды, то магнитные силы могут выступать в роли сторонних и создавать ЭДС индукции
Слайд 20Закон Фарадея 1831: ЭДС индукции равна и противоположна по знаку скорости
изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром
Направление обхода контура при
вычислении ЭДС и направление нормали вычислении магнитного потока должны быть согласованы правилом правого винта
Слайд 21Знак «минус» в правой части закона Фарадея соответствует правилу Ленца:
индукционный ток противодействует изменению потока, его вызвавшего (т.е. индукционный ток стремится
устранить причину своего появления)
Слайд 22Рассмотрим замкнутый контур во внешнем магнитном поле. Согласуем направление обхода контура
(против часовой стрелки) и направление нормали (вверх)
В
n
Ii
Bi
В
n
Ii
Bi
При усилении магнитного поля
индукционный ток ослабляет его и создаёт поле, направленное противоположное внешнемуПри ослаблении магнитного поля индукционный ток усиливает его и создаёт поле, направленное в сторону внешнего
Усиление магнитного поля
Ослабление магнитного поля
Слайд 23Электромагнитная индукция возникает
при изменении магнитного поля (В)
при деформации контура или
его перемещении (S)
при изменении угла между индукцией магнитного поля и
нормалью к контуру (cosα)v
B
n
FЛ
l
Слайд 26Изменение угла между магнитной индукцией и нормалью
При вращении рамки в
магнитном поле изменяется магнитный поток –
Возникает индукционный ток –
Происходит генерация
электрического тока
Слайд 27При движении контуров и проводников появление индукционного тока можно объяснить
действием силы Лоренца
Но электромагнитная индукция наблюдается и в неподвижных контурах
при изменении магнитного поля, что уже нельзя объяснить действием силы ЛоренцаСогласно объяснению Максвелла, переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое, работа которого по замкнутому контуру равна ЭДС индукции
Электрическое и магнитное поля тесно взаимосвязаны
