Разделы презентаций


Явление электромагнитной индукции презентация, доклад

Содержание

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея)Запишем связь между э.д.с. i и скоростью изменения магнитного потока ФВКакова бы ни была причина изменения потока магнитной индукции, охватываемого замкнутым проводящим контуром, возникающая в контуре э.д.с.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Явление электромагнитной индукции
В замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока,

охватываемым этим контуром, возникает электрический ток, названый индукционным
Движущиеся электрические

заряды (ток) создают магнитное поле. Движущееся (переменное) магнитное поле создает (вихревое) электрическое поле, вызывающее движение зарядов (ток).

Индукционный ток всегда направлен так, что магнитное поле этого тока препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего индукционный ток (правило Ленца)

Явление электромагнитной индукцииВ замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, охватываемым этим контуром, возникает электрический ток, названый

Слайд 2Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея)
Запишем связь между э.д.с. i и

скоростью изменения магнитного потока ФВ
Какова бы ни была причина изменения

потока магнитной индукции, охватываемого замкнутым проводящим контуром, возникающая в контуре э.д.с. определяется формулой

Э.д.с. электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.

Величина (модуль) э.д.с. индукции i не зависит от способа изменения магнитного потока

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея)Запишем связь между э.д.с. i и скоростью изменения магнитного потока ФВКакова бы ни

Слайд 3Получим этот закон из закона сохранения энергии
На проводник с

током в магнитном поле действует сила Ампера
Сила Ампера производит

работу

– пересеченный проводником магнитный поток

Работа источника тока будет складываться из работы на джоулеву теплоту и работы на перемещение проводника в магнитном поле:

Получим этот закон из закона сохранения энергии На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера

Слайд 4R – полное сопротивление контура
ε0 – э.д.с. источника тока


Разделим обе части на Idt
– есть закон Фарадея
Индукционный

ток всегда направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению начального магнитного поля. Направление индукционного тока и направление dФ/dt – связаны правилом левого винта.
R – полное сопротивление контура ε0 – э.д.с. источника тока Разделим обе части на Idt – есть

Слайд 5Замкнутый контур состоит из N витков (соленоид). Витки соединены последовательно.

Э.д.с. индуцируется в каждом витке. Полная э.д.с. i складывается из

э.д.с., индуцированных в каждом витке:

(пси) потокосцепление или полный магнитный поток

Если магнитный поток, охватываемый каждым витком, одинаков и равен , то полный поток равен

Замкнутый контур состоит из N витков (соленоид). Витки соединены последовательно. Э.д.с. индуцируется в каждом витке. Полная э.д.с.

Слайд 6Природа явления электромагнитной индукции
Сущность явления электромагнитной индукции заключается не

в появлении индукционного тока, (ток появляется тогда, когда есть заряды

и замкнутая цепь), а в возникновении вихревого электрического поля. Причём не только в проводнике, но и в окружающем пространстве

У вихревого электрического поля силовые линии замкнуты

Введём вектор напряжённости вихревого электрического поля

Когда заряд движется в магнитном поле (тоже переменном) на него действует сила Лоренца


Природа явления электромагнитной индукции Сущность явления электромагнитной индукции заключается не в появлении индукционного тока, (ток появляется тогда,

Слайд 7Работа, совершённая при обходе всего контура, всегда отлична от нуля,

т.к. поле вихревое

Работа, совершённая при обходе всего контура, всегда отлична от нуля, т.к. поле вихревое

Слайд 8Вихревые токи (токи Фуко)
Индукционные токи могут возбуждаться и в

сплошных массивных проводниках. Эти токи оказываются замкнутыми в толще проводника

и имеют вихревой характер. Их называют токами Фуко.
При протекании больших токов массивные проводники могут сильно разогреваться. Это используется для нагрева проводящих тел - индукционная печь.

Вихревые токи возникают и в проводах, по которым течет переменный ток

Это явление называется скин-эффектом или поверхностным эффектом

Вихревые токи (токи Фуко) Индукционные токи могут возбуждаться и в сплошных массивных проводниках. Эти токи оказываются замкнутыми

Слайд 9Явление самоиндукции
Магнитное поле создаётся с помощью различного рода соленоидов
Возможны

две ситуации: при изменении тока в контуре изменяется магнитный поток,

пронизывающий
а) тот же контур; б) соседний контур.

Э.д.с. индукции, которая возникает в самом контуре, называется э.д.с. самоиндукции, а само явление – самоиндукцией. Если э.д.с. индукции возникает в соседнем контуре, то говорят о явлении взаимной индукции

Коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью контура

Единица индуктивности называется генри (Гн)

, если внутри контура нет ферромагнетиков, т.к.

Индуктивность зависит от геометрии контура, числа витков и площади витка контура

Явление самоиндукции Магнитное поле создаётся с помощью различного рода соленоидовВозможны две ситуации: при изменении тока в контуре

Слайд 10Найдём выражение для э.д.с. самоиндукции
Если

Найдём выражение для э.д.с. самоиндукции Если

Слайд 11Взаимная индукция
создает через контур 2
полный магнитный поток
При изменении тока

в контуре 2 индуцируется э.д.с.
На рисунке магнитное

поле

При протекании в контуре 2 тока силой возникает сцепленный с контуром 1 поток

На рисунке магнитное поле

Взаимная индукциясоздает через контур 2полный магнитный поток При изменении тока    в контуре 2 индуцируется

Слайд 12При изменении тока в контуре 1 индуцируется

э.д.с.
Контуры 1 и 2 называются связанными, а явление возникновения ЭДС

в одном из них при изменениях силы тока в другом называется взаимной индукцией.

Коэффициенты пропорциональности и называются взаимной индуктивностью контуров

Единицы измерения (Гн).

Для двух соленоидов, намотанных на один сердечник

При изменении тока    в контуре 1 индуцируется э.д.с.Контуры 1 и 2 называются связанными, а

Слайд 13Энергия магнитного поля
(1)
Подсчитаем энергию магнитного поля через параметры

магнитного поля. Рассмотрим соленоид.
V – объём соленоида

Энергия магнитного поля (1) Подсчитаем энергию магнитного поля через параметры магнитного поля. Рассмотрим соленоид.V – объём соленоида

Слайд 14Объёмная плотность энергии.

Объёмная плотность энергии.

Слайд 15Электродвижущая сила (э.д.с.)  - это циркуляция вектора напряженности электростатического

поля по замкнутому контуру
(1)
– проекция вектора

на направление

Поток вектора магнитной индукции через ограниченную контуром поверхность S

(2)

Вихревое электрическое поле

Переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое поле

Электродвижущая сила (э.д.с.)  - это циркуляция вектора напряженности электростатического поля по замкнутому контуру (1) – проекция

Слайд 16Циркуляция вектора в отличие от циркуляции вектора

не равна нулю
Следовательно, электрическое поле

, возбуждаемое магнитным полем, как и само магнитное поле, является вихревым. Линии напряженности электрического поля замкнуты.

(3)

Циркуляция вектора    в отличие от циркуляции вектора     не равна нулю

Слайд 17Ток смещения
Рассмотрим демонстрацию
В момент замыкания и размыкания ключа К

лампа будет вспыхивать
Максвелл предположил, что поскольку меняющееся во времени

магнитное
поле создает электрическое поле, то следует ожидать, что переменное электрическое поле создает переменное магнитное поле

Максвелл ввел в рассмотрение так называемый ток смещения

Ток смещенияРассмотрим демонстрацию В момент замыкания и размыкания ключа К лампа будет вспыхивать Максвелл предположил, что поскольку

Слайд 18Применим для этого случая теорему о циркуляции вектора
(5)
Циркуляция вектора

по произвольному замкнутому контуру равна

сумме токов проводимости, охватываемых этим контуром
Применим для этого случая теорему о циркуляции вектора(5) Циркуляция вектора      по произвольному

Слайд 19Через поверхность S1 течет ток проводимости I, а через поверхность

S2 тока нет
Максвелл ввел в правую часть уравнения (5)

дополнительное слагаемое, которое назвал плотностью тока смещения

По теореме Гаусса поток вектора сквозь замкнутую поверхность S

Через поверхность S1 течет ток проводимости I, а через поверхность S2 тока нет Максвелл ввел в правую

Слайд 20Для переменного поля из теоремы Гаусса следует
(6)
Уравнение непрерывности
(7)


(8)
Направление плотности тока смещения определяется направлением производной вектора

, а не самим вектором
Для переменного поля из теоремы Гаусса следует(6) Уравнение непрерывности (7) (8) Направление плотности тока смещения определяется направлением

Слайд 21Сумму токов проводимости и смещения называют полным током
Линии полного

тока являются непрерывными в отличие от линий тока проводимости. Токи

проводимости, если они не замкнуты, замыкаются токами смещения
Сумму токов проводимости и смещения называют полным током Линии полного тока являются непрерывными в отличие от линий

Слайд 22Для произвольного случая теорема о циркуляции вектора

будет иметь вид
(10)
По существу ток смещения –

это изменяющееся со временем электрическое поле
Для произвольного случая теорема о циркуляции вектора     будет иметь вид (10) По существу

Слайд 23Уравнения Максвелла
(классическая электродинамика)
Переменное магнитное поле вызывает появление вихревого электрического поля.

Переменное электрическое поле вызывает появление магнитного поля. Взаимно порождаясь, они

могут существовать независимо от тех зарядов или токов, которые первоначально создали одно из них. В сумме это есть электромагнитное поле. Превращение одного поля в другое и распространение в пространстве – есть способ существования электромагнитного поля (ЭМП)

Уравнения Максвелла в интегральной форме.

1.

Уравнения Максвелла(классическая электродинамика)Переменное магнитное поле вызывает появление вихревого электрического поля. Переменное электрическое поле вызывает появление магнитного поля.

Слайд 24Циркуляция вектора по любому замкнутому контуру

равна со знаком минус производной по времени от магнитного потока

через произвольную поверхность, ограниченную этим контуром.

Это уравнение описывает явление электромагнитной индукции

В первом уравнении Максвелла

2.

Поток вектора индукции магнитного поля через произвольную замкнутую поверхность равен нулю.

Линии вектора магнитной индукции всегда замкнуты, и что магнитных зарядов нет. Это теорема Гаусса для поля

3.

Циркуляция вектора     по любому замкнутому контуру равна со знаком минус производной по времени

Слайд 25Циркуляция вектора по любому замкнутому контуру

равна полному току через произвольную поверхность, ограниченную этим контуром.
Показывает связь

между полным током и порождаемым им магнитным полем

4.

Поток вектора электрического смещения через произвольную замкнутую поверхность в произвольной среде равен стороннему заряду, заключенному внутри поверхности.

Это уравнение показывает, что силовые линии векторов начинаются или заканчиваются на зарядах.

Это теорема Гаусса для векторов

Для стационарных полей

и

Циркуляция вектора     по любому замкнутому контуру равна полному току через произвольную поверхность, ограниченную

Слайд 26Величины входящие в эти четыре уравнения не являются независимыми и

между ними существует связь
5.
6.
7.
Уравнения (1 –

7) составляют систему уравнений Максвелла в интегральной форме.
Величины входящие в эти четыре уравнения не являются независимыми и между ними существует связь 5. 6. 7.

Слайд 27Уравнения Максвелла в дифференциальной форме
Оператор

(набла):
Сам по себе этот оператор смысла не имеет.
Если умножить этот

вектор на скаляр , получится вектор, который представляет собой градиент функции –

Если вектор умножить скалярно на вектор , получится скаляр, который имеет смысл дивергенции вектора

Уравнения Максвелла в дифференциальной форме Оператор     (набла):Сам по себе этот оператор смысла не

Слайд 28Если умножить вектор на вектор

векторно , получится

вектор с компонентами , , . Этот вектор называют "ротор вектора " –
Если умножить вектор    на вектор    векторно

Слайд 291. Теорема Остроградского – Гаусса
2. Теорема Стокса
Циркуляция вектора

по произвольному замкнутому контуру

равна потоку вектора через произвольную поверхность , ограниченную контуром (натянутую на контур).
1. Теорема Остроградского – Гаусса 2. Теорема Стокса Циркуляция вектора    по произвольному замкнутому контуру

Слайд 301.
В соответствии с теоремой Стокса
2.
В соответствии с

теоремой Остроградского–Гаусса

1. В соответствии с теоремой Стокса 2. В соответствии с теоремой Остроградского–Гаусса

Слайд 313.
В соответствии с теоремой Стокса

3. В соответствии с теоремой Стокса

Слайд 324.
В соответствии с теоремой Остроградского–Гаусса

4. В соответствии с теоремой Остроградского–Гаусса

Слайд 33Граничные условия
Свойства уравнений Максвелла
1. Уравнения Максвелла линейны
2. Уравнения Максвелла

содержат уравнение непрерывности, выражающее закон сохранения электрического заряда.
3. Уравнения

Максвелла выполняются во всех инерциальных системах отсчета. Уравнения Максвелла инвариантны по отношению к преобразованиям Лоренца (релятивистски инвариантны).

4. Уравнения Максвелла не симметричны относительно электрического и магнитного полей. Это обусловлено тем, что в природе существуют электрические заряды, но не обнаружены магнитные.

5. Из уравнений Максвелла следует, что электромагнитное поле способно существовать самостоятельно – без электрических зарядов и токов. Изменение состояния этого поля имеет волновой характер. Поля такого рода называют электромагнитными волнами

Граничные условияСвойства уравнений Максвелла1. Уравнения Максвелла линейны 2. Уравнения Максвелла содержат уравнение непрерывности, выражающее закон сохранения электрического

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика