Магнитный поток СИ Вебер Вб Вихревой характер магнитного

Магнитный поток СИ: Вебер (Вб) Вихревой характер магнитного поля Поток вектора В сквозь любую замкнутую поверхность равен нулю Потокосцепление (полный магнитный поток Y): Фк - магнитный поток, охватываемый одним витком. 1

Явление электромагнитной индукции Опыты Эрстеда (1820 г. ): электрический ток → магнитное поле I Майкл Фарадей: «Превратить магнетизм в электричество» . 1831 г. – открытие явления электромагнитной индукции. Опыты Фарадея М. Фарадей 1791 -1867 Индукционный ток Экспонат музея Фарадея в Королевском институте в Лондоне 2

Закон электромагнитной индукции - индукционный ток Знак «-» в формуле обусловлен правилом Ленца. Правило Ленца Индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать причине, его вызывающей. 3

Правило Ленца Индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток препятствует изменению магнитного потока, вызывающего этот индукционный ток. В Ii Вi Отталкивание 4

Природа электромагнитной индукции. а. Индукция токов в движущихся проводниках C Ii n D + Fм A Ii G φ- φ+ v B B 5 5

Вихревое электрическое поле b. Контур покоится в переменном магнитном поле Fстор - ? Изменяющееся во времени B Bi магнитное поле приводит к появлению в пространстве вихревого электрического Ii поля. Евихр закон Фарадея – Максвелла Электрическое поле может быть как потенциальным, так и вихревым! 7

Токи Фуко (вихревые токи) – индукционные токи, возбуждаемые в сплошных массивных проводниках, - находящихся в переменном магнитном поле; Ii В - движущихся в магнитном поле. Тепловое действие токов Фуко Тормозящее действие токов Фуко Copyright Казакова Е. Л. 8

Принцип генерации переменных токов Генераторы – устройства для превращения механической энергии в электрическую. Статор – неподвижная часть конструкции генератора. Ротор – вращающаяся часть конструкции генератора. Генератор переменного тока a b 9

Генераторы переменного тока В = const, w = const – угловая скорость вращения, - угол между вектором индукции и нормалью к плоскости рамки. Поток сквозь плоскость рамки: Если рамка состоит из N витков, то возникающая ЭДС: 10

Индуктивность контура L – индуктивность контура. I B L зависит от формы, размеров контура и магнитных свойств среды (m). Генри (Гн) Индуктивность длинного соленоида ( не учитываются краевые эффекты) ЭДС самоиндукции Изменение тока в контуре вызывает и изменение магнитного потока, пронизывающего контур, вследствие чего в контуре индуцируется ЭДС (самоиндукция). 11

Экстратоки замыкания и размыкания Какая лампочка загорается первой при замыкании ключа К? Неоновая лампочка загорается при замыкании или размыкании ключа К? Uзаж > 1 R e 2 K e K 12

Трансформатор U 1 U 2 13

Электрические колебания Колебательный контур - цепь, содержащая индуктивность и емкость (могут возникать электрические колебания). Колебания Свободные Вынужденные Автоколебания 14

Явление самоиндукции в цепях переменного тока a UL b ~ L Колебания напряжения в цепи с индуктивностью опережают колебания силы тока на p/2. 15

Переменный электрический ток 16

Электромагнитное поле. Теория Максвелла Дж. Максвелл (1860 – 1865 гг. ) Электромагнитное поле - содержит в общем случае и электрическое и магнитное поля, связанные между собой и способные взаимно превращаться друг в друга. Джеймс Клерк Максвелл 1831 - 1879 1. Переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое поле. 2. Переменное электрического поля вызывает появление магнитного поля. Переменное электрическое поле Максвелл назвал током смещения. За счет непрерывного взаимопревращения эти поля должны сохраняться - электромагнитное возмущение будет распространяться в пространстве. Распространяется электромагнитная волна. 17

Электромагнитные волны Анализ уравнений показывает, что - всякое изменение во времени магнитного поля возбуждает поле электрическое и - изменяющееся во времени электрическое порождает магнитное поле. За счет непрерывного взаимопревращения эти поля должны сохраняться - электромагнитное возмущение будет распространяться в пространстве. Распространяется электромагнитная волна. 18

Плоская электромагнитная волна Уравнение плоской электромагнитной волны: (17. 6) 19

Свойства электромагнитных волн 1) Скорость распространения электромагнитной волны (j = 0, r = 0) 2) 3) В электромагнитной волне векторы Е и Н (или В) всегда колеблются в одинаковых фазах: «моментальная фотография» плоской волны. 20

Энергия электромагнитной волны Плотность энергии электромагнитного поля: Интенсивность электромагнитной волны – это средняя энергия, переносимая волной в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны: Интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды колебаний: 21

Спектр электромагнитных волн - диапазон видимого света, УФ - область ультрафиолетового излучения, ИК - область инфракрасного излучения. 22