Manyetik akı vektörünün yönü nasıl belirlenir. elektromanyetik indüksiyon

Manyetik malzemeler, özel kuvvet alanlarının etkisine maruz kalanlardır, manyetik olmayan malzemeler ise kuvvetlere tabi değildir veya zayıf bir şekilde tabidir. manyetik alan, genellikle belirli özelliklere sahip kuvvet çizgileri (manyetik akı) kullanılarak temsil edilir. Her zaman kapalı ilmekler oluşturmanın yanı sıra elastikmiş gibi davranırlar, yani bozulma sırasında eski mesafelerine ve doğal şekillerine dönmeye çalışırlar.

görünmez güç

Mıknatıslar belirli metalleri, özellikle demir ve çeliğin yanı sıra nikel, nikel, krom ve kobalt alaşımlarını çekme eğilimindedir. Çekici kuvvetler oluşturan malzemeler mıknatıslardır. Çeşitli türleri vardır. Kolayca mıknatıslanabilen malzemelere ferromanyetik denir. Sert veya yumuşak olabilirler. Demir gibi yumuşak ferromanyetik malzemeler özelliklerini hızla kaybeder. Bu malzemelerden yapılan mıknatıslara geçici denir. Çelik gibi rijit malzemeler özelliklerini çok daha uzun süre korur ve kalıcı malzeme olarak kullanılır.

Manyetik Akı: Tanım ve Karakterizasyon

Mıknatısın etrafında belirli bir kuvvet alanı vardır ve bu enerji olasılığını yaratır. Manyetik akı, içine girdiği dikey yüzeyin ortalama kuvvet alanlarının ürününe eşittir. "Φ" sembolü kullanılarak gösterilir, Webers (WB) adı verilen birimlerle ölçülür. Belirli bir alandan geçen akış miktarı, nesnenin etrafındaki bir noktadan diğerine değişecektir. Bu nedenle, manyetik akı, belirli bir alandan geçen yüklü kuvvet çizgilerinin toplam sayısına bağlı olarak, bir manyetik alanın veya elektrik akımının gücünün sözde bir ölçüsüdür.

Manyetik akıların gizemini ortaya çıkarmak

Tüm mıknatıslar, şekilleri ne olursa olsun, görünmez kuvvet hatlarından oluşan belirli bir organize ve dengeli sistem zinciri üretebilen kutup adı verilen iki alana sahiptir. Akarsudan gelen bu çizgiler, formu bazı bölgelerde diğerlerinden daha yoğun olan özel bir alan oluşturur. En büyük çekiciliğe sahip alanlara kutup denir. Vektör alan çizgileri çıplak gözle algılanamaz. Görsel olarak, her zaman malzemenin her iki ucunda, çizgilerin daha yoğun ve daha yoğun olduğu net kutuplara sahip kuvvet çizgileri olarak görünürler. Manyetik akı, yönlerini ve yoğunluklarını gösteren, çekim veya itme titreşimleri yaratan çizgilerdir.

Manyetik akı hatları

Manyetik kuvvet hatları bir manyetik alanda belirli bir yörünge boyunca hareket eden eğriler olarak tanımlanır. Bu eğrilere herhangi bir noktada teğet, o noktadaki manyetik alanın yönünü gösterir. Özellikler:

Her akış hattı kapalı bir döngü oluşturur.

Bu endüksiyon çizgileri asla kesişmez, ancak küçülme veya uzama eğilimi gösterir, boyutlarını bir yönde veya başka bir yönde değiştirir.

Kural olarak, kuvvet çizgilerinin yüzeyde bir başlangıcı ve bir sonu vardır.

Kuzeyden güneye de belirli bir yön vardır.

Güçlü bir manyetik alan oluşturan birbirine yakın alan çizgileri.

Komşu kutuplar aynı olduğunda (kuzey-kuzey veya güney-güney), birbirlerini iterler. Komşu kutuplar hizalanmadığında (kuzey-güney veya güney-kuzey), birbirlerini çekerler. Bu etki, karşıtların çektiği ünlü ifadeyi anımsatıyor.

Manyetik moleküller ve Weber'in teorisi

Weber'in teorisi, atomlardaki elektronlar arasındaki bağlar nedeniyle tüm atomların manyetik olduğu gerçeğine dayanır. Atom grupları, onları çevreleyen alanlar aynı yönde dönecek şekilde birleşirler. Bu tür malzemeler, atomların etrafındaki küçük mıknatıs gruplarından (moleküler düzeyde bakıldığında) oluşur; bu, ferromanyetik malzemenin çekici kuvvetlere sahip moleküllerden oluştuğu anlamına gelir. Dipoller olarak bilinirler ve etki alanlarına gruplanırlar. Malzeme manyetize edildiğinde, tüm alanlar bir olur. Bir malzeme, etki alanları ayrıldığında çekme ve itme yeteneğini kaybeder. Çift kutuplar birlikte bir mıknatıs oluşturur, ancak her biri ayrı ayrı tek kutuplu olanı itmeye çalışır, böylece zıt kutupları çeker.

Alanlar ve direkler

Manyetik alanın gücü ve yönü, manyetik akı çizgileri tarafından belirlenir. Çizgilerin birbirine yakın olduğu yerlerde çekim alanı daha kuvvetlidir. Çizgiler, çekimin en güçlü olduğu çubuk tabanının direğine en yakın olanlardır. Dünya gezegeninin kendisi bu güçlü güç alanındadır. Sanki dev bir çizgili mıknatıslanmış levha gezegenin ortasından geçiyormuş gibi davranır. Pusula iğnesinin kuzey kutbu, Kuzey manyetik kutbu olarak adlandırılan bir noktaya doğru, güney kutbu ise manyetik güneyi işaret eder. Ancak bu yönler coğrafi Kuzey ve Güney Kutuplarından farklıdır.

Manyetizmanın doğası

Manyetizma oyunları önemli rol elektrik mühendisliği ve elektronikte, çünkü röleler, solenoidler, indüktörler, bobinler, bobinler, hoparlörler, elektrik motorları, jeneratörler, trafolar, elektrik sayaçları vb. doğal hal manyetik cevherler şeklinde. İki ana türü vardır, bunlar manyetit (demir oksit olarak da adlandırılır) ve manyetik demir taşıdır. Bu malzemenin manyetik olmayan bir durumdaki moleküler yapısı, gevşek bir manyetik devre veya rastgele bir düzende serbestçe düzenlenmiş tek tek küçük parçacıklar olarak sunulur. Bir malzeme manyetize edildiğinde, moleküllerin bu rasgele düzeni değişir ve küçük rasgele moleküler parçacıklar, bir dizi düzenleme oluşturacak şekilde sıralanır. Ferromanyetik malzemelerin bu moleküler hizalanması fikrine Weber'in teorisi denir.

Ölçüm ve pratik uygulama

En yaygın jeneratörler elektrik üretmek için manyetik akı kullanır. Gücü, elektrik jeneratörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu ilginç olguyu ölçen cihaza akı ölçer denir, bir bobin ve bobindeki voltaj değişimini değerlendiren elektronik ekipmandan oluşur. Fizikte akış, belirli bir alandan geçen kuvvet çizgilerinin sayısının bir göstergesidir. Manyetik akı, manyetik kuvvet çizgilerinin sayısının bir ölçüsüdür.

Bazen manyetik olmayan bir malzeme bile diyamanyetik ve paramanyetik özelliklere sahip olabilir. İlginç bir gerçekçekim kuvvetlerinin ısıyla veya aynı malzemeden bir çekiçle vurularak yok edilebileceği, ancak büyük bir numuneyi ikiye kırarak yok edilemeyeceği veya izole edilemeyeceğidir. Her kırık parçanın kendi kuzeyi ve Güney Kutbu ve bu parçalar ne kadar küçük olursa olsun.

Manyetik indüksiyon vektörü B'nin herhangi bir yüzeyden akışı. İçinde B vektörünün değişmediği küçük bir dS alanından geçen manyetik akı, dФ = ВndS'ye eşittir; burada Bn, vektörün dS alanının normaline izdüşümüdür. Sondan geçen manyetik akı Ф ... ... Büyük ansiklopedik sözlük

MANYETİK AKI- (manyetik indüksiyon akısı), manyetik vektörün akısı Ф. indüksiyon B ila c.l. yüzey. M. p. dФ, içinde B vektörünün değişmeden kabul edilebileceği küçük bir dS alanı boyunca, alanın boyutunun çarpımı ve vektörün Bn izdüşümünün ... ... üzerine ifade edilmesiyle ifade edilir. Fiziksel Ansiklopedi

manyetik akı- Manyetik indüksiyon akısına eşit bir skaler değer. [GOST R 52002 2003] manyetik akı Manyetik alana dik bir yüzeyden geçen manyetik indüksiyon akısı, belirli bir noktadaki manyetik indüksiyonun ürünü olarak tanımlanır ve ... ... Teknik Tercümanın El Kitabı

MANYETİK AKI- (sembol F), MANYETİK ALANIN gücünün ve kapsamının bir ölçüsü. Aynı manyetik alana dik açılarda A alanından geçen akış Ф=mNA'dır, burada m, ortamın manyetik GEÇİRGENLİĞİ ve H, manyetik alanın yoğunluğudur. Manyetik akı yoğunluğu akıdır ... ... Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük

MANYETİK AKI- manyetik indüksiyon vektörünün akısı Ф (bkz. (5)) В, düzgün bir manyetik alanda vektöre В normal olan S yüzeyinden. SI cinsinden manyetik akı birimi (bkz.) ... Büyük Politeknik Ansiklopedisi

MANYETİK AKI- belirli bir yüzey üzerindeki manyetik etkiyi karakterize eden bir değer. M. p., belirli bir yüzeyden geçen manyetik kuvvet çizgilerinin sayısı ile ölçülür. Teknik demiryolu sözlüğü. M .: Devlet taşımacılığı ... ... Teknik demiryolu sözlüğü

manyetik akı- manyetik indüksiyon akısına eşit skaler bir miktar... Kaynak: ELEKTROTEHNIKA. TEMEL KAVRAMLARIN TERİMLERİ VE TANIMLARI. GOST R 52002 2003 (01/09/2003 N 3 st Rusya Federasyonu Devlet Standardı Kararnamesi ile onaylanmıştır) ... resmi terminoloji

manyetik akı- manyetik indüksiyon vektörü B'nin herhangi bir yüzeyden akışı. İçinde B vektörünün değişmediği küçük bir dS alanından geçen manyetik akı, dФ = BndS'ye eşittir; burada Bn, vektörün dS alanının normaline izdüşümüdür. Sondan geçen manyetik akı Ф ... ... ansiklopedik sözlük

manyetik akı- , manyetik indüksiyon vektörünün manyetik indüksiyon akısının herhangi bir yüzeyden akışı. Kapalı bir yüzey için, toplam manyetik akı sıfırdır, bu da manyetik alanın solenoid doğasını, yani doğada yokluğu yansıtır. Ansiklopedik Metalurji Sözlüğü

manyetik akı- 12. Manyetik akı Manyetik indüksiyon akısı Kaynak: GOST 19880 74: Elektrik mühendisliği. Temel konseptler. Terimler ve tanımlar orijinal belge 12 manyetik üzerinde ... Normatif ve teknik dokümantasyon terimlerinin sözlük referans kitabı

Kitabın

, Mitkevich V. F. Bu kitap, manyetik akı söz konusu olduğunda her zaman gereken dikkatin gösterilmediği ve henüz yeterince açık bir şekilde ifade edilmeyen veya ... 2252 UAH karşılığında satın alın (yalnızca Ukrayna)
Manyetik akı ve dönüşümü, VF Mitkevich Bu kitap, Talep Üzerine Baskı teknolojisi kullanılarak siparişinize uygun olarak üretilecektir. Bu kitapta, söz konusu olduğunda her zaman gereken ilginin gösterilmediği pek çok şey var...

Kitabın

, Mitkevich V. F. Bu kitap, manyetik akı söz konusu olduğunda her zaman gereken dikkatin gösterilmediği ve henüz yeterince açık bir şekilde ifade edilmeyen veya ... 2252 UAH karşılığında satın alın (yalnızca Ukrayna)
Manyetik akı ve dönüşümü, VF Mitkevich Bu kitap, Talep Üzerine Baskı teknolojisi kullanılarak siparişinize uygun olarak üretilecektir. Bu kitapta, söz konusu olduğunda her zaman gereken ilginin gösterilmediği pek çok şey var...

Kuvvet çizgileri kullanılarak, yalnızca manyetik alanın yönü gösterilemez, aynı zamanda indüksiyonunun büyüklüğü de karakterize edilebilir.

Kuvvet çizgilerini, belirli bir noktada indüksiyon vektörüne dik olan 1 cm²'lik alandan, bu noktadaki indüksiyon alanına eşit sayıda çizgi geçecek şekilde çizme konusunda anlaştık.

Alan indüksiyonunun daha büyük olduğu yerde kuvvet çizgileri daha kalın olacaktır. Tersine, alan indüksiyonunun daha az olduğu yerde, kuvvet çizgileri daha nadirdir.

Tüm noktalarda aynı endüksiyona sahip bir manyetik alan, düzgün alan olarak adlandırılır. Grafik olarak, düzgün bir manyetik alan, birbirinden eşit aralıklarla yerleştirilmiş kuvvet çizgileriyle temsil edilir.

Tekdüze alana bir örnek, uzun bir solenoidin içindeki alandır ve ayrıca bir elektromıknatısın yakın aralıklı paralel düz kutup parçaları arasındaki alandır.

Devre alanı tarafından belirli bir devreye giren manyetik alanın indüksiyonunun ürünü, manyetik indüksiyonun manyetik akısı veya sadece manyetik akı olarak adlandırılır.

İngiliz fizikçi Faraday ona bir tanım verdi ve özelliklerini inceledi. Bu kavramın, manyetik ve elektriksel fenomenlerin birleşik doğasının daha derin bir şekilde ele alınmasına izin verdiğini keşfetti.

Manyetik akıyı F harfiyle, S devresinin alanını ve indüksiyon vektörü B'nin yönü ile normal n ile devrenin α alanı arasındaki açıyı belirterek, aşağıdaki eşitliği yazabiliriz:

Ф = В S çünkü α.

Manyetik akı skaler bir miktardır.

Rastgele bir manyetik alanın kuvvet çizgilerinin yoğunluğu, indüksiyonuna eşit olduğundan, manyetik akı, bu devreye nüfuz eden kuvvet çizgilerinin tüm sayısına eşittir.

Alandaki bir değişiklikle devreye nüfuz eden manyetik akı da değişir: alan güçlendirildiğinde artar ve alan zayıfladığında azalır.

Manyetik akı in birimi, 1 Wb / m² indüksiyon ile manyetik tekdüze bir alanda bulunan ve indüksiyon vektörüne dik olarak yerleştirilmiş 1 m²'lik bir alana nüfuz eden akı olarak alınır. Böyle bir birime weber denir:

1 Wb \u003d 1 Wb / m² ˖ 1 m².

Değişen manyetik akı üretir Elektrik alanı kapalı kuvvet hatlarına (girdap elektrik alanı) sahiptir. Böyle bir alan, iletkende dış kuvvetlerin etkisi olarak kendini gösterir. Bu fenomene elektromanyetik indüksiyon denir ve bu durumda ortaya çıkan elektromotor kuvvete indüksiyon EMF denir.

Ek olarak, manyetik akının tüm mıknatısı bir bütün olarak (veya diğer herhangi bir manyetik alan kaynağı) karakterize etmeyi mümkün kıldığına dikkat edilmelidir. Bu nedenle, herhangi bir noktada eylemini karakterize etmeyi mümkün kılıyorsa, o zaman manyetik akı tamamendir. Yani, bunun ikinci en önemli olduğunu söyleyebiliriz ve bu nedenle, manyetik indüksiyon, manyetik alanın bir kuvvet özelliği olarak hareket ederse, o zaman manyetik akı, onun enerji özelliğidir.

Deneylere dönersek, her bir bobin bobininin tek bir kapalı bobin olarak tasavvur edilebileceğini de söyleyebiliriz. Manyetik indüksiyon vektörünün manyetik akısının içinden geçeceği aynı devre. Bu durumda, endüktif bir elektrik akımı not edilecektir. Böylece, kapalı bir iletkende bir elektrik alanının oluşması manyetik akının etkisi altındadır. Ve sonra bu elektrik alan bir elektrik akımı oluşturur.

kural sağ el veya jilet:

Manyetik alan çizgilerinin yönü ve onu oluşturan akımın yönü, D. Maxwell tarafından ortaya atılan ve aşağıdaki şekillerde gösterilen, iyi bilinen sağ el veya gimlet kuralıyla birbirine bağlıdır:

Bir gimlet'in bir ağaçta delik açmak için bir araç olduğunu çok az insan bilir. Bu nedenle, bu kurala vida, vida veya tirbuşon kuralı demek daha anlaşılır. Ancak, şekildeki gibi teli kavramak bazen hayati tehlike oluşturabilir!

Manyetik indüksiyon B :

Manyetik indüksiyon- elektrik alan şiddeti vektörü E'ye benzer şekilde, manyetik alanın ana temel özelliğidir. Manyetik indüksiyon vektörü her zaman manyetik çizgiye teğet olarak yönlendirilir ve yönünü ve gücünü gösterir. B = 1 T'deki manyetik indüksiyon birimi, iletkenin bir uzunluğa sahip bir bölümünün bulunduğu homojen bir alanın manyetik indüksiyonudur. ben\u003d 1 m, içinde bir akım gücü ile ben\u003d 1 A, maksimum Amper kuvveti alanın yanından etki eder - F\u003d 1 H. Ampère kuvvetinin yönü sol elin kuralı ile belirlenir. CGS sisteminde, alanın manyetik indüksiyonu gauss (Gs), SI sisteminde - teslas (Tl) cinsinden ölçülür.

Manyetik alan şiddeti H:

Manyetik alanın bir başka özelliği de tansiyon elektrostatikteki elektriksel yer değiştirme vektörü D'ye benzer. Formül ile belirlenir:

Manyetik alan şiddeti bir vektör niceliğidir, manyetik alanın niceliksel bir özelliğidir ve ortamın manyetik özelliklerine bağlı değildir. CGS sisteminde, manyetik alan kuvveti oersted (Oe), SI sisteminde - metre başına amper (A / m) cinsinden ölçülür.

Manyetik akı F:

Manyetik akı Ф - skaler fiziksel miktar kapalı bir devreye giren manyetik indüksiyon hatlarının sayısını karakterize eder. Özel bir durumu ele alalım. AT düzgün manyetik alan indüksiyon vektör modülü ∣В ∣'ye eşit olan , yerleştirilir düz kapalı döngü kontur düzleminin normali n, manyetik indüksiyon vektörü B'nin yönü ile bir α açısı yapar. Yüzeyden geçen manyetik akı, ilişki tarafından belirlenen Ф değeridir:

Genel durumda, manyetik akı, sonlu yüzey S boyunca manyetik indüksiyon vektörü B'nin integrali olarak tanımlanır.

Herhangi bir kapalı yüzeyden geçen manyetik akı sıfırdır (manyetik alanlar için Gauss teoremi). Bu, manyetik alanın kuvvet çizgilerinin hiçbir yerde kırılmadığı anlamına gelir, yani. manyetik alanın girdaplı bir yapıya sahip olduğu ve aynı şekilde manyetik alan oluşturacak manyetik yüklerin varlığının imkansız olduğu. elektrik ücretleri bir elektrik alanı yaratır. SI'da manyetik akı birimi Weber'dir (Wb), CGS sisteminde - maxwell (Mks); 1 Wb = 10 8 µs.

Endüktansın tanımı:

Endüktans - arasındaki orantı faktörü Elektrik şoku, herhangi bir kapalı devrede akan ve bu akımın kenarı bu devre olan yüzey boyunca yarattığı manyetik akı.

Aksi takdirde, endüktans, kendi kendine endüksiyon formülündeki orantı faktörüdür.

SI sisteminde endüktans henries (H) cinsinden ölçülür. Bir devrenin endüktansı, eğer akım saniyede bir amper değiştiğinde, devre terminallerinde bir voltluk kendi kendine endüksiyon emk'i oluşuyorsa, bir henry'lik bir endüktansa sahiptir.

"Endüktans" terimi, 1886'da kendi kendini yetiştirmiş bir İngiliz bilim adamı olan Oliver Heaviside tarafından önerildi. Basitçe söylemek gerekirse, endüktans, akım taşıyan bir iletkenin, bir elektrik alanı için kapasitansa eşdeğer bir manyetik alanda enerji depolama özelliğidir. Akımın büyüklüğüne değil, sadece akım taşıyan iletkenin şekline ve boyutuna bağlıdır. Endüktansı artırmak için iletken sarılır bobinler, hesaplaması programdır