Формула магнитного потока. В чем измеряется магнитный поток?

Поток является скалярной величиной, и его единицей измерения является Вебер (Vb): 1 Vb = 1 T * m 2, т.е. F = T * m 2 .

Магнитный поток простыми словами

Вероятно, термин «поток» ассоциируется у вас с течением воды. Если бы вы хотели описать этот поток количественно, вы бы имели в виду определенное количество воды, протекающей через поперечное сечение в определенной точке. Этот поток может переносить большое или малое количество воды, в зависимости от скорости движения воды и поверхности этого сечения.

Магнитный поток — это физическая величина, тесно связанная с явлением электромагнитной индукции. Это сложная, довольно абстрактная величина. Но, как вы правильно догадались, название берет свое начало в гидродинамике. Здесь, однако, нет потока вещества через поверхность, а есть только векторы магнитной индукции B, которые «пронизывают» поверхность и иногда «скользят» по ней.

Представим себе однородное магнитное поле, описываемое вектором магнитной индукции B. Плоскую поверхность с полем S мы помещаем в это поле произвольным образом, то есть под произвольным углом к вектору B (рис. 1). Теперь определим вектор B, который перпендикулярен плоскости поверхности. Длина этого вектора равна размеру поверхности.

Плоская поверхность в магнитном поле

Поток вектора магнитной индукции FBчерез поверхность S является скалярным произведением векторов B и S .

Формула магнитный поток

Поэтому мы можем определить термин «магнитный поток» следующим образом:

Магнитный поток — это поток вектора магнитной индукции B через поверхность. Для бесконечно малой поверхности она равна произведению коэффициента | B | поверхности dS и косинуса угла a между B и перпендикуляром n к плоскости поверхности. Для конечно-мерной поверхности это сумма (интеграл) по ее малым частям.

Википедия

Зависимости магнитного потока

Из формулы видно, что магнитный поток зависит от трех переменных: магнитного поля B, поверхности S и угла α.

Магнитный поток линейно зависит от B и S. Например, если увеличить поверхность S, но оставить магнитное поле B и угол α прежними, магнитный поток будет больше. Поэтому большая площадь поверхности означает большой магнитный поток, а малая площадь поверхности — малый магнитный поток.

Если, с другой стороны, магнитное поле B увеличивается, магнитный поток также увеличивается. Сильное магнитное поле приводит к большому потоку, слабое поле — к малому магнитному потоку.

В общем случае, чем больше магнитное поле B или площадь S, тем больше магнитный поток.

Ситуация с углом a немного сложнее. Представьте, что ваша поверхность перпендикулярна магнитному полю, тогда угол α = 0°. Здесь у вас самый большой магнитный поток. Если теперь шаг за шагом увеличивать угол, магнитный поток уменьшается. При α = 90° магнитный поток равен нулю, так как магнитное поле параллельно магнитному полю.

  Период и частота колебаний. В чем измеряется период?

Примеры

Как вычислить поток магнитного поля, если поле неоднородно и/или поверхность искривлена? Мы делим поверхность, через которую нужно рассчитать поток, на такие маленькие участки, что можно считать их плоскими, а поле — однородным. Все это делается для того, чтобы мы могли применить определение потока. Поэтому мы рассчитываем небольшие «потоки» и складываем их. Описанная процедура называется вычислением поверхностного интеграла, который записывается в виде:

  1. В случае, показанном на рис. 2, поток магнитного поля с магнитной индукцией B через поверхность S составляет: ФB= B * S и при этом его значение максимально, так как:

параметры формулы магнитный потокПоверхность перпендикулярна силовым линиям магнитного поля

Вычислять такие интегралы совсем не обязательно, но полезно понимать смысл такой процедуры.BПроводя эксперименты и работая в области магнитных явлений, Вебер дал определение магнитному потоку. Он описал его как меру силы и расширения МП. Это одна из физических величин, которую можно определить, зная коэффициент вектора магнитной индукции B→ (ВМИ). Нам также нужно знать площадь пересечения и синус угла между VMI и перпендикуляром к плоскости.

Поверхность параллельна силовым линиям магнитного поля

Магнитный поток обозначается буквой F и измеряется в веберах (Vb). Аппарат назван по фамилии ученого. Таким образом, 1 Вб обозначает магнитный поток Ф, создаваемый магнитным полем с индукцией в один тесла (1 Тесла), пересекающим площадь в один квадратный метр (1 м²), при условии, что эта площадь перпендикулярна ВМИ (В→).

Магнитные потоки, которые можно определить с помощью специальных приборов, называемых флюксметрами, измеряются как в лаборатории, так и в полевых условиях. Эти приборы также называются флюксметрами. Особенностью этих счетчиков с магнитоэлектрической системой (MES) является то, что ток подается на подвижную рамку без рамки через катушки, не имеющие противодействующего (безмоментного) вращающего момента.

Предупреждение. В момент отсутствия тока индикатор не имеет фиксированного положения на шкале.

Устройство состоит из следующих частей, обозначенных на рисунке выше:BРасходомер не может измерять слабые МП из-за низкой чувствительности.Великий немецкий ученый Карл Гаусс, преуспевший в математике, физике и астрономии, установил закон (теорему) в области магнетизма. Он доказал, что в отличие от электрического поля, которое генерируется электрическими зарядами, МП не генерируется магнитными зарядами. В классической электродинамике их просто не существует.Информация. Теорема, выведенная Гауссом, является одним из важнейших законов электродинамики и входит в систему уравнений Максвелла. Она описывает связь между потоком напряженности электрического поля через замкнутую произвольную поверхность и суммой зарядов, расположенных в объеме, описываемом поверхностью. Сумма выражается в алгебраической форме.

  Материальная точка. Что такое материальная точка?

Поверхность S⊥ - это проекция поверхности SВектор B - это проекция вектора B на направление вектора S

Что касается магнитной индукции, то поток B→, протекающий через замкнутую поверхность S, имеет значение ноль

Поверхностный интеграл для вычисления магнитного потока

Поток вектора магнитной индукции может быть отрицательным или положительным. Это связано с выбором положительного направления. Очень часто поток вектора магнитной индукции связан с контуром, по которому протекает ток. В этом случае положительное направление перпендикуляра к цепи связано с направлением тока, протекающего через правосторонний боррель. Тогда магнитный поток, создаваемый контуром тока через область, ограниченную этим контуром, всегда больше нуля.

Что такое магнитный поток

Единицей потока магнитной индукции в Международной системе единиц (СИ) является Вебер (Вб). Формула (4) может быть использована для определения единицы магнитного потока. Вебер — это магнитный поток, проходящий через плоскую поверхность площадью 1 квадратный метр перпендикулярно потенциальным линиям однородного магнитного поля:

Единицы измерения

Теорема Гаусса для потока магнитного поля отражает тот факт, что магнитных зарядов не существует, поэтому линии магнитной индукции всегда замкнуты или простираются до бесконечности, у них нет начала и конца.

Измерительные приборы

Теорема Гаусса для магнитного потока формулируется следующим образом: Магнитный поток через замкнутую поверхность (S) равен нулю. Математически эта теорема может быть описана следующим образом:

Оказывается, что теорема Гаусса для потоков вектора магнитной индукции ( ) и напряженности электростатического поля ( ) через замкнутую поверхность принципиально различны.

Схема применения и устройства флюксметра

Задание

  • испытуемый постоянный магнит – 1;
  • рамка измерительная – 2;
  • рамка прибора – 3;
  • магнит прибора – 4;
  • рамка корректирующего устройства – 5;
  • головка регулировки корректирующей рамки – 6;
  • переключатель «работа – коррекция» – 7.

Вычислите поток вектора магнитной индукции через катушку соленоида с N витками, длиной сердечника l, площадью поперечного сечения S, магнитной проницаемостью сердечника. Сила тока, протекающего через магнит, равна I.

  Ответы на вопросы Электромагнетизм. § 32. Электромагнитная индукция. В чем заключается явление электромагнитной индукции?

Теорема Гаусса для магнитной индукции

Решение

Поэтому магнитный поток через одну катушку соленоида равен ( ):

Общий поток магнитной индукции, проходящий через все катушки:

Поток вектора магнитной индукции

Поток магнитной индукции

Где x — расстояние между проводником и точкой, в которой рассматривается поле. Для определения необходимого магнитного потока мы используем следующую формулу:

\d\Phi=\overline<B>d\overline<S>=BdS<\cos \alpha>\qquad (1) \» width=»249″ height=»20″ /></p>
<p>Где, поэтому выражение (2.2) преобразуется в вид:</p>
<p>Если мы выберем элементарную область dS в плоскости рамки, то ее площадь будет равна (см. рис. 1):</p>
<p><img decoding=

\B=\frac<<\mu>_0I><2\pi x>\qquad (2.1) \» width=»150″ height=»38″ /></p>
<p><img decoding=\dS=bdx \qquad (2.4) \

Правило Ленца

Правило Ленца

Оцените статью
Дорога Знаний
Добавить комментарий