Pretok vektorja magnetne indukcije IN (magnetni tok) skozi majhno površino dS imenujemo skalarna fizična količina, ki je enaka

Tukaj je enotski vektor normale na območje s ploščino dS, V n- vektorska projekcija IN na smer normale, - kot med vektorjema IN in n (slika 6.28).

riž. 6.28. Tok vektorja magnetne indukcije skozi blazinico

Magnetni tok F B skozi poljubno zaprto površino S enako

Odsotnost magnetnih nabojev v naravi vodi do dejstva, da črte vektorja IN nimajo ne začetka ne konca. Zato je tok vektorja IN skozi zaprto površino mora biti enaka nič. Torej za vsako magnetno polje in poljubno zaprto površino S stanje

Formula (6.28) izraža Ostrogradski - Gaussov izrek za vektor :

Ponovno poudarjamo: ta izrek je matematični izraz dejstva, da v naravi ni magnetnih nabojev, na katerih bi se začele in končale linije magnetne indukcije, kot je bilo v primeru električnega polja. E točkovne dajatve.

Ta lastnost bistveno razlikuje magnetno polje od električnega. Črte magnetne indukcije so zaprte, zato je število črt, ki vstopajo v določeno prostornino prostora, enako številu črt, ki zapuščajo to prostornino. Če se vhodni tokovi vzamejo z enim znakom, izhodni pa z drugim znakom, potem bo skupni tok vektorja magnetne indukcije skozi zaprto površino enak nič.

riž. 6.29. W. Weber (1804–1891) – nemški fizik

Razlika med magnetnim poljem in elektrostatičnim se kaže tudi v vrednosti veličine, ki jo imenujemo obtok- integral vektorskega polja vzdolž zaprte poti. V elektrostatiki je integral enak nič

vzeto vzdolž poljubne zaprte konture. To je posledica potenciala elektrostatičnega polja, to je dejstva, da delo, opravljeno za premikanje naboja v elektrostatičnem polju, ni odvisno od poti, temveč le od položaja začetne in končne točke.

Poglejmo, kako je s podobno vrednostjo za magnetno polje. Vzemimo zaprto vezje, ki pokriva enosmerni tok, in zanj izračunamo kroženje vektorja IN , to je

Kot je bilo ugotovljeno zgoraj, magnetna indukcija, ki jo ustvari ravni prevodnik s tokom na daljavo R od prevodnika, je enako

Razmislimo o primeru, ko kontura, ki obdaja prednji tok, leži v ravnini, pravokotni na tok, in je krog s polmerom R s središčem na vodniku. V tem primeru kroženje vektorja IN vzdolž tega kroga je enako

Lahko se pokaže, da se rezultat za kroženje vektorja magnetne indukcije ne spremeni z zvezno deformacijo konture, če med to deformacijo kontura ne prečka tokovnih linij. Nato je zaradi načela superpozicije kroženje vektorja magnetne indukcije vzdolž poti, ki zajema več tokov, sorazmerno z njihovo algebraično vsoto (slika 6.30)

riž. 6.30. Zaprta zanka (L) z definirano smerjo obvoda.
Prikazani so tokovi I 1 , I 2 in I 3, ki ustvarjajo magnetno polje.
Prispevek k kroženju magnetnega polja vzdolž konture (L) dajejo samo tokovi I 2 in I 3

Če izbrani tokokrog ne pokriva tokov, potem je kroženje po njem enako nič.

Pri izračunu algebraične vsote tokov je treba upoštevati znak toka: za pozitiven bomo upoštevali tok, katerega smer je povezana s smerjo obvoda vzdolž konture po pravilu desnega vijaka. Na primer trenutni prispevek jaz 2 v obtok je negativen, prispevek toka jaz 3 - pozitivno (slika 6.18). Uporaba relacije

med jakostjo toka jaz skozi katero koli zaprto površino S in gostoto toka za vektor kroženja IN se lahko napiše

Kje S- katera koli zaprta površina, ki temelji na dani konturi L.

Takšna polja se imenujejo vrtinec. Zato za magnetno polje ni mogoče uvesti potenciala, kot je bilo storjeno za električno polje točkastih nabojev. Razliko med potencialnim in vrtinčnim poljem lahko najbolj nazorno predstavimo z vzorcem silnic polja. Silnice elektrostatičnega polja so kot ježi: začnejo in končajo se na nabojih (ali gredo v neskončnost). Silnice magnetnega polja nikoli ne spominjajo na "ježke": vedno so zaprte in pokrivajo tokove.

Za ponazoritev uporabe izreka o kroženju poiščimo z drugo metodo že znano magnetno polje neskončnega solenoida. Vzemite pravokotno konturo 1-2-3-4 (slika 6.31) in izračunajte kroženje vektorja IN po tej konturi

riž. 6.31. Uporaba izreka o kroženju B pri določanju magnetnega polja solenoida

Drugi in četrti integral sta zaradi pravokotnosti vektorjev in enaka nič

Rezultat (6.20) smo reproducirali brez integriranja magnetnih polj iz posameznih ovojev.

Dobljeni rezultat (6.35) lahko uporabimo za iskanje magnetnega polja tankega toroidnega solenoida (slika 6.32).

riž. 6.32. Toroidna tuljava: Linije magnetne indukcije so zaprte znotraj tuljave in so koncentrični krogi. Usmerjeni so tako, da bi ob pogledu na njih videli tok v tuljavah, ki kroži v smeri urinega kazalca. Ena od indukcijskih premic nekega polmera r 1 ≤ r< r 2 изображена на рисунке

1. Načelo aktivnega radarja.
2. Impulzni radar. Načelo delovanja.
3. Osnovni časovni razpored delovanja impulznega radarja.
4. Vrste radarske orientacije.
5. Oblikovanje zamaha na radarju PPI.
6. Načelo delovanja indukcijskega dnevnika.
7. Vrste absolutnih zamikov. Hidrakustični Dopplerjev zapis.
8. Zapisovalnik podatkov o letu. Opis dela.
9. Namen in princip delovanja AIS.
10. Oddane in prejete informacije AIS.
11. Organizacija radijskih zvez v AIS.
12. Sestava ladijske opreme AIS.
13. Strukturni diagram ladijskega AIS.
14. Načelo delovanja GPS SNS.
15. Bistvo diferencialnega načina GPS.
16. Viri napak v GNSS.
17. Strukturni diagram GPS sprejemnika.
18. Koncept ECDIS.
19. Klasifikacija ENC.
20. Imenovanje in lastnosti žiroskopa.
21. Načelo delovanja žirokompasa.
22. Načelo delovanja magnetnega kompasa.

Elektronski termometri se pogosto uporabljajo kot merilniki temperature. S kontaktnimi in brezkontaktnimi digitalnimi termometri se lahko seznanite na spletni strani http://mera-tek.ru/termometry/termometry-elektronnye. Te naprave zagotavljajo predvsem merjenje temperature v tehnoloških inštalacijah zaradi visoke merilne natančnosti in visoke hitrosti snemanja.

V elektronskih potenciometrih se uporabljajo tako prikazovanje kot zapisovanje, avtomatska stabilizacija toka v tokokrogu potenciometra in neprekinjena kompenzacija termočlena.

Povezava prevodnika- del tehnološkega procesa povezovanja kabla. Vpredne vodnike s presekom od 0,35 do 1,5 mm 2 povezujemo s spajkanjem po zvijanju posameznih žic (slika 1). Če so obnovljeni z izolacijskimi cevmi 3, jih je treba pred zvijanjem žic položiti na jedro in premakniti na rez plašča 4.

riž. 1. Povezava jeder z zvijanjem: 1 - prevodno jedro; 2 - izolacija jedra; 3 - izolacijska cev; 4 - kabelski plašč; 5 - pločevinaste žice; 6 - spajkana površina

Trdni vodniki se prekrivajo, pred spajkanjem pritrdijo z dvema povojoma dveh ali treh zavojev bakrene kositrane žice s premerom 0,3 mm (slika 2). Uporabite lahko tudi posebne terminale wago 222 415, ki so danes postali zelo priljubljeni zaradi enostavne uporabe in zanesljivosti delovanja.

Pri vgradnji električnih aktuatorjev mora biti njihovo ohišje ozemljeno z žico s presekom najmanj 4 mm 2 skozi ozemljitveni vijak. Priključno mesto ozemljitvenega vodnika temeljito očistimo in po priključitvi nanesemo plast masti CIATIM-201 za zaščito pred korozijo. Na koncu namestitve s pomočjo preverite vrednost, ki naj bo vsaj 20 MΩ, in ozemljitveno napravo, ki naj ne presega 10 Ω.

riž. 1. Diagram električnih povezav senzorskega bloka enosmernega električnega mehanizma. A - ojačevalna enota BU-2, B - magnetna senzorska enota, C - električni aktuator

Namestitev senzorskega bloka enoobratnih električnih pogonov se izvede v skladu s shemo ožičenja, prikazano na sl. 1, z žico s presekom najmanj 0,75 mm 2. Pred namestitvijo senzorja je potrebno preveriti njegovo delovanje v skladu s shemo, prikazano na sl. 2.

21.03.2019

Vrste plinskih analizatorjev

Pri uporabi plina v pečeh, različnih napravah in inštalacijah je potrebno nadzorovati proces njegovega zgorevanja, da se zagotovi varno delovanje in učinkovito delovanje opreme. V tem primeru se kvalitativna in kvantitativna sestava plinastega medija določi z napravami, imenovanimi

Med fizikalnimi veličinami zavzema pomembno mesto magnetni tok. Ta članek pojasnjuje, kaj je in kako določiti njegovo vrednost.

Formula-magnitnogo-potoka-600x380.jpg?x15027" alt="Formula magnetnega pretoka" width="600" height="380">!}

Formula magnetnega pretoka

Kaj je magnetni tok

To je količina, ki določa nivo magnetnega polja, ki prehaja skozi površino. Označuje se z "FF" in je odvisen od jakosti polja in kota prehoda polja skozi to površino.

Izračuna se po formuli:

FF=B⋅S⋅cosα, kjer je:

• FF - magnetni tok;
• B je vrednost magnetne indukcije;
• S je površina, skozi katero gre to polje;
• cosα je kosinus kota med navpičnico na površino in tokom.

Merska enota SI je "weber" (Wb). 1 weber ustvari polje 1 T, ki poteka pravokotno na površino 1 m².

Tako je pretok največji, ko njegova smer sovpada z navpičnico in je enak "0", če je vzporeden s površino.

zanimivo Formula za magnetni pretok je podobna formuli, po kateri se izračuna osvetlitev.

trajni magneti

Eden od virov polja so trajni magneti. Znani so že stoletja. Igla kompasa je bila izdelana iz namagnetenega železa, v stari Grčiji pa je obstajala legenda o otoku, ki je k sebi pritegnil kovinske dele ladij.

Trajni magneti so različnih oblik in izdelani iz različnih materialov:

• železo - najcenejše, vendar imajo manj privlačno silo;
• neodim - iz zlitine neodima, železa in bora;
• Alnico je zlitina železa, aluminija, niklja in kobalta.

Vsi magneti so bipolarni. To je najbolj opazno pri paličnih in podkvastih napravah.

Če palico obesimo na sredino ali jo položimo na lebdeč kos lesa ali pene, se bo obrnila v smeri sever-jug. Pol, ki kaže proti severu, se imenuje severni pol in je na laboratorijskih instrumentih pobarvan modro in označen z "N". Nasprotna, usmerjena proti jugu, je rdeče barve in ima oznako "S". Enaki poli magnete privlačijo, medtem ko nasprotna pola odbijajo.

Leta 1851 je Michael Faraday predlagal koncept zaprtih indukcijskih linij. Te črte zapuščajo severni pol magneta, gredo skozi okoliški prostor, vstopijo na jug in se znotraj naprave vrnejo na sever. Najbližje črte in poljske jakosti so blizu polov. Tudi tu je privlačna sila večja.

Če na napravo položite kos stekla in nanj v tankem sloju nasujete železne opilke, se bodo nahajali vzdolž linij magnetnega polja. Ko je več naprav ena poleg druge, bo žagovina pokazala interakcijo med njimi: privlačnost ali odboj.

Magnit-i-zheleznye-opilki-600x425.jpeg?x15027" alt="Magnetni in železni opilki" width="600" height="425">!}

Magneti in železni opilki

Zemljino magnetno polje

Naš planet lahko predstavljamo kot magnet, katerega os je nagnjena za 12 stopinj. Presečišča te osi s površino imenujemo magnetni poli. Kot pri vsakem magnetu potekajo Zemljine silnice od severnega proti južnemu tečaju. V bližini polov potekajo pravokotno na površino, zato je igla kompasa nezanesljiva in je treba uporabiti druge metode.

Delci "sončnega vetra" imajo električni naboj, zato se pri gibanju okoli njih pojavi magnetno polje, ki sodeluje z zemeljskim poljem in usmerja te delce vzdolž silnic. Tako to polje ščiti zemeljsko površino pred kozmičnim sevanjem. Vendar pa so blizu polov te črte pravokotne na površino in nabiti delci vstopajo v ozračje, kar povzroča polarni sij.

elektromagneti

Leta 1820 je Hans Oersted med izvajanjem poskusov videl učinek prevodnika, po katerem teče električni tok, na iglo kompasa. Nekaj ​​dni pozneje je André-Marie Ampere odkril medsebojno privlačnost dveh žic, po katerih je tekel tok v isto smer.

zanimivo Med električnim varjenjem se ob spremembi toka premikajo bližnji kabli.

Ampère je kasneje predlagal, da je to posledica magnetne indukcije toka, ki teče skozi žice.

V tuljavi, oviti z izolirano žico, po kateri teče električni tok, se polja posameznih vodnikov med seboj krepijo. Za povečanje privlačne sile je tuljava navita na odprto jekleno jedro. To jedro se namagneti in privlači železne dele ali drugo polovico jedra v relejih in kontaktorjih.

Elektromagnit-1-600x424.jpg?x15027" alt="Elektromagneti" width="600" height="424">!}

elektromagneti

Elektromagnetna indukcija

Ko se magnetni tok spremeni, se v žici inducira električni tok. To dejstvo ni odvisno od tega, kaj povzroča to spremembo: gibanje trajnega magneta, gibanje žice ali sprememba jakosti toka v bližnjem vodniku.

Ta pojav je odkril Michael Faraday 29. avgusta 1831. Njegovi poskusi so pokazali, da je EMF (elektromotorna sila), ki se pojavi v vezju, omejenem z vodniki, neposredno sorazmerna s hitrostjo spremembe toka, ki poteka skozi območje tega vezja.

Pomembno! Za pojav EMF mora žica prečkati silnice. Pri premikanju po črtah ni EMF.

Če je tuljava, v kateri se pojavi EMF, vključena v električni tokokrog, se v navitju pojavi tok, ki v induktorju ustvari lastno elektromagnetno polje.

Pravilo desne roke

Ko se prevodnik premika v magnetnem polju, se v njem inducira EMF. Njegova smer je odvisna od smeri gibanja žice. Metoda, s katero se določi smer magnetne indukcije, se imenuje "desna metoda".

Pravilo-pravoj-ruki-600x450.jpg?x15027" alt="pravilo desne roke" width="600" height="450">!}

Pravilo desne roke

Izračun jakosti magnetnega polja je pomemben za načrtovanje električnih strojev in transformatorjev.

Video

Med številnimi definicijami in koncepti, povezanimi z magnetnim poljem, je treba izpostaviti magnetni tok, ki ima določeno smer. Ta lastnost se pogosto uporablja v elektroniki in elektrotehniki, pri načrtovanju instrumentov in naprav ter pri izračunu različnih vezij.

Pojem magnetnega toka

Najprej je treba natančno določiti, kaj se imenuje magnetni tok. To vrednost je treba upoštevati v kombinaciji z enakomernim magnetnim poljem. Homogen je na vsaki točki označenega prostora. Pod delovanje magnetnega polja pade določena površina, ki ima neko fiksno površino, označeno s simbolom S. Na to površino delujejo silnice polja in jo prečkajo.

Tako je magnetni tok F, ki prečka površino s površino S, sestavljen iz določenega števila črt, ki sovpadajo z vektorjem B in potekajo skozi to površino.

Ta parameter je mogoče najti in prikazati v obliki formule Ф = BS cos α, v kateri je α kot med normalno smerjo na površino S in vektorjem magnetne indukcije B. Na podlagi te formule lahko določimo magnetno pretok z največjo vrednostjo, pri kateri je cos α = 1, položaj vektorja B pa bo postal vzporeden z normalo, pravokotno na površino S. Nasprotno pa bo magnetni pretok minimalen, če se vektor B nahaja pravokotno na normalo.

V tej različici vektorske črte preprosto drsijo po ravnini in je ne prečkajo. To pomeni, da se tok upošteva le vzdolž linij vektorja magnetne indukcije, ki prečkajo določeno površino.

Za iskanje te vrednosti se uporabijo weber ali volt-sekunde (1 Wb \u003d 1 V x 1 s). Ta parameter se lahko meri v drugih enotah. Manjša vrednost je maxwell, ki je 1 Wb = 10 8 µs ali 1 µs = 10 -8 Wb.

Energija magnetnega polja in tok magnetne indukcije

Če skozi prevodnik teče električni tok, se okrog njega oblikuje magnetno polje, ki ima energijo. Njegov izvor je povezan z električno močjo tokovnega vira, ki se delno porabi za premagovanje EMF samoindukcije, ki se pojavi v vezju. To je tako imenovana lastna energija toka, zaradi katere nastane. To pomeni, da bosta energiji polja in toka enaki drug drugemu.

Vrednost lastne energije toka je izražena s formulo W \u003d (L x I 2) / 2. Ta definicija se šteje za enako delu, ki ga opravi tokovni vir, ki premaga induktivnost, to je EMF samoindukcije in ustvari tok v električnem tokokrogu. Ko tok preneha delovati, energija magnetnega polja ne izgine brez sledu, ampak se sprosti na primer v obliki obloka ali iskre.

Magnetni tok, ki se pojavlja v polju, je znan tudi kot tok magnetne indukcije s pozitivno ali negativno vrednostjo, katere smer je običajno označena z vektorjem. Ta tok praviloma poteka skozi tokokrog, skozi katerega teče električni tok. S pozitivno smerjo normale glede na konturo je smer trenutnega gibanja vrednost, določena v skladu z . V tem primeru bo imel magnetni tok, ki ga ustvari vezje z električnim tokom in poteka skozi to vezje, vedno večjo vrednost od nič. Na to kažejo tudi praktične meritve.

Magnetni pretok se običajno meri v enotah, ki jih določa mednarodni sistem SI. To je že znani Weber, ki je velikost toka, ki poteka skozi ravnino s površino 1 m2. Ta površina je postavljena pravokotno na magnetne silnice z enotno strukturo.

Ta koncept je dobro opisan z Gaussovim izrekom. Odraža odsotnost magnetnih nabojev, zato so indukcijske črte vedno predstavljene kot zaprte ali gredo v neskončnost brez začetka ali konca. To pomeni, da je magnetni tok, ki prehaja skozi kakršne koli zaprte površine, vedno enak nič.

OPREDELITEV

Pretok vektorja magnetne indukcije(ali magnetni pretok) (dФ) v splošnem primeru se skozi elementarno območje imenuje skalarna fizikalna količina, ki je enaka:

kjer je kot med smerjo vektorja magnetne indukcije () in smerjo normalnega vektorja () na mesto dS ().

Na podlagi formule (1) izračunamo magnetni pretok skozi poljubno površino S (v splošnem primeru) kot:

Magnetni tok enakomernega magnetnega polja skozi ravno površino je mogoče najti kot:

Za enakomerno polje, ravno površino, ki se nahaja pravokotno na vektor magnetne indukcije, je magnetni pretok enak:

Tok vektorja magnetne indukcije je lahko negativen in pozitiven. To je posledica izbire pozitivne smeri. Zelo pogosto je tok vektorja magnetne indukcije povezan z vezjem, skozi katerega teče tok. V tem primeru je pozitivna smer normale na konturo povezana s smerjo toka po pravilu desnega gimleta. Takrat je magnetni pretok, ki ga ustvari tokokrog skozi površino, ki jo omejuje ta tokokrog, vedno večji od nič.

Merska enota za pretok magnetne indukcije v mednarodnem sistemu enot (SI) je weber (Wb). S formulo (4) lahko določimo enoto magnetnega pretoka. En Weber se imenuje magnetni tok, ki poteka skozi ravno površino, katere površina je 1 kvadratni meter, postavljeno pravokotno na silnice enakomernega magnetnega polja:

Gaussov izrek za magnetno polje

Gaussov izrek za tok magnetnega polja odraža dejstvo, da magnetnih nabojev ni, zato so črte magnetne indukcije vedno sklenjene ali gredo v neskončnost, nimajo začetka in konca.

Gaussov izrek za magnetni pretok je formuliran takole: Magnetni pretok skozi katero koli zaprto površino (S) je enak nič. V matematični obliki je ta izrek zapisan takole:

Izkazalo se je, da se Gaussovi izreki za tokove vektorja magnetne indukcije () in jakost elektrostatičnega polja () skozi zaprto površino bistveno razlikujejo.

Primeri reševanja problemov

PRIMER 1

telovadba	Izračunajte pretok vektorja magnetne indukcije skozi solenoid, ki ima N ovojev, dolžino jedra l, površino prečnega prereza S, magnetno prepustnost jedra. Tok, ki teče skozi solenoid, je I.
rešitev	Znotraj solenoida velja, da je magnetno polje enotno. Magnetno indukcijo je enostavno ugotoviti z uporabo izreka o kroženju magnetnega polja in izbiro pravokotnega kroga kot zaprtega kroga (kroženje vektorja, vzdolž katerega bomo obravnavali (L)) pravokotnega kroga (zajel bo vseh N ovojev). Nato zapišemo (upoštevamo, da je zunaj solenoida magnetno polje nič, poleg tega, kjer je kontura L pravokotna na črte magnetne indukcije B = 0): V tem primeru je magnetni pretok skozi en obrat solenoida (): Skupni tok magnetne indukcije, ki gre skozi vse zavoje:
Odgovori

PRIMER 2

telovadba	Kolikšen bo tok magnetne indukcije skozi kvadratni okvir, ki je v vakuumu v isti ravnini z neskončno dolgim ​​ravnim vodnikom s tokom (slika 1). Obe strani okvirja sta vzporedni z žico. Dolžina stranice okvirja je b, razdalja od ene od stranic okvirja je c.
rešitev	Izraz, s katerim je mogoče določiti indukcijo magnetnega polja, se bo štel za znanega (glej primer 1 razdelka "Merska enota magnetne indukcije"):