Электромагнитная индукция. Правило винта. Эдс индукция. Магнитный поток.
Магнитным потоком Ф через некоторую поверхность S называется скалярная величина, равная произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь этой поверхности и косинус угла между нормалью n к ней и направлением вектора магнитной индукции B:Ф=|B|Scos. Если магнитное поле неоднородно, то поверхность S разбивается на элементарные площадки S в пределах каждой из которых поле можно считать однородным. Тогда полный поток через эту поверхность равен сумме потоков вектора магнитной индукции через элементарные площадки. В СИ единицей магнитного потока является 1 вебер (Вб) – магнитный поток через поверхность 1 м2, расположенную перпендикулярно направлению однородного магнитного поля, индукция которого равна 1 Тл: 1Вб=1В*с.
Электромагнитная индукция
Возникновение
эдс в замкнутом проводящем контуре при
изменении магнитного потока через эту
поверхность, ограниченную этим контуром,
называется электромагнитной индукцией.
Явление
электромагнитной индукции заключается
в возникновении электрического тока
в замкнутом электропроводящем контуре
при изменении магнитного потока через
площадь этого контура. По правилу Ленца,
возникающий в замкнутом контуре
индукционный ток направлен так, что
создаваемый им магнитный поток через
площадь, ограниченную контуром,
стремиться препятствовать тому изменению
потока, которое вызывает данный ток.
Явление ЭИ находит широкое применение
в технике.
Закон ЭИ формулируется именно для ЭДС индукции, а не для силы индукционного тока: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром: Ei=модуль(дельта Ф/дельта t). С учетом правила Ленца: Ei=-дельта Ф/дельта t. При изменении магнитного потока в катушке, имеющей n одинаковых витков провода, общая ЭДС индукции в n раз больше ЭДС одного витка.
Индукция магнитного поля
Индукцией магнитного поля называется характеристика способности магнитного поля оказывать силовое действие на проводник с током. Она является векторной физической величиной.
За направление
вектора магнитной индукции принимается
направление от южного полюса S к северному
N магнитной стрелки, свободно
устанавливающейся в магнитном поле.
Его можно определить по правилу буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением силы тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.
Линией магнитной индукции называется такая линии, в любой точке которой вектор магнитной индукции направлен по касательной.
Если во всех точках некоторой части пространства вектор индукции магнитного поля имеет одинаковое значение по модулю и одинаковое направление, то магнитной поле в этой части пространства называют
Линии
индукции магнитного поля прямого
проводника с током представляют собой
окружности, лежащие в плоскостях,
перпендикулярных проводнику. Центры
окружностей лежат на оси проводника.
Направление индукции в этом случае
определяется следующим правилом: если
смотреть вдоль проводника с током по
направлению тока, то вектор магнитной
индукции направлен по ходу часовой
стрелки.
Линии индукции магнитного поля, созданного катушкой с током показаны на рисунке. Вектор индукции входит в катушку с той стороны, с какой направление тока в витках катушки представляется соответствующим ходу часовой стрелки.
Линии магнитной индукции не имеют ни начала, ни конца –они всегда замкнуты. Поля с замкнутыми силовыми линиями называют вихревыми. Следовательно, магнитное поле –вихревое. Это позволяет сделать вывод, что магнитное поле не имеет источников. Магнитных зарядов, подобных электрическим, в природе нет.
Опытным
путем установлено, что отношение
максимального значения модуля силы,
действующей на проводник с током (силы
Ампера) к силе тока и к длине проводника,
не зависит ни от силы в проводнике, ни
от длины проводника.
Единица индукции в этом случае определяется как индукция такого магнитного поля, в котором на 1 м проводника при силе тока 1 А действует сила Ампера 1 Н. Эта единица называется тесла:
Если исследовать магнитное поле с помощью рамки с током, то модуль вектора магнитной индукции равен отношению момента сил, действующих на рамку с током со стороны поля, к произведению силы тока в рамке на ее площадь:
.
За единицу магнитной индукции принята магнитная индукция такого поля, в котором на контур площадью 1 м2 при силе тока 1 А действует со стороны поля максимальный момент сил 1 .
Индукция магнитного поля зависит от геометрической формы проводника. Модуль индукции поля, создаваемого бесконечным прямолинейным проводником:
,
где r –расстояние от проводника.
Модуль индукции поля, созданного проводником в форме кругового витка радиуса R:
.
Модуль индукции поля, созданного соленоидом длиной l и числом витков N:
.
Во всех формулах: I –сила тока, –магнитная постоянная,– относительная магнитная проницаемость среды.
Закон электромагнитной индукции. Индукционный ток. ЭДС
До этого момента мы говорили о заряде, который движется в магнитном поле и на который действует сила Лоренца или суммарная сила Ампера (в зависимости от тела). Однако, что будет, если мы будем действовать внешней силой на проводник, содержащий в себе свободные заряды и помещённый в магнитное поле? И под действием этой силы, тело будет двигаться.
Рис. 1. Индуцированное электрическое поле
Любой электронейтральный проводник содержит в себе огромное количество свободных зарядов. Поместим этот проводник в магнитное поле, индукцией
, и пусть он движется со скоростью / (рис.
1.1). Тогда на каждый из свободных зарядов (электронов) в проводнике будет действовать сила Лоренца (рис. 1.2), которая приведёт к перераспределению заряда (рис. 1.3). Получившееся перераспределение зарядов приводит к возникновению индуцированного электрического поля внутри проводника.
Напряжённость такого поля можно вычислить как:
(1)
- где
- — напряжённость индуцированного электрического поля,
- — индукция магнитного поля,
- — скорость движения проводника,
- — синус угла между скоростью и вектором магнитной индукции.
Направление вектора напряжённости стороннего поля выбирается по правилу правой руки. Ориентируем руку так, что в ладонь входил вектор магнитной индукции
, большой противопоставленный палец ставим по направлению скорости , тогда 4 пальца указывают на направление .
Итак, наши заряды уже разошлись и появилось внутреннее электрическое поле.
Замкнём концы проводника, тогда по ныне замкнутому контуру потечёт ток. Назовём данный ток индукционным.
Правило Ленца – индукционный ток в замкнутом контуре имеет всегда такое направление, чтобы магнитный поток поля, созданного этим током, сквозь поверхность, ограниченную контуром, уменьшал бы те изменения поля, которые вызывали появление индукционного тока.
Т.к. индукционный ток всё же ток, ему можно приписать возникшее ЭДС, с помощью которого можно описать силу тока и различные энергетические характеристики тока. Для нахождения ЭДС индукции применяют закон электромагнитной индукции:
Ф (2)
- где
- — ЭДС индукции,
- Ф — изменение потока магнитной индукции,
- — время, за которое произошло изменение потока.
В самом общем случае, уравнение (2) универсально для любого вида системы, однако две системы встречаются достаточно часто, поэтому уравнение (2) разрешено относительно этих систем:
- прямолинейный проводник, движущийся в постоянном магнитном поле:
(3)
- где
- — ЭДС индукции,
- — индукция магнитного поля,
- — длина проводника,
- — скорость движения проводника,
- — синус угла между вектором скорости и вектором магнитной индукции.
- замкнутый контур (рамка), вращающийся в постоянном магнитном поле:
(4)
- где
- — ЭДС индукции,
- — индукция магнитного поля,
- — площадь рамки,
- — угловая скорость вращения рамки,
- — момент поворота.
Вывод: таким образом, в задачах на поиск ЭДС индукции достаточно определить систему (прямолинейный проводник или вращающаяся рамка) и применить соответствующее соотношение (3) или (4). В случае, если систему в задаче нельзя описать через простые соотношения, используем (2).
Электромагнитная индукция | Управление образовательных технологий (ETO)
Загрузка…
ФАЙЛЫ ПРОЕКТА
Тип
– Any -ОценкиГлоссарийИллюстрацииРуководство инструктораМодулиПрезентацииСсылки на видеоДругие файлы
| Название | Автор | Описание | Авторское право |
|---|---|---|---|
| Электромагнитная индукция – MCQ (викторина) | Скачать файл (115,6 КБ) | Проф. Белинда Ван | Вопросы с несколькими вариантами ответов предназначены для самооценки концептуального понимания учащимся содержания модуля |
| Название | Автор | Описание | Авторское право |
|---|---|---|---|
| Глоссарий | Скачать файл (142,59 КБ) | Проф. Белинда Ван | Этот глоссарий содержит определения для модулей: электрические заряды и силы, электрические поля, электрический потенциал и потенциальная энергия, емкость и конденсатор, магнитные поля и силы и электромагнитная индукция. |
| Название | Автор | Описание | Авторское право |
|---|---|---|---|
| Магнитный поток | Скачать файл (197,04 КБ) | Проф. Белинда Ван | ||
| Электромагнитная индукция | Скачать файл (38,38 КБ) | Проф. Белинда Ван |
| Название | Автор | Описание | Авторское право |
|---|---|---|---|
| V1_2015_Электромагнитная индукция (Storyline SCORM Package) | Проф. Белинда Ван | Этот пакет Articulate Storyline SCORM можно загрузить в систему управления обучением вашего учреждения. | |
| V2_2021_Электромагнитная индукция (пакет Rise SCORM) | Проф. Белинда Ван | Этот пакет Articulate Rise SCORM можно загрузить в систему управления обучением вашего учреждения. | |
| V1_2015_Электромагнитная индукция (файл сюжетной линии) | Проф. Белинда Ван | Этот файл сюжетной линии Articulate можно загрузить и изменить в соответствии с вашими конкретными целями обучения (в рамках лицензии Creative Commons, выбранной для этого файла. Это приветствуется, но любые технические проблемы не поддерживаются Университетом Торонто. |
| Название | Автор | Описание | Авторское право |
|---|---|---|---|
| Электромагнитная индукция – Введение | Ссылка | Проф. Белинда Ван | Введение в электромагнитную индукцию | |
| Закон Фарадея | Ссылка | Проф. Белинда Ван | Закон Фарадея описан в этом видео. | |
| Электромагнитная индукция | Ссылка | Проф. Белинда Ван | В этом видео представлена концепция электромагнитной индукции | |
| Закон Ленца | Ссылка | Проф. Белинда Ван | Закон Ленца описан в этом видео | |
| Пример закона Фарадея | Ссылка | Проф. Белинда Ван | Пример использования законов Фарадея и Ленца | |
| Индукционная передача энергии | Ссылка | Проф. Белинда Ван | Процесс передачи энергии при электромагнитной индукции | |
| Индуктор | Ссылка | Проф. Белинда Ван | Определение индуктивности индуктора представлено в этом видео | |
| Энергия, накопленная в индукторе | Ссылка | Проф. Белинда Ван | В этом видео обсуждается накопленная энергия в индукторе | |
| Индуктивная сеть | Ссылка | Проф. Белинда Ван | Эквивалентная индуктивность параллельно или последовательно соединенных катушек индуктивности |
| Название | Автор | Описание | Авторское право |
|---|---|---|---|
| Индукционный пример | Скачать файл (86,93 КБ) | Проф. Белинда Ван | Пошаговый пример предназначен для того, чтобы показать учащимся, как применять концепции, изложенные в лекций, для анализа и решения проблем. | |
| Пример индуктивности | Скачать файл (73,5 КБ) | Проф. Белинда Ван | Пошаговый пример предназначен для того, чтобы показать учащимся, как применять концепции, изложенные в лекций, для анализа и решения проблем. |
Безопасно ли электромагнитное излучение индукционной плиты? –
Индукционная вок-плита , удобная и эффективная, не имеющая открытого огня, несомненно, стала первым выбором для современных людей, выбирающих коммерческую посуду.
Но многих беспокоит, что электромагнитное излучение, содержащееся в индукционной плите, нанесет вред человеческому организму? Ниже Лестов поможет вам его интерпретировать.
Что такое излучение электромагнитного поля?
Излучение электромагнитного поля относится к электромагнитной волне, генерируемой взаимодействующим изменением электрического поля и магнитного поля в форме электромагнитной волны, распространяющейся в пространстве с выделением энергии.
Влияние излучения электромагнитного поля на окружающую среду и организм человека зависит от силы энергии.
Излучение электромагнитного поля аналогично остаткам свиного жира. При обжаривании жирной части свинины высвобождается большая часть жира в свинине и, наконец, остается остаток масла. Вред остатка масла для организма человека зависит от количества потребления.
Где вообще существует излучение электромагнитного поля?
Согласно закону всемирного тяготения Ньютона, мы знаем, что Земля представляет собой мощное магнитное поле, в том числе Солнце, Луна, гром и молния, а также другие планеты, которые могут создавать излучение электромагнитного поля.
Когда вы идете по дороге, вы подвергаетесь воздействию солнечного ультрафиолетового излучения и светового излучения. Это более распространенное излучение естественного электромагнитного поля.
В то же время люди также используют технологию электромагнитной связи для ускорения модернизации социальной информации.
И применить это к нашей реальной жизни, такой как подстанции, базовые станции связи, беспроводные маршрутизаторы, индукционные плиты, мобильные телефоны и т. д., которые будут в той или иной степени отражать излучение электромагнитного поля для людей.
Какова безопасная величина излучения электромагнитного поля?
В соответствии с требованиями внутреннего стандарта безопасности для излучения электромагнитного поля напряженность электрического поля не может превышать 4000 В/м , а напряженность магнитного поля не может превышать 100 микро Стелла.
Как показано в следующей таблице, в соответствии с минимальным значением интенсивности излучения электромагнитных волн и их частотным диапазоном, наносящим вред человеческому телу, стандарт допустимой интенсивности излучения электромагнитных волн в окружающей среде делится на две категории.
Стандарт первого уровня представляет собой безопасную зону, в которой люди, которые длительное время живут в условиях напряженности электромагнитных волн этой среды, получают меньше излучения электромагнитных волн.
Второй уровень – это средняя область. Когда люди живут под воздействием электромагнитных волн, в этих средах могут возникнуть потенциальные неблагоприятные реакции.
| Wavelength | unit | allowable field strength | |
| Level 1 (safe area) | Level 2 (middle area ) | ||
| , средняя и короткая волна | В/м | <10 | <25 |
| . <12 | | ||
| Микроволновая печь | мкВт/㎝2 | <10 | <40 |
| . если поля флуктуаций рассеяны, это определяется путем взвешивания составной напряженности поля. | |||
Стандарт классификации уровня излучения электромагнитных волн в окружающей среде
Взяв в качестве примера мобильный телефон, значение излучения электромагнитного поля мобильного телефона составляет от 0,03 до 0,7, а величина излучения электромагнитного поля зависит от мощности сигнала.
Когда мобильный телефон находится в подключенном состоянии, значение излучения является самым высоким и составляет 4,0 мГс.
При расстоянии от мобильного телефона 5 см, 10 см и 15 см пиковые значения
Вред излучения электромагнитного поля
- Человеческое тело длительное время подвергается воздействию излучения электромагнитного поля, а центральная изменится нервная система и частота сердечных сокращений. Например, условно-эмиссионная активность тормозится или замедляется, аритмия или быстрее и т.д.
- Излучение электромагнитного поля вызовет качественные изменения в крови, лимфатической жидкости и клетках. У детей, длительное время проживающих в условиях повышенного излучения электромагнитного поля, относительно высока вероятность развития лейкемии.
- Радиационное загрязнение электромагнитным полем является стимулом для повреждения системы кровообращения, иммунной системы и метаболической функции человека. Это может ускорить образование и разрушение раковых клеток.
- Когда Беременные женщины, подвергшиеся воздействию излучения электромагнитного поля, склонны к самопроизвольному аборту или гипоплазии плода.
Как предотвратить влияние излучения электромагнитного поля?
- Электроприборы не следует размещать слишком концентрированно, чтобы избежать проживания в среде с чрезмерной дозой излучения электромагнитного поля.
- Все виды электромагнитного оборудования не должны использоваться слишком долго. Прекратите использовать их надлежащим образом, чтобы дать глазам отдохнуть и расслабиться.
- После прекращения использования электроприбора. Он не должен находиться в режиме ожидания или в спящем состоянии. Выделяется небольшое количество радиации.
Он не должен находиться в режиме ожидания или в спящем состоянии. Выделяется небольшое количество радиации.
- Старайтесь держаться подальше от объектов с сильным электромагнитным излучением, особенно от детей, пожилых людей и беременных женщин.
- Ежедневно ешьте больше продуктов, богатых витамином А, С и белком, чтобы усилить способность защищать от радиации.
- Выбирайте кухонное оборудование с меньшим излучением электромагнитного поля, чтобы предотвратить влияние излучения электромагнитного поля на источник.
Каково излучение электромагнитного поля индукционной плиты?
Вред индукционной плите в основном исходит от излучения электромагнитного поля, а мощность его излучения зависит от значения утечки электромагнитных волн индукционной плиты.
Величина излучения электромагнитного поля индукционных варочных панелей составляет лишь одну шестидесятую от мощности мобильных телефонов.
Когда значение утечки электромагнитной волны невелико, это тип электромагнитного оборудования с меньшим влиянием излучения.
Как создается излучение электромагнитного поля индукционной плиты?
Индукционные горелки используют электромагнитную индукцию для создания электромагнитных вихревых токов для нагревания пищи. При их работе генерируются низкочастотные электрические и магнитные поля, которые вызывают электромагнитное загрязнение окружающей среды в определенном диапазоне.
Однако, поскольку электромагнитное поле излучает излучение электромагнитного поля в верхнюю часть кастрюли, оно образует замкнутое магнитное поле в нижней части варочной панели.
Таким образом, большая часть излучения электромагнитного поля будет использоваться для нагревания пищи, а излучение электромагнитного поля для внешнего тела человека или окружающей среды меньше.
Как уменьшить электромагнитное излучение плиты индукционной плиты?
- Чтобы купить индукционную продукцию Kitchenaid более высокого качества, которая может гарантировать качество.
