Эдс направление: Лекция 6. Направление эдс, тока, напряжения. Второй закон Кирхгофа.Электрические цепи переменного тока. Характеристики переменного тока

Лекция 6. Направление эдс, тока, напряжения. Второй закон Кирхгофа.Электрические цепи переменного тока. Характеристики переменного тока

Для однозначного описания процессов в электрической цепи необходимо знать не только значение величин, но и направление этих величин.

За направление тока принято движение положительных зарядов от большего потенциала к меньшему (φ_А>φ_В).

Направление напряжения в элементе электрической цепи совпадает с направлением тока в данном элементе (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Направление тока и напряжения

Рис.6.2. Направление ЭДС внутри источника

Направление ЭДС внутри источника – в сторону большего потенциала (рис. 6.2).

ЭДС самоиндукции направлена внутри катушки в сторону большего потенциала (рис. 6.3).

Рис. 6.3 – Направление ЭДС внутри катушки

При указанном направлении ЭДС самоиндукции правило Ленца уже учтено.

. (6.1)

Единица измерения ЭДС: [e] = 1 В.

Второй закон Кирхгофа

Алгебраическая сумма падений напряжений в любом замкнутом контуре численно равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре:

, (6.2)

где – падение напряжения на i-том элементе электрической цепи;n, m – соответственно число элементов и источников замкнутого участка электрической цепи;– ЭДСk-того источника.

Алгебраическая сумма означает, что токи, напряжения, ЭДС (I,U,e) могут браться со знаком «+» или со знаком «–».

Направления обхода контура и токов в ветвях цепи выбирается произвольно.ЭДС и паде­ния напряжения, совпадающие по направлению с направлением обхода, берутся со знаком «+», иначе – со знаком «–».

Рассмотрим замкнутый участок электрической цепи, который представляет часть более сложной электрической схемы (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Замкнутый участок электрической цепи

Согласно выражению (6.2) для рис. (6.3) уравнение имеет вид:

. (6.4)

Электрические цепи переменного тока. Характеристики переменного тока

Электрическая энергия в большинстве случаев производится, распределяется, потребляется в виде электроэнергии переменного тока. В первую очередь это обусловлено тем, что переменный ток легко передавать с одного места в другое.

В цепях переменного тока значение тока, напряжения, ЭДС периодически меняются по гармоническому закону, а сами изменения величин называются гармоническими колебаниями

;, (6.5)

где х– переменная функция, роль которой могут игратьi,u,e, и т.д.;

А – амплитуда колебаний, т.е. максимальное значение колеблющейся величины;

– полная фаза колебаний;

– циклическая частота собственных гармонических колебаний.

Значение А удовлетворяет следующим условиям:

1);

2) так как , то.

Амплитуда определяется первоначальным толчком энергии, который выводит колеблющуюся (энергию) систему из положения равновесия.

Пусть , тогда при, т.е.– фаза колебания в начальный момент времени. Она называется начальной фазой колебания и определяется выбором начала отсчета времени.

Периодом Т называется промежуток времени, за который фаза колебаний изменяется на 2π, размерность периода .

Рассмотрим два момента времени t₁мt₂:

; (6.7)

; (6.8)

. (6.9)

Согласно определению периода

или , (6.10)

Единица циклической частоты: .

Частота ν– число полных колебаний за 1 секунду.

. (6.11)

Единица частоты:.

1 Гц – это частота таких колебаний, при которых за 1 секунду совершается одно полное колебание.

, (6.12)

Таким образом, – физическая величина, численно равная числу полных колебаний за время.

Рис. 6.4. График гармонических колебаний

Целесообразность использования гармонических законов по сравнению с негармоническими обусловлена следующими факторами:

Помогите решить / разобраться (Ф)

Сообщения без ответов | Активные темы | Избранное

amoral10	Направление ЭДС индукции по определению (definition) 20.03.2013, 16:42
13/04/12 60 Lviv	Здраствуйте, уважаемые форумчане. Вот столкнулся с вопросом определения направления ЭДС индукции при заданной полярности. Дан провод в перпендикулярном магнитном поле и он движется под углом к направлению линий индукции поля. Направление движения (вверх или вниз) не указывается, но даны полярности “плюс” и “минус”. Вопрос: Какое, по определению, направление есть направлением ЭДС индукции — от “плюса” к “минусу” или же от “минуса” к “плюсу”? P.S. С направлением тока, которое можно найти по правилу Ленца, у меня проблем нет. Проблема только в определении (DEFINITION) направления ЭДС. P.S.S. Русский не является для меня родным языком, поэтому еще сформулирую вопрос на английском: Which of two directions — from “plus” to “minus” or from “minus” to “plus” — is, by definition, the direction of the induced EMF, if “plus” and “minus” are the polarities of a conductor wire?

BISHA	Re: Направление ЭДС индукции по определению (definition) 20. 03.2013, 17:55
Заблокирован 08/01/09 ∞ 1098 Санкт – Петербург	amoral10 в сообщении #698873 писал(а): от “минуса” к “плюсу” Выбирается по направлению движения положительного заряда в проводнике. amoral10 в сообщении #698873 писал(а): С направлением тока, которое можно найти по правилу Ленца Лучше направление тока находить по силе Лоренца.

rustot	Re: Направление ЭДС индукции по определению (definition) 20. 03.2013, 20:53
Заслуженный участник 29/11/11 4390	у эдс вроде нет направления в определении, это скаляр… ток, вызванный этой эдс в замкнутой цепи при отсутствии других эдс внутри источника направлен от – к +, а во внешней цепи от + к –

Показать сообщения за: Все сообщения1 день7 дней2 недели1 месяц3 месяца6 месяцев1 год Поле сортировки АвторВремя размещенияЗаголовокпо возрастаниюпо убыванию

Страница 1 из 1

[ Сообщений: 3 ]

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей

Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения

Найти:

электромагнетизм – Направление ЭДС

спросил 8 лет, 6 месяцев назад

Изменено 8 лет, 6 месяцев назад

Просмотрено 2к раз

$\begingroup$

Я читал об электромагнитной индукции и наткнулся на ЭДС. Теперь в моем учебнике по мере развития теории много раз говорилось о направлении ЭДС.

Но они не определили это четко. Когда я искал в Google, я получил это-

Электродвижущая сила, также называемая ЭДС (измеряется в вольтах), представляет собой напряжение, развиваемое любым источником электроэнергии, таким как батарея или динамо-машина.[2]

Слово «сила» в данном случае используется для обозначения не механической силы, измеряемой в ньютонах, а потенциала, или энергии на единицу заряда, измеряемой в вольтах.

В электромагнитной индукции ЭДС может быть определена вокруг замкнутого контура как электромагнитная работа, которая будет передана единице заряда, если он пройдет один раз по этому контуру

Итак, если это действительно проделанная работа, то почему у нее есть направление?

• электромагнетизм
• индукция

$\endgroup$

$\begingroup$

Определение ЭДС включает линейный интеграл. Для всех линейных интегралов требуется указанная начальная точка , конечная точка , путь и . Вы можете назначить направление пути, так что вы можете свободно соединить “направление” и “ЭДС”.

Я говорю приблизительно, потому что сама ЭДС не имеет направления, но вам нужно выбрать направление, чтобы получить значение ЭДС.

Когда вы освоитесь с линейными интегралами, вы сможете убедить себя, что изменение направления траектории на противоположное равносильно изменению знака интеграла по траектории. Именно из-за этого можно сказать, что «ЭДС вверх положительна» и, что то же самое, «ЭДС вниз отрицательна». Направления здесь относятся к направлению выбранного пути.

$\endgroup$

4

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

электромагнетизм – Что такое определение направления ЭДС индукции?

спросил 1 год, 1 месяц назад

Изменено 1 год, 1 месяц назад

Просмотрено 384 раза

$\begingroup$

Этот пост состоит из двух вопросов, каждый из которых так или иначе относится к аспектам направленности ЭДС. Я не смог включить оба вопроса в заголовок, поэтому выбрал самый волнующий.

Введение: Чтобы понять вопросы, нам нужно понять значение ЭДС индукции для покоящегося контура . Для такой петли ЭДС определяется как работа, совершаемая чистым НЕконсервативным электрическим полем над зарядом, деленная на заряд. Следовательно, это скалярная величина. Математически: $\epsilon =\oint_C\vec{E}\cdot d\vec{l}.$ Но что такое $d\vec{l}?$ Это вектор, представляющий элемент на петле длины $dl$ и направление его направления касательно к кривой. Но таких направлений два, оба противоположные друг другу (см. рис.). Следовательно, мы можем вычислить ЭДС $\epsilon$ двумя способами; один против часовой стрелки, а другой против часовой стрелки. 9{nd}$ question: Во многих книгах и статьях используется “направление ЭДС индукции”. Что означает направление ЭДС индукции? Это скалярная величина и, следовательно, не имеет направления в том смысле, в каком оно есть у векторов. Что здесь означает направление? Что это означает с физической точки зрения, когда мы говорим, что ЭДС индукции направлена ​​по часовой стрелке, если смотреть из точки петли? Означает ли ЭДС индукции здесь ток?

---

Примечание. Первоначально этот вопрос также состоял из этого вопроса, но я обнаружил, что он делает мой вопрос слишком длинным и запутанным.

• электромагнетизм
• потенциал
• напряжение
• определение
• электромагнитная индукция

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Вы можете получить ЭДС индукции без результирующего индуцированного тока и, следовательно, без «противодействия», но тогда работа не будет выполнена. Таким образом, любое упоминание об индуцированном токе следует рассматривать как рассмотрение того, что может произойти, если позволить протекать индуцированному току.

Ваш вопрос о направлении решен, если вы будете следовать правилу правой руки, как показано на диаграмме ниже.

Определить направление единичного вектора нормали к площади $\hat n$, а затем определить положительное направление линейного интеграла вокруг петли $C$ по правилу правой руки, например, большим пальцем правой руки в направлении единичного вектора нормали, а согнутые пальцы правой руки дают положительное направление линейного интеграла.

Предположим, что магнитное поле направлено в направлении $\hat n$ и увеличивается, тогда $\vec B\cdot \hat n$ положительно, и поэтому правая часть закона Фарадея, $-\frac {d\ phi}{dt}$ будет отрицательным.
Линейный интеграл в левой части, ЭДС $(\displaystyle \oint _{\rm C} \vec E\cdot d \vec l)$, таким образом, будет отрицательным, т.е. по часовой стрелке, если смотреть сверху в диаграмма.
Это также будет направление индуцированного тока, которое согласуется с Ленцем.

---

$\displaystyle \oint_{\rm C} \vec E\cdot d \vec l$ – работа, совершаемая электрическим полем над единичным положительным зарядом, когда заряд проходит полный контур, находящийся в состоянии покоя.
В моем примере направление электрического поля по часовой стрелке, что означает, что индуцированный ток (движение положительных зарядов) направлен по часовой стрелке.
Это вызвано ЭДС индукции, которая также направлена ​​по часовой стрелке, поскольку она перемещает положительные заряды таким образом, т. е. в направлении, противоположном стрелке с $C$ рядом с ней.

$\endgroup$

2

$\begingroup$

1. Оба метода/закона применимы для определения направления. По мне, есть только одно отличие. Первый метод, использующий правило левой руки, можно назвать «уловкой», поскольку он не дает объяснения, почему он работает. С другой стороны, закон Ленца объясняет, почему индуцированный ток должен препятствовать изменению магнитного поля (сохранение энергии).

2. Направление ЭДС физически связано с направлением индукционного тока. Я не понимаю, в чем заключается ваш вопрос, поэтому я не знаю, отвечает ли это на ваш вопрос.

3. Вы можете принять направление $d \vec l$ в любом из двух направлений. Если вы выберете определенное направление, то вы будете знать направление $d\vec A$ при расчете магнитного потока по правилу правой руки. Это будет вдоль большого пальца, если согнуть пальцы вдоль петли в направлении $d \vec l$. Теперь вы можете вычислить скалярные произведения в $\oint_C\vec{E}\cdot d\vec{l}=-\frac{d\phi_m}{dt}$, и оба способа обеспечат правильное направление.

$\endgroup$

3

$\begingroup$

1. Оба закона верны. Знак -ve в законе Фарадея указывает направление ЭДС. В то время как Ленца утверждает, что направление индуцируемой ЭДС таково, что оно противостоит причине, вызвавшей эдс. Итак, закон Ленца дает нам направление индуцированной ЭДС.

Например, предположим, что ток в проводящей петле увеличивается со временем. Таким образом, магнитный поток через петлю будет увеличиваться, и, следовательно, в петле будет индуцироваться ЭДС. Тогда по закону Ленца направление ЭДС будет противодействовать увеличению тока. Таким образом, ток, создаваемый (индуцированный ток) из-за индуцированной ЭДС, будет противоположен фактическому направлению тока. Что в результате создает магнитное поле, противоположное увеличивающемуся магнитному полю, создаваемому из-за фактического увеличения тока. Таким образом, оба закона указывают одно и то же направление, но закон Фарадея также дает величину индуцируемой ЭДС.

2. Под направлением мы просто подразумеваем полярность индуцируемого ЭДС. Если мы предположим, что ЭДС индукции похожа на батарею, то ее более высокая полярность будет в направлении тока, индуцированного для противодействия изменению потока. Но всегда помните, что ЭМП только попытается противостоять, но не будет полностью противодействовать делу. Но ЭДС, наведенная в сверхпроводнике, сможет это сделать.

3. Это вопрос математики. Мы всегда берем маленький элемент вместе с изменением. Так как здесь мы интегрируем по петле, то изменение длины мы всегда берем по электрическому полю или по компоненте электрического поля.