Добавить материал

и получить 10 документов
и свидетельство автора

Изображение пользователя Шитик Татьяна Вацлавовна Шитик Татьяна Вацлавовна

Презентация по электротехнике на тему "Основные свойства магнитного поля"

  • Презентации учебные
  • ppt
  • 01.05.2017
Публикация на сайте для учителей

Публикация педагогических разработок

Бесплатное участие. Свидетельство автора сразу.
Мгновенные 10 документов в портфолио.

Добавить материал
Презентация используется на занятиях электротехники и электроники в СПО для технических специальностей в том числе и речных. Раздел в который входит презентация - Электромагнетизм, тема - магнитные цепи. Презентация состоит из 25 слайдов и рассчитана на 2 пары по 90 минут.
Иконка файла материала Основные свойства магнитного поля.ppt
1. Магнитная индукция. 2. Магнитная проницаемость. 3. Магнитный поток. 4. Принцип непрерывности магнитного  потока. 5. Потокосцепление. 6. Магнитное напряжение и  магнитодвижущая сила. 7. Закон полного тока.
Основной  физической  величиной,  характеризующей  магнитное  поле  в  каждой  ее  точке,  является магнитная индукция. Магнитная  индукция  B  характеризует  силовое  действие  магнитного  поля  в  данной  точке.  Она  численно  равна  силе,  с  которой  магнитное  поле  действует на движущееся точечное заряженное тело –  частиц с малым положительным зарядом, отнесенной к  произведению  заряда  частиц  q  и  скорость  v  ее  движения  в  том  направлении,  в  котором  сила  максимальна:  B  =  F  /  q  ∙  υ.  Единица  магнитной  индукции – тесла (Тл).
как  сила,  индукция,  Магнитная  ее  определяющая,  –  векторная  величина.  Направление  вектора  магнитной  индукции  B  перпендикулярно  векторам  силы  F  и  скорости  V.  Если  правый  винт  (буравчик) вращать в направлении от вектора силы F  к  вектору  скорости  V  частицы  с  положительным  зарядом, то поступательное движение винта укажет  направление вектора магнитной индукции. Линии  магнитной  индукции.  Магнитное  поле  графически  изображают  линиями  магнитной  индукции  или,  короче  магнитными  линиями.  Они  проводятся  так,  чтобы  касательные  к  ним  в  любых  точках  совпадали  с  векторами  магнитной  индукции  в этих точках.
и  Магнитное  поле  Различают  однородные  неоднородные  магнитные  поля.  Магнитное  поле  называется  однородным,  если  векторы  магнитной  индукции  B  во  всех  точках  поля  имеют  одинаковые  значения  и  направления.  считается  неоднородным,  если  векторы  магнитной  индукции  в разных точках поля имеют разные значения и (или)  направления.  На  рис.  1.  показаны  примеры  графического  изображения  магнитных  полей  при  помощи магнитных линий. Рис. 1. Однородное (а)  и неоднородное (б) поле
(материала)  пользуются  понятием  Абсолютная магнитная проницаемость.  Для  характеристики  магнитных  свойств  вакуума  и  вещества    абсолютной магнитной проницаемости. Абсолютная  магнитная  µа  характеризует  способность  вещества  или  вакуума  накапливать магнитное поле с его энергией и массой  в  каждой  единице  объема.  Единица  измерения  абсолютной  магнитной  проницаемости  –  генри  на  метр (Гн/м). проницаемость,
Магнитная  вакуума  постоянная.  проницаемость  Абсолютная  магнитная  называется  магнитной  постоянной.  В  международной  системе  СИ магнитная постоянная:  ≈ µо = 4 ∙10π ­7 Гн/м   12,5 ∙ 10 ­7 Гн/м. Электрическая  постоянная  εо  связана  с  магнитной соотношениемя: εо ∙  µо = 1/Со2, где Со   3 ∙ ≈ 108  м/с  –  скорость  света  в  вакууме,  которого  определяется экспериментально. Относительная  магнитная  проницаемость.  Отношение  абсолютной  магнитной  проницаемости  к  магнитной  постоянной  называется  относительной  магнитной  проницаемостью,  или  просто  магнитной  проницаемостью, Гн/м: µr = µа/ µо и
µа = µо ∙ µr = 12,5 ∙ µr ∙ 10­7 Относительная  магнитная  проницаемость  µr  –  это  число,  показывающее,  во  сколько  раз  сила,  действующая  на  проводник  с  током  со  стороны  магнитного  поля  в  данном  материале,  больше  силы,  действующей на тот же проводник с током в вакууме.  В  практических  расчетах  принимают  обычно  магнитную  проницаемость  воздуха  равной  единице,  то есть для воздуха считают µr = 1 или µа = µо.
потоком  магнитным    Поток  вектора  магнитной  индукции  или,  однородного  короче,  магнитного  поля  называют  произведение  магнитной  индукции  B  и  площади  S  плоской  поверхности,  перпендикулярной линиям магнитной индукции: Ф =  В  ∙  S.  Вектор  B  не  перпендикулярен  поверхности  площади S, то Ф = Вn ∙ S = В ∙ S ∙ cos α. Рис. 2. Определение  магнитного потока
определить,  Здесь  нормальная  составляющая  Вn  определяется  аналогично  нормальной  составляющей  Еn  на  рис.  2.  Единица  магнитного  потока  –  вебер  (Вб  =  Тл  ∙  м2).  В  случае  неоднородного  магнитного  поля  магнитный  поток  можно  предварительно  поверхность  площадью  S  разбить  на  столь  малые  элементы ds, чтобы в пределах одного элемента можно  было считать поля однородным.  Подсчитав  поток  вектора  магнитной  индукции  сквозь  каждый элемент площадки и просуммировав результаты,  можно  определить  поток  вектора  магнитной  индукции  сквозь поверхность в неоднородном поле. если
Математически  такая  операция  сводится  к  интегрированию. В случае неоднородного магнитного  поля магнитный поток определяется выражением:  Ф   d∫ Ф =  =   ∫ Bn ∙ ds. Пример  1.  Определить  магнитный  поток  сквозь  плоскую  поверхность  площадью  S  =  100  см2,  находящуюся  в  однородном  магнитном  поле,  если  нормаль к плоскости образует с магнитными линиями  угол 30о, магнитная индукция поля В = 1,2 Тл. Решение: Находим магнитный поток : Ф = B ∙  S ∙ cos α = 1,2 ∙ 100 ∙10­4 ∙ cos 30о = 10,4 ∙ 10­3 Вб.
Вокруг провода с током и внутри провода есть  магнитное поле. Графически и это поле изображается  магнитными  линиями,  положительное  направление  которых определяется по правилу винта (буравчика).  Согласно  этому  правилу  (рис.  3,  а)  направление  магнитной  с  направлением  вращения  головки  правого  винта  (рукоятки  буравчика),  если  ввертывать  винт  по  направлению тока в проводнике. проводника  линии  совпадает
Рис. 3. Магнитное поле электрического тока в прямолинейном  проводе (а), в цилиндрической катушке (б) Для определения направления магнитных линий  в  катушке  (контуре)  с  током  удобнее  пользоваться  другой  формулировкой  правила  правого  винта:  если  направление  вращения  головки  винта  совпадает  с  направлением  магнитных  линий  сквозь  поверхность,  ограниченную контуром тока (рис. 3, б).
Для  этой  же  цели  можно  воспользоваться  и  следующим  правилом:  если  четыре  пальца  правой  руки наложить на витки катушки в направлении тока  в  витках,  то  отставленный  в  сторону  большой  палец  укажет  направление  магнитных  линий  внутри  катушки.  Опыт  показывает,  что  магнитные  линии  всегда  замкнуты,  то  есть  не  имеют  начал  и  концов.  Теория  распространяет  этот  опытный  факт  на  случаи,  экспериментальное  исследование  магнитного  поля,  на  магнитные  поля  внутри  твердых  тел,  и  утверждает,  что линии магнитной индукции в любом материале не  имеют начал и концов. В этом заключается принцип  непрерывности магнитного потока. невозможно  когда  например
Из принципа непрерывности магнитного потока  следует,  что  магнитный  поток,  входящий  в  область,  ограниченную замкнутой поверхностью, всегда равен  потоку,  выходящему  из  этой  области,  то  есть  магнитный  поток  сквозь  замкнутую  поверхность  всегда  равен  нулю.  В  общем  случае  это  следствие  записывается так: Ф =   ∫ Bn ∙ ds = 0. Из принципа непрерывности магнитного потока  следует,  что  при  переходе  из  одной  среды  в  другую  (например,  из  железа  в  воздух)  магнитный  поток  сохраняет неизменным свое значение.
Если  проводник  с  током  образует  несколько  витков, как у катушки с током в витках (рис. 5.3, б),  то  магнитное  поле  такого  проводника  принято  характеризовать потокосцеплением. Потокосцеплением  называют алгебраическую    сумму магнитных потоков, сцепленных с отдельными  витками  проводника  с  током:  Ψ  =  Ф1  +  Ф2  +  …  +  Фn.где  Ф1,  Ф2,  …,  Фn  –  магнитные  потоки,  сцепленные с отдельными витками; n – число витков.   Ψ измеряется  в  тех  же  единицах,  Потокосцепление  что и магнитный поток, т.е. в веберах (Вб).
На  рис.  4.  показано  рисунке  принято  условно,  различие  между  понятиями  магнитного  потока  Ф  и  потокосцеплением  Ψ.  На  что  число  магнитных линий     Рис. 4. Определение  равно   магнитному   потоку    потокосцепления  Ф. В общем случае потоки Ф1, Ф2, …,  Фn не равны между собой. Однако для катушки с числом  витков  W  их  можно  считать  приближенно  равными  и  определять потокосцепление катушки с током (рис. 3,б)  ,  где  Ф  –  магнитный  поток,  по  формуле:  сцепленный с одним из витков катушки.     Ψ   =  W  ∙  Ф
При расчетах магнитных полей по формальной  пользуются  электрическим  аналогии  понятием о магнитной напряженности. с  полем  В  однородном  электрическом  поле  (рис.  5,  а)  электрическое  напряжение  между  двумя  точками  в  и  с,  находящимися  на  одной  линии  поля,  было  напряженности  определено  электрического  поля  и  расстояния  между  данными  точками Ubс =  как   ε ℓbс. произведение  По  аналогии  в  магнитном  поле  магнитное  напряжение между точками b и c: Uмbс = Н ℓbс.
Где  Н  –  напряженность  магнитного  поля  (рис.  5,  б);  ℓbс  –  между  точками,        Магнитное напряжение магнитной линии.      Рис. 5. К определению  измеряется в амперах (А).    магнитного напряжения расположенными  на  одной  однородного  расстояние    Если  необходимо  определить  магнитное  напряжение  между  двумя  точками  однородного  магнитного  поля,  расположенными  на  разных  магнитных линиях, то его определяют по формуле: Uм = Н cos α ℓbс = Нℓ ℓbс
При  этом  элементы  dℓ  выбираются  такими,  чтобы  в  пределах  каждого  из  них  можно  было  считать магнитную напряженность неизменной. Магнитное  напряжение,  вычисленное  вдоль  какого­либо  называют  магнитодвижущей  силой  (МДС)  или  циркуляцией  вектора напряженности магнитного поля. замкнутого  контура,  В  общем  случае  неоднородного  магнитного  поля МДС: F =   Н∫ ℓ dℓ. Здесь  символ   ∫ означает,  что  интеграл  производится по замкнутому контуру. Так  же  как  и  магнитное  напряжение,  МДС  измеряется в амперах.
Полным  током  ΣI  называется  алгебраическая  сумма  токов  сквозь  поверхность,  ограниченную  замкнутым контуром. Например,  при  трех  проводах  с  токами,  изображенных  на  рис.  6,  полный  ток  сквозь  поверхность S, ограниченную замкнутым контуром, ΣI  = I1 – I2 + I3. При определении полного тока ΣI знаки  токов  определяются  при  помощи  правила  правого  винта:  если  головку  винта  вращать  в  направлении  обхода  контура,  то  поступательное  движение  винта  укажет направления токов, которые входят в сумму со  знаком плюс (остальные – со знаком минус).
На основании закона Био­ Савара­Лапласа  доказать, что МДС вдоль  всякого  равна полному току сквозь  можно  замкнутого контура  поверхность, ограниченную             Рис. 6. Определение  этим контуром.        Это  полного тока положение   называется    Н∫ ΣI.  Если  законом  полного  тока:  F  =  ΣI  или  контур, вдоль которого определяется МДС, совпадает с  магнитной линией, то во всех точках этого      контура      вектор      напряженности. В этом случае закон полного  тока записывается так:   ℓ  d   =  ℓ  ∫ Нℓ d  = ℓ ΣI.
основной  физической  1.  Какой  величиной  характеризуется  магнитное  поле?  Чем  эта  величина  определяется, и в каких единицах она измеряется? 2.  Что  характеризуют  абсолютная  и  относительная  магнитная проницаемости вещества? 3.  Какие  величины  называют  магнитным  потоком  и  потокосцеплением?     В каких единицах измеряются  эти величины? 4.  В  чем  заключается  принцип  непрерывности  магнитного потока?
Какие  называют  величины  5.  Как  математики  записывают  закон  Био­Савара­ Лапласа? 6.  магнитным  напряжением  и  магнитодвижущей  силой?  В  каких  единицах они измеряются? 7. В чем заключается закон полного тока? 8.  Какими  формулами  определяется  напряженность  магнитного  поля  прямолинейного  провода  с  током:  а) внутри провода; б) вне провода?
1. Магнитный поток в сердечнике катушки равен 0,5 ∙ 10–3  Вб.  Чему  равна  магнитная  индукция  поля  в  сердечнике,  если площадь поперечного сечения сердечника S = 20 см2. 2.  Определите  потокосцепление  катушки,  если  число  витков катушки       w = 500, площадь поперечного сечения  сердечника S = 12 см2 и магнитная индукция в сердечнике  В = 0,9 Тл. 3.  Определите,  с  какой  скоростью  электрон  движется  перпендикулярно  магнитным  линиям  однородного  поля,  если сила, действующая на электрон, равна 2,4 ∙ 10–16 Н, а  индукция В = 1,5 Тл.
4.  Определите,  с  какой  скоростью  электрон  движется  перпендикулярно  магнитным  линиям  однородного  поля,  если сила, действующая на электрон, равна 2,4 ∙ 10–16 Н, а  индукция В = 1,5 Тл. 5.  Определите  магнитный  поток  сквозь  площадку,  расположенную  перпендикулярно  магнитным  линиям  однородного  поля,  если  ее  площадь  S  =  10  см2,  а  индукция В = 1,5 Тл. 6. Определите, с какой силой магнитное поле с индукцией  В  =  0,8  Тл  действует  на  прямолинейный  провод  длиной  0,3  м,  расположенный  перпендикулярно  магнитным  линиям, если ток в проводе I = 125 А.

Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.

Посмотрите также