يتم قياس التدفق المغناطيسي. التدفق المغناطيسي - المعرفة هايبر ماركت
الفيض المغناطيسي
الفيض المغناطيسي(الرمز F)، مقياس لقوة ومدى المجال المغناطيسي. التدفق عبر المنطقة A بزوايا قائمة لنفس المجال المغناطيسي هو Ф=mNA، حيث m هي النفاذية المغناطيسية للوسط، وH هي الشدة حقل مغناطيسي. كثافة التدفق المغناطيسي هي التدفق لكل وحدة مساحة (الرمز B)، وهو يساوي H. يؤدي التغير في التدفق المغناطيسي عبر موصل كهربائي إلى إحداث قوة محركة كهربائية.
القاموس الموسوعي العلمي والتقني.
ترى ما هو "التدفق المغناطيسي" في القواميس الأخرى:
تدفق ناقل الحث المغناطيسي B عبر أي سطح. الفيض المغناطيسيمن خلال مساحة صغيرة dS، حيث لا يتغير المتجه B، يساوي dФ = ВndS، حيث Bn هو إسقاط المتجه على الوضع الطبيعي للمنطقة dS. التدفق المغناطيسي Ф خلال النهائي ... ... كبير القاموس الموسوعي
- (تدفق الحث المغناطيسي)، التدفق Ф للناقل المغناطيسي. الحث B من خلال c.l. سطح. يتم التعبير عن M. p. dФ من خلال مساحة صغيرة dS، والتي يمكن من خلالها اعتبار المتجه B دون تغيير، من خلال حاصل ضرب حجم المنطقة وإسقاط Bn للمتجه على ... ... الموسوعة الفيزيائية
الفيض المغناطيسي- قيمة عددية تساوي تدفق الحث المغناطيسي. [GOST R 52002 2003] التدفق المغناطيسي تدفق الحث المغناطيسي عبر سطح متعامد مع المجال المغناطيسي، ويعرف بأنه حاصل ضرب الحث المغناطيسي عند نقطة معينة والمنطقة ... ... دليل المترجم الفني
الفيض المغناطيسي- التدفق Ф لمتجه الحث المغناطيسي (انظر (5)) В عبر السطح S، الطبيعي للمتجه В في مجال مغناطيسي منتظم. وحدة التدفق المغناطيسي في SI (انظر) ... موسوعة البوليتكنيك الكبرى
قيمة تميز التأثير المغناطيسي على سطح معين. يتم قياس M. p بعدد خطوط القوة المغناطيسية التي تمر عبر سطح معين. القاموس الفني للسكك الحديدية. م: النقل الحكومي ... ... القاموس الفني للسكك الحديدية
الفيض المغناطيسي- كمية عددية تساوي تدفق الحث المغناطيسي... المصدر: ELEKTROTEHNIKA. مصطلحات وتعريفات المفاهيم الأساسية. GOST R 52002 2003 (تمت الموافقة عليه بموجب مرسوم معيار الدولة للاتحاد الروسي بتاريخ 01/09/2003 N 3 st) ... المصطلحات الرسمية
تدفق ناقل الحث المغناطيسي B عبر أي سطح. التدفق المغناطيسي عبر مساحة صغيرة dS، والتي لا يتغير فيها المتجه B، يساوي dФ = BndS، حيث Bn هو إسقاط المتجه على الوضع الطبيعي للمنطقة dS. التدفق المغناطيسي Ф خلال النهائي ... ... القاموس الموسوعي
الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية ويكيبيديا
الفيض المغناطيسي- تدفق الحث المغناطيسي لمتجه الحث المغناطيسي عبر أي سطح. لسطح مغلق، إجمالي التدفق المغناطيسي صفرمما يعكس طبيعة الملف اللولبي للمجال المغناطيسي أي غيابه في الطبيعة ... القاموس الموسوعي للمعادن
الفيض المغناطيسي- 12. التدفق المغناطيسي للحث المغناطيسي المصدر: GOST 19880 74: الهندسة الكهربائية. مفاهيم أساسية. مصطلحات وتعريفات الوثيقة الأصلية 12 ممغنط على ... كتاب مرجعي للقاموس لمصطلحات التوثيق المعياري والتقني
كتب
- ، Mitkevich V. F. يحتوي هذا الكتاب على الكثير مما لا يحظى دائمًا بالاهتمام الواجب متى نحن نتكلمحول التدفق المغناطيسي، وما لم يتم ذكره بشكل واضح بما فيه الكفاية أو لم يتم ذكره ...
- التدفق المغناطيسي وتحوله، VF Mitkevich.سيتم إنتاج هذا الكتاب وفقًا لطلبك باستخدام تقنية الطباعة عند الطلب. هناك الكثير في هذا الكتاب الذي لا يحظى بالاهتمام الواجب دائمًا عندما يتعلق الأمر...
من بين الكميات الفيزيائية، يحتل التدفق المغناطيسي مكانًا مهمًا. يشرح هذا المقال ماهيته وكيفية تحديد قيمته.
Formula-magnitnogo-potoka-600x380.jpg?x15027" alt="صيغة التدفق المغناطيسي" width="600" height="380">!}
صيغة التدفق المغناطيسي
ما هو التدفق المغناطيسي
هذه هي الكمية التي تحدد مستوى المجال المغناطيسي الذي يمر عبر السطح. يُشار إليه بـ "FF" ويعتمد على قوة المجال وزاوية مرور المجال عبر هذا السطح.
يتم حسابه وفقا للصيغة:
FF=B⋅S⋅cosα، حيث:
- FF - التدفق المغناطيسي.
- B هي قيمة الحث المغناطيسي.
- S هي مساحة السطح التي يمر من خلالها هذا المجال؛
- cosα هو جيب تمام الزاوية بين العمودي على السطح والتدفق.
وحدة القياس في النظام الدولي للوحدات هي "ويبر" (Wb). يتم إنشاء 1 ويبر بواسطة مجال 1 T يمر بشكل عمودي على سطح مساحته 1 متر مربع.
وبالتالي، يكون التدفق أقصى عندما يتطابق اتجاهه مع الاتجاه الرأسي ويساوي "0" إذا كان موازياً للسطح.
مثير للاهتمام.تشبه صيغة التدفق المغناطيسي الصيغة التي يتم من خلالها حساب الإضاءة.
مغناطيس دائم
أحد مصادر المجال هو المغناطيس الدائم. لقد كانوا معروفين منذ قرون. وكانت إبرة البوصلة مصنوعة من الحديد الممغنط، وفي اليونان القديمةكانت هناك أسطورة عن جزيرة جذبت الأجزاء المعدنية من السفن إلى نفسها.
هناك مغناطيس دائم أشكال متعددةومصنوعة من مواد مختلفة:
- الحديد - الأرخص، ولكن لديه قوة أقل جاذبية؛
- النيوديميوم - من سبيكة النيوديميوم والحديد والبورون.
- النيكو عبارة عن سبيكة من الحديد والألومنيوم والنيكل والكوبالت.
جميع المغناطيسات ثنائية القطب. هذا هو الأكثر وضوحا في أجهزة قضيب وحدوة الحصان.
إذا تم تعليق القضيب في المنتصف أو وضعه على قطعة عائمة من الخشب أو الرغوة، فسوف يدور في اتجاه الشمال والجنوب. ويسمى القطب الذي يشير إلى الشمال بالقطب الشمالي ويتم رسمه في الأجهزة المخبرية. لون ازرقويشار إليه بـ "N". أما الجهة المقابلة، التي تشير إلى الجنوب، فهي باللون الأحمر وعليها علامة "S". الأقطاب المتشابهة تجذب المغناطيس، والأقطاب المتقابلة تتنافر.
في عام 1851، اقترح مايكل فاراداي مفهوم الخطوط المغلقة للتحريض. تغادر هذه الخطوط القطب الشمالي للمغناطيس، وتمر عبر الفضاء المحيط، وتدخل الجنوب، وداخل الجهاز تعود إلى الشمال. أقرب الخطوط وشدة المجال تقع بالقرب من القطبين. وهنا أيضًا تكون قوة الجذب أعلى.
إذا تم وضع قطعة من الزجاج على الجهاز، وتم سكب برادة الحديد في الأعلى بطبقة رقيقة، فسيتم وضعها على طول خطوط المجال المغناطيسي. عند وجود عدة أجهزة بجانب بعضها البعض، ستظهر نشارة الخشب التفاعل بينها: الجذب أو التنافر.
Magnit-i-zheleznye-opilki-600x425.jpeg?x15027" alt="برادة المغناطيس والحديد" width="600" height="425">!}
برادة المغناطيس والحديد
المجال المغناطيسي للأرض
يمكن تمثيل كوكبنا كمغناطيس، ويميل محوره بمقدار 12 درجة. وتسمى تقاطعات هذا المحور مع السطح بالأقطاب المغناطيسية. مثل أي مغناطيس خطوط القوةتنتقل الأرض من القطب الشمالي إلى الجنوب. بالقرب من القطبين، يكونان متعامدين على السطح، لذلك لا يمكن الاعتماد على إبرة البوصلة هناك، ويجب استخدام طرق أخرى.
جزيئات "الرياح الشمسية" لها الشحنة الكهربائيةولذلك عند التحرك حولها يظهر مجال مغناطيسي يتفاعل مع مجال الأرض ويوجه هذه الجزيئات على طول خطوط القوة. وبالتالي فإن هذا المجال يحمي سطح الأرض من الإشعاع الكوني. ومع ذلك، بالقرب من القطبين، تكون هذه الخطوط متعامدة مع السطح، وتدخل الجسيمات المشحونة إلى الغلاف الجوي، مسببة الشفق القطبي.
المغناطيسات الكهربائية
في عام 1820، رأى هانز أورستد، أثناء إجراء التجارب، تأثير الموصل الذي يتدفق من خلاله تيار كهربائي على إبرة البوصلة. وبعد بضعة أيام، اكتشف أندريه ماري أمبير الجذب المتبادلسلكين يحملان التيار في نفس الاتجاه.
مثير للاهتمام.أثناء اللحام الكهربائي، تتحرك الكابلات القريبة عندما يتغير التيار.
اقترح أمبير لاحقًا أن هذا يرجع إلى الحث المغناطيسي للتيار المتدفق عبر الأسلاك.
في ملف ملفوف بسلك معزول يتدفق من خلاله تيار كهربائي، تعزز مجالات الموصلات الفردية بعضها البعض. لزيادة قوة الجذب، يتم لف الملف على قلب فولاذي مفتوح. يصبح هذا اللب ممغنطًا ويجذب الأجزاء الحديدية أو النصف الآخر من اللب في المرحلات والموصلات.
Elektromagnit-1-600x424.jpg?x15027" alt="المغناطيسات الكهربائية" width="600" height="424">!}
المغناطيسات الكهربائية
الحث الكهرومغناطيسي
عندما يتغير التدفق المغناطيسي، يتولد تيار كهربائي في السلك. هذه الحقيقة لا تعتمد على أسباب حدوث هذا التغيير: الإزاحة المغناطيس الدائمأو حركة سلك أو تغير في شدة التيار في موصل قريب.
اكتشف هذه الظاهرة مايكل فاراداي في 29 أغسطس 1831. أظهرت تجاربه أن EMF (القوة الدافعة الكهربائية) التي تظهر في دائرة محدودة بالموصلات تتناسب طرديًا مع معدل تغير التدفق الذي يمر عبر منطقة هذه الدائرة.
مهم!لحدوث المجالات الكهرومغناطيسية، يجب أن يعبر السلك خطوط القوة. عند التحرك على طول الخطوط، لا يوجد EMF.
إذا تم تضمين الملف الذي يحدث فيه المجال الكهرومغناطيسي في الدائرة الكهربائية، فسيظهر تيار في اللف، مما يخلق مجالًا كهرومغناطيسيًا خاصًا به في المحث.
حكم اليد اليمنى
عندما يتحرك موصل في مجال مغناطيسي، يتولد فيه مجال مغناطيسي. اتجاهها يعتمد على اتجاه حركة السلك. تسمى الطريقة التي يتم من خلالها تحديد اتجاه الحث المغناطيسي "الطريقة اليد اليمنى».
Pravilo-pravoj-ruki-600x450.jpg?x15027" alt="قاعدة اليد اليمنى" width="600" height="450">!}
حكم اليد اليمنى
حساب حجم المجال المغناطيسي مهم لتصميم الآلات الكهربائية والمحولات.
فيديو
إذا كان التيار الكهربائي، كما أظهرت تجارب أورستد، يخلق مجالًا مغناطيسيًا، ألا يمكن للمجال المغناطيسي بدوره أن يولد تيارًا كهربائيًا في الموصل؟ حاول العديد من العلماء بمساعدة التجارب العثور على إجابة لهذا السؤال، لكن مايكل فاراداي (1791 - 1867) كان أول من حل هذه المشكلة.
في عام 1831، اكتشف فاراداي أن تيارًا كهربائيًا ينشأ في دائرة موصلة مغلقة عندما يتغير المجال المغناطيسي. ويسمى هذا التيار التيار التعريفي.
يحدث التيار التحريضي في ملف الأسلاك المعدنية عندما يتم دفع المغناطيس إلى داخل الملف وعندما يتم سحب المغناطيس من الملف (الشكل 192)،
وأيضًا عندما تتغير قوة التيار في الملف الثاني، حيث يخترق المجال المغناطيسي الملف الأول (الشكل 193).
ظاهرة الحدوث التيار الكهربائيفي دائرة موصلة مغلقة مع تغيرات في المجال المغناطيسي الذي يخترق الدائرة يسمى الحث الكهرومغناطيسي.
يشير ظهور تيار كهربائي في دائرة مغلقة مع تغيرات في المجال المغناطيسي الذي يخترق الدائرة إلى عمل قوى خارجية ذات طبيعة غير كهروستاتيكية في الدائرة أو حدوثها EMF الحث.الوصف الكمي للظاهرة الحث الكهرومغناطيسييتم تقديمه على أساس إنشاء اتصال بين القوى الدافعة الكهربية الحثية والكمية الفيزيائية التي تسمى الفيض المغناطيسي.
الفيض المغناطيسي.بالنسبة لدائرة مسطحة تقع في مجال مغناطيسي موحد (الشكل 194)، فإن التدفق المغناطيسي Fمن خلال مساحة السطح ساستدعاء القيمة مساوية لمنتج معامل ناقل الحث المغناطيسي والمنطقة سوبواسطة جيب تمام الزاوية بين المتجه والعادي على السطح:
حكم لينز.تظهر التجربة أن اتجاه التيار التحريضي في الدائرة يعتمد على ما إذا كان التدفق المغناطيسي الذي يخترق الدائرة يزيد أو ينقص، وكذلك على اتجاه ناقل تحريض المجال المغناطيسي بالنسبة للدائرة. قاعدة عامة، مما يسمح بتحديد اتجاه التيار التعريفي في الدائرة، تم إنشاؤه في عام 1833 من قبل E. X. Lenz.
يمكن تصور قاعدة لينز بحلقة ألمنيوم خفيفة (الشكل 195).
تظهر التجربة أنه عند إدخال مغناطيس دائم تطرد الحلقة منه، وعند إزالتها تنجذب إلى المغناطيس. نتيجة التجارب لا تعتمد على قطبية المغناطيس.
يتم تفسير تنافر وجذب الحلقة الصلبة من خلال حدوث تيار تحريضي في الحلقة مع تغيرات في التدفق المغناطيسي عبر الحلقة والتأثير على التيار التعريفيحقل مغناطيسي. من الواضح أنه عندما يتم دفع المغناطيس إلى الحلقة، فإن تيار الحث الموجود فيه يكون له مثل هذا الاتجاه بحيث يتعارض المجال المغناطيسي الناتج عن هذا التيار مع المجال المغناطيسي الخارجي، وعندما يتم دفع المغناطيس للخارج، يكون للتيار التحريضي فيه مثل هذا الاتجاه الذي يتزامن فيه ناقل الحث لمجاله المغناطيسي مع اتجاه تحريض المتجه المجال الخارجي.
صياغة عامة قواعد لينز:إن التيار التعريفي الناشئ في دائرة مغلقة له اتجاه بحيث يميل التدفق المغناطيسي الناتج عنه عبر المنطقة التي تحدها الدائرة إلى التعويض عن التغير في التدفق المغناطيسي الذي يسبب هذا التيار.
قانون الحث الكهرومغناطيسي.أدت دراسة تجريبية لاعتماد القوى الدافعة الكهربية الحثية على التغير في التدفق المغناطيسي إلى إنشائها قانون الحث الكهرومغناطيسي:تتناسب القوة الدافعة الكهربية الحثية في حلقة مغلقة مع معدل تغير التدفق المغناطيسي عبر السطح الذي تحده الحلقة.
في SI، يتم اختيار وحدة التدفق المغناطيسي بحيث يكون معامل التناسب بين القوة الدافعة الكهربية الحثية والتغير في التدفق المغناطيسي هو يساوي واحد. حيث قانون الحث الكهرومغناطيسيتتم صياغته على النحو التالي: إن الحث emf في حلقة مغلقة يساوي معامل معدل تغير التدفق المغناطيسي عبر السطح الذي تحده الحلقة:
مع الأخذ في الاعتبار قاعدة لينز، يتم كتابة قانون الحث الكهرومغناطيسي على النحو التالي:
EMF من الحث في الملف.إذا حدثت تغييرات مماثلة في التدفق المغناطيسي في دوائر متصلة بالسلسلة، فإن المجال الكهرومغناطيسي التحريضي فيها يساوي مجموع المجال الكهرومغناطيسي التحريضي في كل دائرة. لذلك، عند تغيير التدفق المغناطيسي في الملف، يتكون من نلفات متطابقة من الأسلاك، إجمالي القوى الدافعة الكهربية الحثية نأضعاف تحريض EMF في دائرة واحدة:
بالنسبة للمجال المغناطيسي المنتظم، على أساس المعادلة (54.1)، يترتب على ذلك أن الحث المغناطيسي له هو 1 T، إذا كان التدفق المغناطيسي عبر دائرة 1 م 2 هو 1 Wb:
.
دوامة الحقل الكهربائي.
يسمح لك قانون الحث الكهرومغناطيسي (54.3) من المعدل المعروف لتغير التدفق المغناطيسي بإيجاد قيمة المجال الكهرومغناطيسي للتحريض في الدائرة وعند قيمة معروفةالمقاومة الكهربائية للدائرة تحسب القوة الحالية في الدائرة. ومع ذلك، فإنه لا يزال غير معلن المعنى الجسديظاهرة الحث الكهرومغناطيسي. دعونا نفكر في هذه الظاهرة بمزيد من التفصيل.
يشير حدوث تيار كهربائي في دائرة مغلقة إلى أنه عندما يتغير التدفق المغناطيسي الذي يخترق الدائرة، تؤثر القوى على الشحنات الكهربائية الحرة في الدائرة. سلك الدائرة ثابت، ويمكن اعتبار الشحنات الكهربائية المجانية فيه ثابتة. فقط المجال الكهربائي يمكنه العمل على الشحنات الكهربائية الثابتة. ولذلك، مع أي تغير في المجال المغناطيسي في الفضاء المحيط، ينشأ مجال كهربائي. يعمل هذا المجال الكهربائي على تحريك الشحنات الكهربائية الحرة في الدائرة، مما يؤدي إلى توليد تيار كهربائي تحريضي. يسمى المجال الكهربائي الذي يحدث عندما يتغير المجال المغناطيسي دوامة المجال الكهربائي.
عمل قوى الدوامة الحقل الكهربائيعلى حركة الشحنات الكهربائية و هي عمل قوى خارجية مصدرها الحث الكهرومغناطيسي.
ويختلف المجال الكهربائي الدوامي عن المجال الكهروستاتيكي في أنه لا يرتبط بشحنات كهربائية، فخطوط شدها هي خطوط مغلقة. يمكن أن يختلف عمل قوى المجال الكهربائي الدوامي أثناء حركة الشحنة الكهربائية على طول خط مغلق عن الصفر.
EMF الحث في الموصلات المتحركة.كما تلاحظ ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي في الحالات التي لا يتغير فيها المجال المغناطيسي بمرور الوقت، بل يتغير التدفق المغناطيسي خلال الدائرة بسبب حركة موصلات الدائرة في المجال المغناطيسي. في هذه الحالة، فإن سبب تحريض المجال الكهرومغناطيسي ليس هو المجال الكهربائي الدوامي، بل قوة لورنتز.
حقل مغناطيسي
وفقًا لنظرية المجال، يتم تفسير التفاعل المغناطيسي للشحنات الكهربائية المتحركة على النحو التالي: أي شحنة كهربائية متحركة تخلق مجالًا مغناطيسيًا في الفضاء المحيط يمكنه التأثير على شحنات كهربائية متحركة أخرى.
B هي الكمية الفيزيائية التي تمثل قوة مميزة للمجال المغناطيسي. ويسمى الحث المغناطيسي (أو تحريض المجال المغناطيسي).
الحث المغناطيسي- كمية المتجهات. معامل ناقل الحث المغناطيسي يساوي النسبةالقيمة القصوى لقوة الأمبير المؤثرة على موصل مستقيم مع التيار، إلى شدة التيار في الموصل وطوله:
وحدة الحث المغناطيسي. في النظام الدوليوحدة لكل وحدة من الحث المغناطيسي هي تحريض مثل هذا المجال المغناطيسي حيث لكل متر من طول الموصل عند تيار 1 أ، تعمل قوة أمبير القصوى البالغة 1 ن. وتسمى هذه الوحدة تسلا (مختصر: T )، تكريما للفيزيائي اليوغوسلافي المتميز ن. تيسلا:
قوة لورينتز
توضح حركة الموصل مع التيار في مجال مغناطيسي أن المجال المغناطيسي يعمل على تحريك الشحنات الكهربائية. تؤثر قوة أمبير على الموصل F A \u003d IBlsin أ، وتؤثر قوة لورنتز على الشحنة المتحركة:
أين أ- الزاوية بين المتجهات B و الخامس.
حركة الجسيمات المشحونة في المجال المغناطيسي. في المجال المغناطيسي المنتظم، يتعرض الجسيم المشحون الذي يتحرك بسرعة عمودية على خطوط تحريض المجال المغناطيسي إلى قوة m، ثابتة القيمة المطلقة وموجهة بشكل عمودي على متجه السرعة. وتحت تأثير القوة المغناطيسية، يكتسب الجسيم تسارع، وحدته تساوي:
في مجال مغناطيسي موحد، يتحرك هذا الجسيم في دائرة. يتم تحديد نصف قطر انحناء المسار الذي يتحرك فيه الجسيم من الحالة التي يتبعها،
نصف قطر انحناء المسار هو قيمة ثابتة، لأن القوة المتعامدة مع ناقل السرعة تغير اتجاهها فقط، وليس معاملها. وهذا يعني أن هذا المسار عبارة عن دائرة.
فترة ثورة الجسيم في مجال مغناطيسي منتظم هي:
يوضح التعبير الأخير أن فترة ثورة الجسيم في مجال مغناطيسي منتظم لا تعتمد على سرعة ونصف قطر مسار حركته.
إذا كانت شدة المجال الكهربائي صفرًا، فإن قوة لورنتز l تساوي القوة المغناطيسية m:
الحث الكهرومغناطيسي
تم اكتشاف ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي على يد فاراداي، حيث أثبت أن تيارًا كهربائيًا ينشأ في دائرة موصلة مغلقة مع أي تغير في المجال المغناطيسي الذي يخترق الدائرة.
الفيض المغناطيسي
الفيض المغناطيسي F(تدفق الحث المغناطيسي) من خلال سطح بمساحة س- قيمة، يساوي المنتجمعامل ناقل الحث المغناطيسي لكل منطقة سوجيب تمام الزاوية أبين المتجه والعادي على السطح:
F=BScos
في SI، وحدة التدفق المغناطيسي هي 1 Weber (Wb) - التدفق المغناطيسي عبر سطح 1 م 2 يقع بشكل عمودي على اتجاه المجال المغناطيسي الموحد، والذي يبلغ تحريضه 1 T:
الحث الكهرومغناطيسي- ظاهرة حدوث تيار كهربائي في دائرة موصلة مغلقة مع أي تغير في التدفق المغناطيسي الذي يخترق الدائرة.
عند نشوئه في دائرة مغلقة، يكون للتيار التحريضي اتجاه بحيث أن مجاله المغناطيسي يقاوم التغير في التدفق المغناطيسي الذي يحدث بسببه (قاعدة لينز).
قانون الحث الكهرومغناطيسي
أظهرت تجارب فاراداي أن قوة التيار الحثي I i في دائرة موصلة تتناسب طرديًا مع معدل التغير في عدد خطوط الحث المغناطيسي التي تخترق السطح الذي تحده هذه الدائرة.
ولذلك فإن قوة التيار التحريضي تتناسب مع معدل تغير التدفق المغناطيسي عبر السطح الذي يحده الكفاف:
ومن المعروف أنه في حالة ظهور تيار في الدائرة، فهذا يعني أن القوى الخارجية تعمل على الشحنات الحرة للموصل. يُطلق على عمل هذه القوى لتحريك وحدة الشحن على طول حلقة مغلقة اسم القوة الدافعة الكهربائية (EMF). أوجد المجال الكهرومغناطيسي للتحريض ε i .
حسب قانون أوم للدائرة المغلقة
نظرًا لأن R لا يعتمد على ، إذن
يتزامن الحث emf في الاتجاه مع التيار المستحث، وهذا التيار، وفقًا لقاعدة لينز، يتم توجيهه بحيث يتعارض التدفق المغناطيسي الناتج عن التغير في التدفق المغناطيسي الخارجي.
قانون الحث الكهرومغناطيسي
إن القوة الدافعة الكهربية الحثية في دائرة مغلقة تساوي معدل تغير التدفق المغناطيسي الذي يخترق الدائرة، مأخوذًا بالإشارة المعاكسة:
الحث الذاتي. الحث
تظهر التجربة أن التدفق المغناطيسي F، المرتبطة بالدائرة، تتناسب طرديًا مع قوة التيار في هذه الدائرة:
F \u003d L * أنا .
حلقة الحث ل- معامل التناسب بين التيار المار عبر الدائرة والتدفق المغناطيسي الناتج عنها.
يعتمد محاثة الموصل على شكله وحجمه وخصائص البيئة.
الحث الذاتي- ظاهرة حدوث تحريض المجالات الكهرومغناطيسية في الدائرة عند تغير التدفق المغناطيسي الناتج عن تغير التيار المار في الدائرة نفسها.
الحث الذاتي - حالة خاصةالحث الكهرومغناطيسي.
الحث - قيمة تساوي عدديا EMF الحث الذاتي، تنشأ في الدائرة عندما تتغير القوة الحالية فيها بوحدة لكل وحدة زمنية. في النظام الدولي للوحدات (SI)، يتم أخذ محاثة هذا الموصل كوحدة محاثة، حيث عندما تتغير شدة التيار بمقدار 1 A، يظهر EMF من الحث الذاتي بمقدار 1 V في 1 ثانية، وتسمى هذه الوحدة هنري (H) ):
طاقة المجال المغناطيسي
إن ظاهرة الاستقراء الذاتي تشبه ظاهرة القصور الذاتي. تلعب المحاثة نفس الدور مع تغير التيار كما تفعل الكتلة مع تغير سرعة الجسم. السرعة مماثلة للتيار.
لذا يمكن اعتبار طاقة المجال المغناطيسي للتيار قيمة مشابهة للطاقة الحركية للجسم:
لنفترض أنه بعد فصل الملف عن المصدر، يتناقص التيار في الدائرة بمرور الوقت وفقًا لقانون خطي.
إن المجال الكهرومغناطيسي للحث الذاتي في هذه الحالة له قيمة ثابتة:
حيث I هي القيمة الأولية للتيار، وt هي الفترة الزمنية التي يتناقص خلالها التيار من I إلى 0.
خلال الزمن t، تمر شحنة كهربائية عبر الدائرة س = أنا حزب المحافظين ر. لأن أنا حزب المحافظين = (أنا + 0)/2 = أنا/2, ثم س=هو/2. ولذلك فإن عمل تيار كهربائي:
يتم هذا العمل بسبب طاقة المجال المغناطيسي للملف. لذلك نحصل مرة أخرى:
مثال.تحديد طاقة المجال المغناطيسي للملف، حيث يكون التدفق المغناطيسي عند تيار 7.5 أمبير 2.3 * 10 -3 واط. كيف ستتغير طاقة المجال إذا انخفض التيار إلى النصف؟
طاقة المجال المغناطيسي للملف W 1 = LI 1 2 /2. حسب التعريف، محاثة الملف L \u003d F / I 1. لذلك،
تُظهر الصورة مجالًا مغناطيسيًا موحدًا. متجانس يعني نفسه في جميع النقاط في حجم معين. وُضع في الحقل سطح مساحته S. تتقاطع خطوط المجال مع السطح.
تحديد التدفق المغناطيسي:
التدفق المغناطيسي Ф عبر السطح S هو عدد خطوط ناقل الحث المغناطيسي B الذي يمر عبر السطح S.
صيغة التدفق المغناطيسي:
هنا α هي الزاوية بين اتجاه ناقل الحث المغناطيسي B والعمودي على السطح S.
يمكن أن نرى من صيغة التدفق المغناطيسي أن الحد الأقصى للتدفق المغناطيسي سيكون عند cos α = 1، وسيحدث هذا عندما يكون المتجه B موازيًا للخط العمودي على السطح S. وسيكون الحد الأدنى للتدفق المغناطيسي عند cos α = 0، سيكون هذا عندما يكون المتجه B متعامدًا مع العمودي على السطح S، لأنه في هذه الحالة ستنزلق خطوط المتجه B فوق السطح S دون عبورها.
ووفقًا لتعريف التدفق المغناطيسي، يتم أخذ خطوط ناقل الحث المغناطيسي التي تتقاطع مع سطح معين بعين الاعتبار فقط.
يتم قياس التدفق المغناطيسي بالويبر (فولت ثانية): 1 واط \u003d 1 فولت * ثانية. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام ماكسويل لقياس التدفق المغناطيسي: 1 واط \u003d 10 8 ميكروثانية. وبناء على ذلك، 1 ميكروثانية = 10 -8 واط.
التدفق المغناطيسي هو كمية عددية.
طاقة المجال المغناطيسي للتيار
يوجد حول موصل يمر به تيار مجال مغناطيسي له طاقة. حيث أنها لا تأتي من؟ المصدر الحالي الموجود في الدائرة الكهربائية لديه احتياطي طاقة. في لحظة إغلاق الدائرة الكهربائية، يستهلك مصدر التيار جزءًا من طاقته للتغلب على عمل المجال الكهرومغناطيسي الناشئ للحث الذاتي. ويذهب هذا الجزء من الطاقة، الذي يسمى الطاقة الذاتية للتيار، إلى تكوين مجال مغناطيسي. طاقة المجال المغناطيسي تساوي الطاقة الذاتية للتيار. الطاقة الذاتية للتيار تساوي عددياً الشغل الذي يجب أن يقوم به مصدر التيار للتغلب على المجال الكهرومغناطيسي ذاتي الحث من أجل توليد تيار في الدائرة.
تتناسب طاقة المجال المغناطيسي الناتج عن التيار بشكل مباشر مع مربع القوة الحالية. أين تختفي طاقة المجال المغناطيسي بعد توقف التيار؟ - يبرز (عند فتح دائرة ذات تيار كبير بما فيه الكفاية، قد تحدث شرارة أو قوس)
4.1. قانون الحث الكهرومغناطيسي. الحث الذاتي. الحث
الصيغ الأساسية
قانون الحث الكهرومغناطيسي (قانون فاراداي):
,
(39)
أين هو الحث emf هو التدفق المغناطيسي الكلي (ربط التدفق).
التدفق المغناطيسي الناتج عن التيار في الدائرة،
أين محاثة الدائرة هي القوة الحالية.
قانون فاراداي كما هو مطبق على الحث الذاتي
القوة الدافعة الكهربية الحثية التي تحدث عندما يدور الإطار مع التيار في مجال مغناطيسي،
أين هو تحريض المجال المغناطيسي، هي منطقة الإطار، هي السرعة الزاوية للدوران.
محاثة الملف اللولبي
,
(43)
أين هو الثابت المغناطيسي؛ هو النفاذية المغناطيسية للمادة؛ هو عدد لفات الملف اللولبي؛ هي مساحة المقطع للدورة؛ هو طول الملف اللولبي.
تيار الدائرة المفتوحة
أين هي القوة الحالية المحددة في الدائرة؛ هي محاثة الدائرة؛ هي مقاومة الدائرة؛ هو وقت الافتتاح.
شدة التيار عندما تكون الدائرة مغلقة
.
(45)
وقت الاسترخاء
أمثلة على حل المشكلات
مثال 1
يتغير المجال المغناطيسي وفقا للقانون 
، حيث = 15 طن متري،. تم وضع ملف دائري نصف قطره = 20 سم في مجال مغناطيسي بزاوية مع اتجاه المجال (في اللحظة الأولى من الزمن). أوجد القوة الدافعة الكهربية للحث الذي يحدث في الملف عند الزمن = 5 s.
حل
وفقًا لقانون الحث الكهرومغناطيسي، فإن القوة الدافعة الكهربية للتحريض تنشأ في الملف، حيث يقترن التدفق المغناطيسي في الملف.
أين هي مساحة الملف، هي الزاوية بين اتجاه ناقل الحث المغناطيسي والعادي على الكفاف:.
لنعوض بالقيم العددية: = 15 mT،، = 20 cm = = 0.2 m،.
الحسابات تعطي 
.
|
مثال 2 في مجال مغناطيسي موحد مع تحريض = 0.2 T، يوجد إطار مستطيل يبلغ طول جانبه المتحرك 0.2 متر ويتحرك بسرعة = 25 م / ث عموديًا على خطوط تحريض المجال (الشكل 42). تحديد emf الحث الذي يحدث في الدائرة. حل عندما يتحرك الموصل AB في مجال مغناطيسي، تزداد مساحة الإطار، وبالتالي يزداد التدفق المغناطيسي عبر الإطار ويحدث تأثير تحريضي. |
|
وفقا لقانون فاراداي، أين، إذن، ولكن، لذلك.
تشير العلامة "-" إلى أن القوى الدافعة الحثية والتيار التحريضي يتم توجيههما عكس اتجاه عقارب الساعة.
الحث الذاتي
كل موصل يتدفق من خلاله التيار الكهربائي يوجد في مجاله المغناطيسي الخاص.
عندما تتغير القوة الحالية في الموصل، يتغير m.field، أي. يتغير التدفق المغناطيسي الناتج عن هذا التيار. يؤدي التغير في التدفق المغناطيسي إلى ظهور مجال كهربائي دوامي ويظهر مجال تحريضي EMF في الدائرة. 
وتسمى هذه الظاهرة بالحث الذاتي، والحث الذاتي هو ظاهرة تحريض المجال الكهرومغناطيسي في الدائرة الكهربائية نتيجة تغير في قوة التيار. يُطلق على القوة الدافعة الكهربية الناتجة اسم القوة الدافعة الكهربية الحثية الذاتية.
مظهر من مظاهر ظاهرة الاستقراء الذاتي
إغلاق الدائرة 
عندما تكون الدائرة مغلقة، يزداد التيار، مما يسبب زيادة في التدفق المغناطيسي في الملف، وينشأ مجال كهربائي دوامي، موجه ضد التيار، أي. يحدث EMF من الحث الذاتي في الملف، مما يمنع التيار من الارتفاع في الدائرة (مجال الدوامة يبطئ الإلكترونات). نتيجة ل يضيء L1 لاحقًا،من L2.
دائرة مفتوحة 
عندما يتم فتح الدائرة الكهربائية، ينخفض التيار، ويحدث انخفاض في التدفق في الملف، ويظهر مجال كهربائي دوامي، موجه مثل التيار (يميل إلى الحفاظ على نفس قوة التيار)، أي. تظهر قوة دافعة حثية ذاتية في الملف، مما يحافظ على التيار في الدائرة. ونتيجة لذلك، L عند إيقاف تشغيله يومض بشكل مشرق.الخلاصة في الهندسة الكهربائية أن ظاهرة الحث الذاتي تتجلى عند إغلاق الدائرة الكهربائية (يزداد التيار الكهربائي تدريجياً) وعند فتح الدائرة الكهربائية (لا يختفي التيار الكهربائي فوراً).
الحث
على ماذا يعتمد المجال الكهرومغناطيسي للحث الذاتي؟ التيار الكهربائي يخلق المجال المغناطيسي الخاص به. يتناسب التدفق المغناطيسي عبر الدائرة مع تحريض المجال المغناطيسي (Ф ~ B)، ويتناسب الحث مع قوة التيار في الموصل (B ~ I)، وبالتالي فإن التدفق المغناطيسي يتناسب مع القوة الحالية (Ф ~ I) ). يعتمد الحث الذاتي emf على معدل التغير في شدة التيار في الدائرة الكهربائية، وعلى خصائص الموصل (الحجم والشكل) وعلى النفاذية المغناطيسية النسبية للوسط الذي يوجد فيه الموصل. الكمية الفيزيائية التي توضح اعتماد المجال الكهرومغناطيسي ذاتي الحث على حجم وشكل الموصل وعلى البيئة التي يوجد فيها الموصل تسمى معامل الحث الذاتي أو الحث. 
الحث - المادية. قيمة تساوي عدديًا المجال الكهرومغناطيسي للحث الذاتي الذي يحدث في الدائرة عندما تتغير شدة التيار بمقدار 1 أمبير في ثانية واحدة. أيضا، يمكن حساب الحث بواسطة الصيغة:
حيث F هو التدفق المغناطيسي عبر الدائرة، وI هي قوة التيار في الدائرة.
وحدات SI للحث:
تعتمد محاثة الملف على: عدد اللفات، وحجم وشكل الملف، والنفاذية المغناطيسية النسبية للوسط (من الممكن وجود قلب).
الحث الذاتي EMF
يمنع EMF للحث الذاتي زيادة قوة التيار عند تشغيل الدائرة وانخفاض قوة التيار عند فتح الدائرة.
لوصف مغنطة مادة ما في المجال المغناطيسي نستخدم العزم المغناطيسي (P م ). وهي تساوي عدديًا العزم الميكانيكي الذي تمر به مادة ما في مجال مغناطيسي بتحريض قدره 1 T.
العزم المغناطيسي لوحدة حجم المادة يميزها المغنطة - أنا ، يتم تحديده بواسطة الصيغة:
أنا=ر م /الخامس , (2.4)
أين الخامس هو حجم المادة.
يتم قياس المغنطة في نظام SI، مثل التوتر، في أكون، الكمية متجهة.
تتميز الخصائص المغناطيسية للمواد القابلية المغناطيسية السائبة - ج يا , الكمية بلا أبعاد.
إذا تم وضع الجسم في مجال مغناطيسي مع الحث في 0 ، ثم تحدث المغنطة. ونتيجة لذلك، يقوم الجسم بإنشاء مجال مغناطيسي خاص به عن طريق الحث في " الذي يتفاعل مع المجال المغناطيسي.
في هذه الحالة، ناقل الحث في البيئة (في)سوف تتكون من ناقلات:
ب = ب 0 + ف " (تم حذف علامة المتجه)، (2.5)
أين في " - تحريض المجال المغناطيسي الخاص للمادة الممغنطة.
يتم تحديد تحريض المجال الخاص به من خلال الخواص المغناطيسية للمادة، والتي تتميز بالحساسية المغناطيسية الحجمية - ج يا ، التعبير صحيح: في " = ج يا في 0 (2.6)
اقسم على م 0 التعبير (2.6):
في " /م يا = ج يا في 0 /م 0
نحن نحصل: ح " = ج يا ح 0 , (2.7)
لكن ح " يحدد مغنطة المادة أنا ، أي. ح " = أنا ، ثم من (2.7):
أنا = ج يا ح 0 . (2.8)
وبالتالي إذا كانت المادة في مجال مغناطيسي خارجي ذو قوة ح 0 ، ثم داخله يتم تعريف الاستقراء بالتعبير:
ب = ب 0 + ف " = م 0 ح 0 +م 0 ح " = م 0 (ح 0 +أنا)(2.9)
يكون التعبير الأخير صحيحًا بشكل صارم عندما يكون القلب (المادة) بالكامل في مجال مغناطيسي خارجي منتظم (طارة مغلقة، ملف لولبي طويل لا نهائي، وما إلى ذلك).
