Определение на магнитния поток. Магнитен поток. Какво е магнитен поток

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Векторен поток на магнитна индукция(или магнитен поток) (dФ) in общ случай, чрез елементарна област се нарича скаларна физична величина, която е равна на:

където е ъгълът между посоката на вектора на магнитната индукция () и посоката на нормалния вектор () спрямо областта dS ().

Въз основа на формула (1) магнитният поток през произволна повърхност S се изчислява (в общия случай) като:

Хомогенен магнитен поток магнитно полепрез равна повърхност може да се намери като:

За равномерно поле, плоска повърхност, разположена перпендикулярно на вектора на магнитната индукция, магнитният поток е равен на:

Потокът на вектора на магнитната индукция може да бъде отрицателен и положителен. Това се дължи на избора на положителна посока. Много често потокът на вектора на магнитната индукция се свързва с веригата, през която протича токът. В този случай положителната посока на нормалата към контура е свързана с посоката на протичане на тока по правилото на десния гимлет. Тогава магнитният поток, който се създава от тоководещата верига през повърхността, ограничена от тази верига, винаги е по-голям от нула.

Единица за измерване на потока на магнитната индукция в международна системаединици (SI) са weber (Wb). Формула (4) може да се използва за определяне на единицата за измерване на магнитния поток. Един Weber е магнитен поток, който преминава през плоска повърхност с площ 1 квадратен метър, поставени перпендикулярно на силовите линии на еднородно магнитно поле:

Теорема на Гаус за магнитно поле

Теоремата на Гаус за потока на магнитното поле отразява факта, че няма магнитни заряди, поради което линиите на магнитната индукция са винаги затворени или отиват до безкрайност; те нямат начало или край.

Теоремата на Гаус за магнитния поток е формулирана по следния начин: Магнитният поток през всяка затворена повърхност (S) е равен на нула. В математическа форма тази теорема е написана по следния начин:

Оказва се, че теоремите на Гаус за потоците на вектора на магнитната индукция () и напрегнатостта на електростатичното поле () през затворена повърхност се различават фундаментално.

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Упражнение	Изчислете потока на вектора на магнитната индукция през соленоид, който има N навивки, дължина на сърцевината l, площ на напречното сечение S, магнитна пропускливост на сърцевината. Токът, протичащ през соленоида, е равен на I.
Решение	Вътре в соленоида магнитното поле може да се счита за равномерно. Магнитната индукция може лесно да се намери, като се използва теоремата за циркулацията на магнитното поле и избирането на правоъгълен контур като затворен контур (циркулация на вектора, по който ще разгледаме (L)) (той ще покрие всички N завъртания). След това пишем (взимаме предвид, че извън соленоида магнитното поле е нула, освен това, където контурът L е перпендикулярен на линиите на магнитна индукция B = 0): В този случай магнитният поток през едно завъртане на соленоида е равен на (): Общият поток на магнитна индукция, който преминава през всички завои:
отговор

ПРИМЕР 2

Упражнение	Какъв ще бъде потокът на магнитна индукция през квадратна рамка, която се намира във вакуум в една и съща равнина с безкрайно дълъг прав проводник с ток (фиг. 1). Двете страни на рамката са успоредни на жицата. Дължината на страната на рамката е b, разстоянието от една от страните на рамката е c.
Решение	Изразът, чрез който можем да определим индукцията на магнитното поле, ще се счита за известен (вижте Пример 1 от раздела „Единица за измерване на магнитна индукция“):

Електричен диполен момент
Електрически заряд
Електрическа индукция
Електрическо поле
Електростатичен потенциал

Магнитостатика
Закон на Био-Савар-Лаплас Закон на Ампер Магнитен момент Магнитно поле Магнитен поток Магнитна индукция

Електродинамика
Векторен потенциал Дипол Потенциали на Лиенард-Вихерт Сила на Лоренц Ток на отклонение Униполярна индукция Уравнения на Максуел Електрически ток Електродвижеща сила Електромагнитна индукция Електромагнитно излъчване Електромагнитно поле

Електрическа верига
Закон на Ом Законите на Кирхоф Индуктивност Радиовълновод Резонатор Електрически капацитет Електрическа проводимост Електрическо съпротивление Електрически импеданс

Известни учени
Хенри Кавендиш Майкъл Фарадей Никола Тесла Андре-Мари Ампер Густав Робърт Кирхоф Джеймс Клерк (Кларк) Максуел Хенри Рудолф Херц Алберт Абрахам Майкелсън Робърт Андрюс Миликен

Вижте също: Портал: Физика

Магнитен поток- физическо количество, равно на произведението на големината на вектора на магнитната индукция $\backslash vec\; Б$по площ S и косинус на ъгъл α между вектори $\backslash vec\; Б$и нормално $\backslash mathbf(n)$. Поток $\backslash Phi\_B$като интеграл на вектора на магнитната индукция $\backslash vec\; Б$през крайната повърхност Ссе определя чрез повърхностния интеграл:

{{{1}}}

В този случай векторният елемент d Сповърхностна площ Сопределен като

{{{1}}}

Квантуване на магнитния поток

Стойности на преминаващия магнитен поток Φ

Напишете отзив за статията "Магнитен поток"

Връзки

Откъс, характеризиращ магнитния поток

„C"est bien, mais ne demenagez pas de chez le prince Vasile. Il est bon d"avoir un ami comme le prince“, каза тя, усмихвайки се на принц Василий. - J"en sais quelque chose. N"est ce pas? [Това е добре, но не се отдалечавайте от княз Василий. Хубаво е да имаш такъв приятел. Знам нещо за това. Не е ли така?] А ти си още толкова млад. Имаш нужда от съвет. Не ми се сърдете, че се възползвам от правата на старите жени. „Тя замълча, както жените винаги мълчат, очаквайки нещо, след като говорят за годините си. – Ако се ожените, това е друг въпрос. – И ги обедини в една визия. Пиер не погледна Хелън и тя не погледна него. Но тя все още беше ужасно близо до него. Той измърмори нещо и се изчерви.
Връщайки се у дома, Пиер не можеше да заспи дълго време, мислейки за случилото се с него. Какво стана с него? нищо Той просто разбра, че жената, която познаваше като дете, за която разсеяно каза: „Да, тя е добра“, когато му казаха, че Хелън е красива, той осъзна, че тази жена може да му принадлежи.
„Но тя е глупава, аз сам казах, че е глупава“, помисли си той. „Има нещо гадно в чувството, което тя събуди в мен, нещо забранено. Казаха ми, че брат й Анатол бил влюбен в нея и тя била влюбена в него, че имало цяла история и Анатол бил отстранен от това. Брат й е Иполит... Баща й е княз Василий... Това не е добре“, помисли си той; и в същото време, докато разсъждаваше така (тези разсъждения все още оставаха недовършени), той се усмихна и осъзна, че друга поредица от разсъждения изниква зад първата, че в същото време той мисли за нейната незначителност и мечтае за как тя ще бъде негова жена, как може да го обича, как може да бъде съвсем различна и как всичко, което е мислил и чувал за нея, може да не е вярно. И отново я видя не като дъщеря на княз Василий, а видя цялото й тяло, покрито само със сива рокля. „Но не, защо тази мисъл не ми хрумна преди?“ И отново си каза, че това е невъзможно; че нещо отвратително, неестествено, както му се струваше, би било нечестно в този брак. Спомни си предишните й думи, погледи, както и думите и погледите на тези, които ги видяха заедно. Спомни си думите и погледите на Анна Павловна, когато му разказа за къщата, спомни си хиляди такива намеци от княз Василий и други и го обзе ужас, дали вече не се е вързал по някакъв начин в изпълнението на такава задача , което явно не беше добре и което не трябваше да прави. Но в същото време, когато той изрази това решение пред себе си, от другата страна на душата му изплува нейният образ с цялата му женска красота.

През ноември 1805 г. княз Василий трябваше да отиде на ревизия в четири провинции. Той уреди тази среща за себе си, за да посети същевременно своите обезпокоени имения и като вземе със себе си (на мястото на полка) сина си Анатолий, той и той ще отидат при княз Николай Андреевич Болконски, за да се ожени за сина му на дъщерята на този богат старец. Но преди да замине и тези нови дела, княз Василий трябваше да разреши проблемите с Пиер, който обаче напоследъкпрекарал цели дни у дома, тоест с принц Василий, с когото живееше, той беше смешен, развълнуван и глупав (както трябва да бъде любовник) в присъствието на Елена, но все още не предложи брак.

Сред физическите величини магнитният поток заема важно място. Тази статия обяснява какво представлява и как да определите размера му.

Какво е магнитен поток

Това е величина, която определя нивото на магнитното поле, преминаващо през повърхността. Той се обозначава с "FF" и зависи от силата на полето и ъгъла на преминаване на полето през тази повърхност.

Изчислява се по формулата:

FF=B⋅S⋅cosα, където:

• FF – магнитен поток;
• B е големината на магнитната индукция;
• S е повърхността, през която преминава това поле;
• cosα е косинусът на ъгъла между перпендикуляра на повърхността и потока.

Мерната единица SI е „вебер“ (Wb). 1 Weber се създава от поле от 1 Tesla, преминаващо перпендикулярно на повърхност с площ от 1 m².

По този начин потокът е максимален, когато посоката му съвпада с вертикалата и е равен на "0", ако е успореден на повърхността.

интересноФормулата за магнитния поток е подобна на формулата, по която се изчислява осветеността.

Постоянни магнити

Един от източниците на поле са постоянните магнити. Те са известни от много векове. Стрелката на компаса е направена от магнетизирано желязо и в Древна ГърцияИмаше легенда за остров, който привлича метални части от кораби.

Има постоянни магнити различни формии са изработени от различни материали:

• железните са най-евтините, но имат по-малко привлекателна сила;
• неодимов - изработен от сплав от неодим, желязо и бор;
• Alnico е сплав от желязо, алуминий, никел и кобалт.

Всички магнити са биполярни. Това е най-забележимо при прътови и подковообразни устройства.

Ако пръчката е окачена от средата или поставена върху плаващо парче дърво или пяна, тя ще се обърне в посока север-юг. Полюсът, който сочи на север, се нарича северен полюс и се боядисва в цвят върху лабораторните инструменти. синьои се обозначава с "N". Отсрещната, сочеща на юг, е червена и маркирана с „S“. Магнитите с еднакви полюси се привличат, а с противоположни полюси се отблъскват.

През 1851 г. Майкъл Фарадей предлага концепцията за затворени индукционни линии. Тези редове излизат северен полюсмагнит, преминават през околното пространство, влизат в южното и се връщат в северното вътре в устройството. Линиите и напрегнатостта на полето са най-близо до полюсите. Притегателната сила тук също е по-висока.

Ако поставите парче стъкло върху устройството и поръсите железни стружки отгоре на тънък слой, те ще бъдат разположени по линиите на магнитното поле. Когато няколко устройства са поставени наблизо, стърготините ще покажат взаимодействието между тях: привличане или отблъскване.

Земното магнитно поле

Нашата планета може да си представим като магнит, чиято ос е наклонена на 12 градуса. Пресечните точки на тази ос с повърхността се наричат ​​магнитни полюси. Като всеки магнит, силовите линии на Земята минават от северния полюс към южния. В близост до полюсите те вървят перпендикулярно на повърхността, така че там стрелката на компаса е ненадеждна и трябва да се използват други методи.

частици " слънчев вятър"имат електрически заряд, така че когато се движат около тях, се появява магнитно поле, което взаимодейства с полето на Земята и насочва тези частици по електропроводи. По този начин това поле защитава земната повърхностот космическата радиация. Но в близост до полюсите тези линии са насочени перпендикулярно на повърхността и заредените частици навлизат в атмосферата, причинявайки северното сияние.

През 1820 г. Ханс Оерстед, докато провежда експерименти, вижда ефекта на проводник, през който протича електрически ток върху стрелка на компас. Няколко дни по-късно Андре-Мари Ампер открива взаимно привличанедва проводника, през които протича ток в една и съща посока.

интересноПо време на електрическо заваряване близките кабели се движат, когато токът се промени.

По-късно Ампер предполага, че това се дължи на магнитната индукция на тока, протичащ през жиците.

В намотка, навита с изолиран проводник, през който протича електрически ток, полетата на отделните проводници се подсилват взаимно. За да се увеличи силата на привличане, намотката е навита върху отворена стоманена сърцевина. Това ядро ​​е магнетизирано и привлича железни части или другата половина на ядрото в релета и контактори.

Електромагнитна индукция

Когато магнитният поток се промени, в жицата се индуцира електрически ток. Този факт не зависи от това какво причинява тази промяна: движението на постоянен магнит, движението на проводник или промяна в силата на тока в близкия проводник.

Това явление е открито от Майкъл Фарадей на 29 август 1831 г. Неговите експерименти показаха, че ЕМП (електродвижеща сила), появяваща се във верига, ограничена от проводници, е право пропорционална на скоростта на промяна на потока, преминаващ през областта на тази верига.

важно!За да възникне ЕДС, жицата трябва да пресече електропроводите. При движение по линиите няма ЕМП.

Ако намотката, в която възниква е.д.с., е включена електрическа верига, тогава в намотката възниква ток, създавайки собствено електромагнитно поле в индуктора.

Когато проводник се движи в магнитно поле, в него се индуцира ЕДС. Посоката му зависи от посоката на движение на жицата. Методът, по който се определя посоката на магнитната индукция, се нарича „метод дясна ръка».

Изчисляването на големината на магнитното поле е важно за проектирането на електрически машини и трансформатори.

видео

Правило за дясна ръка или гимлет:

Посоката на линиите на магнитното поле и посоката на тока, който го създава, са свързани помежду си с добре известното правило на дясната ръка или гимлет, което е въведено от Д. Максуел и е илюстрирано със следните чертежи:

Малко хора знаят, че гимлетът е инструмент за пробиване на дупки в дърво. Следователно е по-разбираемо това правило да се нарича правило на винт, винт или тирбушон. Въпреки това, хващането на жицата, както е на снимката, понякога е животозастрашаващо!

Магнитна индукция B:

Магнитна индукция- е основната фундаментална характеристика на магнитното поле, подобна на вектора на интензитета електрическо полед. Векторът на магнитната индукция винаги е насочен тангенциално към магнитната линия и показва нейната посока и сила. За единица магнитна индукция в B = 1 T се приема магнитната индукция на еднородно поле, в което участък от проводник с дължина л= 1 m, със сила на тока в него в аз= 1 A, действа от страната на полето максимална сила Ампер - Е= 1 H. Посоката на силата на Ампер се определя от правилото на лявата ръка. В системата CGS индукцията на магнитното поле се измерва в гаус (G), в системата SI - в тесла (T).

Сила на магнитното поле H:

Друга характеристика на магнитното поле е напрежение, който е аналог на вектора на електрическо изместване D в електростатиката. Определя се по формулата:

Силата на магнитното поле е векторна величина, е количествена характеристика на магнитното поле и не зависи от магнитни свойствасреда. В системата CGS силата на магнитното поле се измерва в ерстеди (Oe), в системата SI - в ампери на метър (A/m).

Магнитен поток F:

Магнитният поток Ф е скаларна физическа величина, която характеризира броя на линиите на магнитна индукция, преминаващи през затворена верига. Нека помислим специален случай. IN равномерно магнитно поле, чиято големина на индукционния вектор е равна на ∣B ∣, се поставя плосък затворен контурплощ S. Нормалната n към контурната равнина сключва ъгъл α с посоката на вектора на магнитната индукция B. Магнитният поток през повърхността е величината Ф, определяща се от съотношението:

Като цяло магнитният поток се определя като интеграл от вектора на магнитната индукция B през крайна повърхност S.

Струва си да се отбележи, че магнитният поток през всяка затворена повърхност е нула (теорема на Гаус за магнитните полета). Това означава, че линиите на магнитното поле не прекъсват никъде, т.е. магнитното поле има вихров характер, както и че е невъзможно съществуването на магнитни заряди, които биха създали магнитно поле по същия начин, както електрическите заряди създават електрическо поле. В SI единицата за магнитен поток е Вебер (Wb), в системата CGS е Максуел (Mx); 1 Wb = 10 8 μs.

Определение за индуктивност:

Индуктивност – коефициент на пропорционалност между токов удар, протичащ в някаква затворена верига, и магнитният поток, създаден от този ток през повърхността, чийто ръб е тази верига.

В противен случай индуктивността е коефициент на пропорционалност във формулата за самоиндукция.

В единици SI индуктивността се измерва в хенри (H). Една верига има индуктивност от един хенри, ако, когато токът се промени с един ампер за секунда, a Самоиндуцирана емфедин волт.

Терминът "индуктивност" е предложен от Оливър Хевисайд, самоук английски учен през 1886 г. Просто казано, индуктивността е свойството на проводник с ток да акумулира енергия в магнитно поле, еквивалентно на капацитет за електрическо поле. Той не зависи от големината на тока, а само от формата и размера на проводника, по който тече ток. За да се увеличи индуктивността, проводникът се навива бобини, чието изчисляване е това, на което е посветена програмата

МАГНИТЕН ПОТОК

МАГНИТЕН ПОТОК(символ F), мярка за силата и обхвата на МАГНИТНОТО ПОЛЕ. Потокът през зона А под прав ъгъл на същото магнитно поле е Ф = mHA, където m е магнитната ПРОНИЧИМОСТ на средата, а H е интензитетът на магнитното поле. Плътността на магнитния поток е потокът на единица площ (символ B), който е равен на N. Промяната на магнитния поток през електрически проводник предизвиква ЕЛЕКТРОДВИЖЕЩА СИЛА.

Научно-технически енциклопедичен речник.

Вижте какво е "МАГНИТЕН ПОТОК" в други речници:

Потокът на вектора на магнитната индукция B през всяка повърхност. Магнитният поток през малка област dS, в която векторът B е непроменен, е равен на dФ = ВndS, където Bn е проекцията на вектора върху нормалата към площта dS. Магнитен поток F през крайния... ... Голям Енциклопедичен речник

- (поток на магнитна индукция), поток F на магнитния вектор. индукция Б през к.л. повърхност. M. p. dF през малка площ dS, в рамките на която векторът B може да се счита за непроменен, се изразява чрез произведението на размера на площта и проекцията Bn на вектора върху ... ... Физическа енциклопедия

магнитен поток- Скаларна величина, равна на потока на магнитната индукция. [GOST R 52002 2003] магнитен поток Потокът на магнитна индукция през повърхност, перпендикулярна на магнитното поле, определен като произведение на магнитната индукция в дадена точка от площта... ... Ръководство за технически преводач

МАГНИТЕН ПОТОК- поток Ф на вектора на магнитната индукция (виж (5)) B през повърхността S, нормална към вектора B в еднородно магнитно поле. SI единица за магнитен поток (cm) ... Голяма политехническа енциклопедия

Стойност, характеризираща магнитното въздействие върху дадена повърхност. Магнитното поле се измерва с броя на магнитните силови линии, преминаващи през дадена повърхност. Технически железопътен речник. М.: Държавен транспорт... ... Технически железопътен речник

Магнитен поток- скаларна величина, равна на потока на магнитната индукция... Източник: ЕЛЕКТРОТЕХНИКА. ТЕРМИНИ И ДЕФИНИЦИИ НА ОСНОВНИ ПОНЯТИЯ. GOST R 52002 2003 (одобрен с Резолюция на Държавния стандарт на Руската федерация от 01/09/2003 N 3 чл.) ... Официална терминология

Потокът на вектора на магнитната индукция B през всяка повърхност. Магнитният поток през малка област dS, в която векторът B е непроменен, е равен на dФ = BndS, където Bn е проекцията на вектора върху нормалата към областта dS. Магнитен поток F през крайния... ... Енциклопедичен речник

Класическа електродинамика ... Wikipedia

магнитен поток- , потокът на магнитната индукция е потокът на вектора на магнитната индукция през всяка повърхност. За затворена повърхност общият магнитен поток е нула, което отразява соленоидния характер на магнитното поле, т.е. липсата в природата... Енциклопедичен речник по металургия

Магнитен поток- 12. Магнитен поток Поток на магнитна индукция Източник: GOST 19880 74: Електротехника. Основни понятия. Термини и определения оригинален документ 12 магнитен на ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

Книги

• Магнитният поток и неговата трансформация, Миткевич V.F. Тази книга съдържа много неща, на които не винаги се обръща нужното внимание ние говорим заза магнитния поток и това, което все още не е казано достатъчно ясно или не е...