Magnetische Flussformel durch Spannung. Magnetfeldfluss

Das Bild zeigt ein gleichmäßiges Magnetfeld. Homogen bedeutet an allen Punkten in einem gegebenen Volumen gleich. Eine Fläche mit der Fläche S wird in ein Feld gelegt. Feldlinien schneiden die Fläche.

Bestimmung des magnetischen Flusses:

Der magnetische Fluss Ф durch die Oberfläche S ist die Anzahl der Linien des magnetischen Induktionsvektors B, die durch die Oberfläche S verlaufen.

Magnetische Flussformel:

Dabei ist α der Winkel zwischen der Richtung des magnetischen Induktionsvektors B und der Flächennormalen S.

Aus der Magnetflussformel geht klar hervor, dass der maximale Magnetfluss bei cos α = 1 liegt, und dies geschieht, wenn der Vektor B parallel zur Normalen zur Oberfläche S verläuft. Der minimale Magnetfluss liegt bei cos α = 0. Dies geschieht, wenn der Vektor B senkrecht zur Normalen der Oberfläche S steht, da in diesem Fall die Linien des Vektors B entlang der Oberfläche S gleiten, ohne diese zu schneiden.

Und gemäß der Definition des magnetischen Flusses werden nur die Linien des magnetischen Induktionsvektors berücksichtigt, die eine bestimmte Oberfläche schneiden.

Der magnetische Fluss wird in Weber (Voltsekunden) gemessen: 1 wb = 1 v * s. Darüber hinaus wird Maxwell zur Messung des magnetischen Flusses verwendet: 1 wb = 10 8 μs. Dementsprechend ist 1 μs = 10 -8 vb.

Der magnetische Fluss ist eine skalare Größe.

ENERGIE DES MAGNETISCHEN STROMFELDES

Um einen stromführenden Leiter herum herrscht ein magnetisches Feld, das Energie enthält. Woher kommt es? Die im Stromkreis enthaltene Stromquelle verfügt über eine Energiereserve. Im Moment des Schließens des Stromkreises verbraucht die Stromquelle einen Teil ihrer Energie, um die Wirkung der entstehenden selbstinduktiven EMK zu überwinden. Dieser Teil der Energie, die Eigenenergie des Stroms genannt, dient der Bildung eines Magnetfelds. Energie Magnetfeld gleich der Eigenenergie des Stroms. Die Eigenenergie des Stroms ist numerisch gleich der Arbeit, die die Stromquelle leisten muss, um sie zu überwinden Selbstinduzierte EMK um Strom im Stromkreis zu erzeugen.

Die Energie des durch den Strom erzeugten Magnetfelds ist direkt proportional zum Quadrat des Stroms. Wohin geht die Magnetfeldenergie, nachdem der Strom stoppt? - sticht heraus (wenn der Stromkreis mit einem ausreichend großen Strom geöffnet wird, kann ein Funke oder Lichtbogen entstehen)

4.1. Gesetz der elektromagnetischen Induktion. Selbstinduktion. Induktivität

Grundformeln

· Gesetz elektromagnetische Induktion(Faradaysches Gesetz):

, (39)

wobei die Induktions-EMK der gesamte magnetische Fluss (Flussverknüpfung) ist.

· Magnetischer Fluss, der durch den Strom im Stromkreis erzeugt wird,

Wo ist die Induktivität des Stromkreises?

· Faradaysches Gesetz in seiner Anwendung auf die Selbstinduktion

· Induktions-EMK, die auftritt, wenn sich der Rahmen mit Strom in einem Magnetfeld dreht,

wo ist die Magnetfeldinduktion; ist die Fläche des Rahmens; ist die Winkelgeschwindigkeit.

Magnetinduktivität

, (43)

wobei die magnetische Permeabilität der Substanz ist; die Anzahl der Windungen des Magneten ist; die Querschnittsfläche des Magneten ist;

Stromstärke beim Öffnen des Stromkreises

Wo ist der im Stromkreis erzeugte Strom; ist der Widerstand des Stromkreises die Öffnungszeit?

Stromstärke beim Schließen des Stromkreises

. (45)

Entspannungszeit

Beispiele für Problemlösungen

Beispiel 1.

Das Magnetfeld ändert sich gesetzesgemäß , wobei = 15 mT,. Eine kreisförmige leitende Spule mit einem Radius = 20 cm wird in einem Winkel zur Feldrichtung (im Anfangszeitpunkt) in ein Magnetfeld gebracht. Finden Sie die induzierte EMK, die in der Spule zum Zeitpunkt = 5 s entsteht.

Lösung

Nach dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion beträgt die in einer Spule entstehende induktive EMK , wobei der in der Spule eingekoppelte magnetische Fluss ist.

wo ist die Fläche der Kurve; ist der Winkel zwischen der Richtung des magnetischen Induktionsvektors und der Normalen zur Kontur:.

Ersetzen wir die Zahlenwerte: = 15 mT,, = 20 cm = = 0,2 m,.

Berechnungen geben .

Beispiel 2

In einem gleichmäßigen Magnetfeld mit Induktion = 0,2 T gibt es einen rechteckigen Rahmen, dessen bewegliche Seite, Länge = 0,2 m, sich mit einer Geschwindigkeit = 25 m/s senkrecht zu den Feldinduktionslinien bewegt (Abb. 42). Bestimmen Sie die induzierte EMK, die im Stromkreis entsteht.

Lösung

Wenn sich der Leiter AB in einem Magnetfeld bewegt, vergrößert sich die Fläche des Rahmens, daher nimmt der magnetische Fluss durch den Rahmen zu und es entsteht eine induzierte EMK.

Nach dem Gesetz von Faraday, wo, dann, aber, deshalb.

Das „–“-Zeichen zeigt an, dass die induzierte EMK und der induzierte Strom gegen den Uhrzeigersinn gerichtet sind.

SELBSTINDUKTION

Jeder Leiter, durch den elektrischer Strom fließt, befindet sich in einem eigenen Magnetfeld.

Wenn sich die Stromstärke im Leiter ändert, ändert sich das m.Feld, d.h. Der durch diesen Strom erzeugte magnetische Fluss ändert sich. Eine Änderung des magnetischen Flusses führt zur Entstehung eines elektrischen Wirbelfeldes und es entsteht eine induzierte EMK im Stromkreis. Dieses Phänomen wird Selbstinduktion genannt. Unter Selbstinduktion versteht man das Auftreten einer induzierten EMK in einem Stromkreis als Folge einer Änderung der Stromstärke. Die resultierende EMK wird als selbstinduzierte EMK bezeichnet

Manifestation des Phänomens der Selbstinduktion

Schließung des Stromkreises Bei einem Kurzschluss im Stromkreis steigt der Strom, was zu einer Erhöhung des magnetischen Flusses in der Spule führt, und es entsteht ein elektrisches Wirbelfeld, das gegen den Strom gerichtet ist, d.h. In der Spule entsteht eine Selbstinduktions-EMK, die den Stromanstieg im Stromkreis verhindert (das Wirbelfeld hemmt die Elektronen). Infolge L1 leuchtet später, als L2.

Offener Stromkreis Wenn der Stromkreis geöffnet wird, nimmt der Strom ab, der Fluss in der Spule nimmt ab und es entsteht ein elektrisches Wirbelfeld, das wie ein Strom ausgerichtet ist (versucht, die gleiche Stromstärke aufrechtzuerhalten), d. h. In der Spule entsteht eine selbstinduzierte EMK, die den Strom im Stromkreis aufrechterhält. Infolgedessen L, wenn es ausgeschaltet ist blinkt hell. Fazit: In der Elektrotechnik manifestiert sich das Phänomen der Selbstinduktion beim Schließen des Stromkreises (der elektrische Strom nimmt allmählich zu) und beim Öffnen des Stromkreises (der elektrische Strom verschwindet nicht sofort).

INDUKTANZ

Wovon hängt die selbstinduzierte EMK ab? Elektrischer Strom erzeugt ein eigenes Magnetfeld. Der Magnetfluss durch den Stromkreis ist proportional zur Magnetfeldinduktion (Ф ~ B), die Induktion ist proportional zur Stromstärke im Leiter (B ~ I), daher ist der Magnetfluss proportional zur Stromstärke (Ф ~ I ). Die Selbstinduktions-EMK hängt von der Stromänderungsrate im Stromkreis, von den Eigenschaften des Leiters (Größe und Form) und von der relativen magnetischen Permeabilität des Mediums ab, in dem sich der Leiter befindet. Eine physikalische Größe, die die Abhängigkeit der Selbstinduktions-EMK von der Größe und Form des Leiters und von der Umgebung, in der sich der Leiter befindet, zeigt, wird Selbstinduktionskoeffizient oder Induktivität genannt. Induktivität – physikalisch. ein Wert, der numerisch der selbstinduktiven EMK entspricht, die im Stromkreis auftritt, wenn sich der Strom in 1 Sekunde um 1 Ampere ändert. Die Induktivität kann auch mit der Formel berechnet werden:

Dabei ist Ф der magnetische Fluss durch den Stromkreis und I die Stromstärke im Stromkreis.

SI-Einheiten der Induktivität:

Die Induktivität der Spule hängt ab von: der Anzahl der Windungen, der Größe und Form der Spule und der relativen magnetischen Permeabilität des Mediums (möglicherweise eines Kerns).

SELBSTINDUKTION EMF

Die selbstinduktive EMK verhindert, dass der Strom ansteigt, wenn der Stromkreis eingeschaltet wird, und dass der Strom abnimmt, wenn der Stromkreis geöffnet wird.

Zur Charakterisierung der Magnetisierung eines Stoffes in einem Magnetfeld wird es verwendet magnetisches Moment (S M ). Es entspricht numerisch dem mechanischen Drehmoment, das eine Substanz in einem Magnetfeld mit einer Induktion von 1 Tesla erfährt.

Das magnetische Moment einer Volumeneinheit eines Stoffes charakterisiert ihn Magnetisierung - I , wird durch die Formel bestimmt:

ICH=R M /V , (2.4)

Wo V - Volumen des Stoffes.

Die Magnetisierung im SI-System wird wie die Intensität in gemessen Fahrzeug, eine Vektorgröße.

Die magnetischen Eigenschaften von Stoffen werden charakterisiert volumetrische magnetische Suszeptibilität - C O , dimensionslose Größe.

Wenn ein Körper mit Induktion in ein Magnetfeld gebracht wird IN 0 , dann erfolgt seine Magnetisierung. Dadurch erzeugt der Körper durch Induktion ein eigenes Magnetfeld IN " , das mit dem magnetisierenden Feld interagiert.

In diesem Fall der Induktionsvektor im Medium (IN) wird aus Vektoren zusammengesetzt:

B = B 0 + B " (Vektorzeichen weggelassen), (2.5)

Wo IN " - Induktion des eigenen Magnetfeldes einer magnetisierten Substanz.

Die Induktion des eigenen Feldes wird durch die magnetischen Eigenschaften des Stoffes bestimmt, die durch die volumetrische magnetische Suszeptibilität gekennzeichnet sind – C O , der folgende Ausdruck ist wahr: IN " = C O IN 0 (2.6)

Teilen durch M 0 Ausdruck (2.6):

IN " /M O = C O IN 0 /M 0

Wir bekommen: N " = C O N 0 , (2.7)

Aber N " bestimmt die Magnetisierung eines Stoffes ICH , d.h. N " = ICH , dann aus (2.7):

Ich = c O N 0 . (2.8)

Befindet sich also ein Stoff in einem äußeren Magnetfeld mit einer Stärke N 0 , dann wird die darin enthaltene Induktion durch den Ausdruck bestimmt:

B=B 0 + B " = m 0 N 0 +m 0 N " = m 0 (N 0 +ich)(2.9)

Der letzte Ausdruck ist genau richtig, wenn sich der Kern (die Substanz) vollständig in einem äußeren gleichmäßigen Magnetfeld befindet (geschlossener Torus, unendlich langer Magnet usw.).

MAGNETFELD

Die magnetische Wechselwirkung bewegter elektrischer Ladungen wird nach den Konzepten der Feldtheorie wie folgt erklärt: jede Bewegung elektrische Ladung erzeugt im umgebenden Raum ein Magnetfeld, das auf andere sich bewegende elektrische Ladungen einwirken kann.

IN - physikalische Größe, das ist die Stärke des Magnetfeldes. Man nennt es magnetische Induktion (oder Magnetfeldinduktion).

Magnetische Induktion - Vektormenge. Die Größe des magnetischen Induktionsvektors ist gleich dem Verhältnis des Maximalwerts der auf einen geraden Leiter mit Strom wirkenden Amperekraft zur Stromstärke im Leiter und seiner Länge:

Einheit der magnetischen Induktion. IN Internationales System Einheiten pro Einheit magnetischer Induktion ist die Induktion eines solchen Magnetfeldes, bei dem pro Meter Leiterlänge bei einer Stromstärke von 1 A eine maximale Amperekraft von 1 N wirkt. Diese Einheit wird Tesla (abgekürzt: T) genannt Ehrung des herausragenden jugoslawischen Physikers N. Tesla:

LORENTZ-KRAFT

Die Bewegung eines stromdurchflossenen Leiters in einem Magnetfeld zeigt, dass das Magnetfeld auf bewegte elektrische Ladungen einwirkt. Auf den Leiter wirkt eine Amperekraft F A = IBlsin a, und die Lorentzkraft wirkt auf eine sich bewegende Ladung:

Wo A- Winkel zwischen den Vektoren B und v.

Bewegung geladener Teilchen in einem Magnetfeld. In einem gleichmäßigen Magnetfeld wirkt auf ein geladenes Teilchen, das sich mit einer Geschwindigkeit senkrecht zu den Induktionslinien des Magnetfelds bewegt, eine Kraft m, deren Größe konstant ist und die senkrecht zum Geschwindigkeitsvektor gerichtet ist Beschleunigung, deren Modul gleich ist:

In einem gleichmäßigen Magnetfeld bewegt sich dieses Teilchen im Kreis. Der Krümmungsradius der Flugbahn, entlang der sich das Teilchen bewegt, wird aus der Bedingung bestimmt, aus der folgt:

Der Krümmungsradius der Flugbahn ist ein konstanter Wert, da eine Kraft senkrecht zum Geschwindigkeitsvektor nur ihre Richtung, nicht aber ihren Betrag ändert. Und das bedeutet, dass diese Flugbahn ein Kreis ist.

Die Umlaufdauer eines Teilchens in einem gleichmäßigen Magnetfeld ist gleich:

Der letzte Ausdruck zeigt, dass die Umlaufdauer eines Teilchens in einem gleichmäßigen Magnetfeld nicht von der Geschwindigkeit und dem Radius seiner Flugbahn abhängt.

Wenn die elektrische Feldstärke Null ist, dann ist die Lorentzkraft l gleich der magnetischen Kraft m:

ELEKTROMAGNETISCHE INDUKTION

Das Phänomen der elektromagnetischen Induktion wurde von Faraday entdeckt, der feststellte, dass in einem geschlossenen Stromkreis bei jeder Änderung des den Stromkreis durchdringenden Magnetfelds ein elektrischer Strom entsteht.

MAGNETFLUSS

Magnetischer Fluss F(Magnetischer Induktionsfluss) durch eine Fläche S- ein Wert, der dem Produkt aus der Größe des magnetischen Induktionsvektors und der Fläche entspricht S und Kosinus des Winkels A zwischen dem Vektor und der Flächennormalen:

Ф=BScos

In SI ist die Einheit des magnetischen Flusses 1 Weber (Wb) – magnetischer Fluss durch eine Oberfläche von 1 m2, die senkrecht zur Richtung eines gleichmäßigen Magnetfelds liegt, dessen Induktion 1 T beträgt:

Elektromagnetische Induktion-Vorkommensphänomen elektrischer Strom in einem geschlossenen Stromkreis mit jeder Änderung des magnetischen Flusses, der durch den Stromkreis fließt.

Der in einem geschlossenen Stromkreis entstehende induzierte Strom hat eine solche Richtung, dass sein Magnetfeld der Änderung des magnetischen Flusses entgegenwirkt, die ihn verursacht (Lenzsche Regel).

GESETZ DER ELEKTROMAGNETISCHEN INDUKTION

Faradays Experimente zeigten, dass die Stärke des induzierten Stroms I i in einem leitenden Stromkreis direkt proportional zur Änderungsrate der Anzahl magnetischer Induktionslinien ist, die die von diesem Stromkreis begrenzte Oberfläche durchdringen.

Daher ist die Stärke des Induktionsstroms proportional zur Änderungsrate des magnetischen Flusses durch die durch die Kontur begrenzte Oberfläche:

Es ist bekannt, dass, wenn im Stromkreis ein Strom auftritt, dies bedeutet, dass äußere Kräfte auf die freien Ladungen des Leiters einwirken. Die Arbeit, die diese Kräfte leisten, um eine Ladungseinheit entlang eines geschlossenen Kreislaufs zu bewegen, wird als elektromotorische Kraft (EMF) bezeichnet. Finden wir die induzierte EMK ε i.

Nach dem Ohmschen Gesetz für einen geschlossenen Stromkreis

Da R nicht von abhängt, dann

Die induzierte EMK stimmt in der Richtung mit überein induzierter Strom, und dieser Strom ist gemäß der Lenzschen Regel so gerichtet, dass der von ihm erzeugte magnetische Fluss der Änderung des äußeren magnetischen Flusses entgegenwirkt.

Gesetz der elektromagnetischen Induktion

Die induzierte EMK in einem geschlossenen Kreislauf ist gleich der aus entgegengesetztes VorzeichenÄnderungsrate des magnetischen Flusses, der den Stromkreis durchdringt:

SELBSTINDUKTION. INDUKTANZ

Die Erfahrung zeigt, dass magnetischer Fluss F Der mit einem Stromkreis verbundene Strom ist direkt proportional zum Strom in diesem Stromkreis:

Ф = L*I .

Schleifeninduktivität L- Proportionalitätskoeffizient zwischen dem durch den Stromkreis fließenden Strom und dem von ihm erzeugten magnetischen Fluss.

Die Induktivität eines Leiters hängt von seiner Form, Größe und den Eigenschaften der Umgebung ab.

Selbstinduktion- das Phänomen des Auftretens einer induzierten EMK in einem Stromkreis, wenn sich der magnetische Fluss aufgrund einer Änderung des durch den Stromkreis selbst fließenden Stroms ändert.

Selbstinduktion - Sonderfall elektromagnetische Induktion.

Die Induktivität ist eine Größe, die numerisch der selbstinduktiven EMK entspricht, die in einem Stromkreis auftritt, wenn sich der Strom darin pro Zeiteinheit um eins ändert.

Im SI wird als Einheit der Induktivität die Induktivität eines Leiters angenommen, bei der bei einer Änderung der Stromstärke um 1 A in 1 s eine selbstinduktive EMK von 1 V auftritt. Diese Einheit wird Henry (H) genannt.

MAGNETISCHE FELDENERGIE

Das Phänomen der Selbstinduktion ähnelt dem Phänomen der Trägheit. Die Induktivität spielt bei der Änderung des Stroms die gleiche Rolle wie die Masse bei der Änderung der Geschwindigkeit eines Körpers. Das Analogon der Geschwindigkeit ist aktuell.

Dies bedeutet, dass die Energie des Magnetfelds des Stroms als ein Wert betrachtet werden kann, der der kinetischen Energie des Körpers ähnelt:

Nehmen wir an, dass nach dem Trennen der Spule von der Quelle der Strom im Stromkreis mit der Zeit nach einem linearen Gesetz abnimmt.

Die Selbstinduktions-EMK hat in diesem Fall einen konstanten Wert:

Dabei ist I der Anfangswert des Stroms, t ist der Zeitraum, in dem die Stromstärke von I auf 0 abnimmt. Während der Zeit t fließt eine elektrische Ladung durch den Stromkreis q = I cp t . Weil, I cp = (I + 0)/2 = I/2 dann q=It/2

. Daher ist die Arbeit des elektrischen Stroms:

Diese Arbeit wird durch die Energie des Magnetfeldes der Spule verrichtet. Somit erhalten wir wieder: Beispiel.

Bestimmen Sie die Energie des Magnetfeldes der Spule, bei der bei einem Strom von 7,5 A der magnetische Fluss 2,3 * 10 -3 Wb beträgt. Wie verändert sich die Feldenergie, wenn die Stromstärke halbiert wird?

MAGNETFLUSS

MAGNETFLUSS(Symbol F), ein Maß für die Stärke und Ausdehnung des MAGNETFELDES. Der Fluss durch die Fläche A im rechten Winkel zum gleichen Magnetfeld beträgt Ф = mHA, wobei m die magnetische PERMEABILITÄT des Mediums und H die Intensität des Magnetfelds ist. Die magnetische Flussdichte ist der Fluss pro Flächeneinheit (Symbol B), der gleich N ist. Eine Änderung des magnetischen Flusses durch einen elektrischen Leiter induziert eine ELEKTRISCHE MOTORKRAFT.

Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch.

Sehen Sie, was „MAGNETFLUSS“ in anderen Wörterbüchern ist:

Der Fluss des magnetischen Induktionsvektors B durch eine beliebige Oberfläche. Magnetischer Fluss durch kleiner Bereich dS, innerhalb dessen der Vektor B unverändert bleibt, ist gleich dФ = ВndS, wobei Bn die Projektion des Vektors auf die Normale der Fläche dS ist. Magnetischer Fluss F durch das Endstück... ... Groß Enzyklopädisches Wörterbuch

- (magnetischer Induktionsfluss), Fluss F des magnetischen Vektors. Induktion B durch k.l. Oberfläche. M. p. dФ durch eine kleine Fläche dS, innerhalb derer der Vektor B als unverändert betrachtet werden kann, wird durch das Produkt der Flächengröße und der Projektion Bn des Vektors auf ... ausgedrückt. Physische Enzyklopädie

magnetischer Fluss- Eine skalare Größe, die dem magnetischen Induktionsfluss entspricht. [GOST R 52002 2003] magnetischer Fluss Der Fluss der magnetischen Induktion durch eine Oberfläche senkrecht zum Magnetfeld, definiert als das Produkt der magnetischen Induktion an einem bestimmten Punkt durch die Fläche... ... Leitfaden für technische Übersetzer

MAGNETFLUSS- Fluss Ф des magnetischen Induktionsvektors (siehe (5)) B durch die Oberfläche S normal zum Vektor B in einem gleichmäßigen Magnetfeld. SI-Einheit des magnetischen Flusses (cm) ... Große Polytechnische Enzyklopädie

Ein Wert, der die magnetische Wirkung auf einer bestimmten Oberfläche charakterisiert. M.p. wird anhand der Anzahl der Magnete gemessen Stromleitungen durch diese Oberfläche gehen. Technisches Eisenbahnwörterbuch. M.: Staatsverkehr... ... Technisches Eisenbahnwörterbuch

Magnetischer Fluss- eine skalare Größe, die dem magnetischen Induktionsfluss entspricht... Quelle: ELECTRICAL ENGINEERING. BEGRIFFE UND DEFINITIONEN GRUNDKONZEPTE. GOST R 52002 2003 (genehmigt durch Beschluss des Staatsstandards der Russischen Föderation vom 01.09.2003 N 3 Art.) ... Offizielle Terminologie

Der Fluss des magnetischen Induktionsvektors B durch eine beliebige Oberfläche. Der magnetische Fluss durch eine kleine Fläche dS, innerhalb derer der Vektor B unverändert bleibt, ist gleich dФ = BndS, wobei Bn die Projektion des Vektors auf die Normale der Fläche dS ist. Magnetischer Fluss F durch das Endstück... ... Enzyklopädisches Wörterbuch

Klassische Elektrodynamik ... Wikipedia

magnetischer Fluss- , der magnetische Induktionsfluss ist der Fluss des magnetischen Induktionsvektors durch eine beliebige Oberfläche. Für eine geschlossene Oberfläche der gesamte magnetische Fluss gleich Null, was die elektromagnetische Natur des Magnetfelds widerspiegelt, d. h. die Abwesenheit in der Natur ... Enzyklopädisches Wörterbuch der Metallurgie

Magnetischer Fluss- 12. Magnetischer Fluss Magnetischer Induktionsfluss Quelle: GOST 19880 74: Elektrotechnik. Grundlegende Konzepte. Begriffe und Definitionen Originaldokument 12 magnetisch auf ... Wörterbuch-Nachschlagewerk mit Begriffen der normativen und technischen Dokumentation

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Was ist magnetischer Fluss?

Um eine genaue quantitative Formulierung des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion zu geben, ist es notwendig, eine neue Größe einzuführen – den magnetischen Induktionsvektorfluss.

Der magnetische Induktionsvektor charakterisiert das Magnetfeld an jedem Punkt im Raum. Sie können eine andere Größe einführen, die von den Werten des Vektors nicht an einem Punkt, sondern an allen Punkten der durch eine flache geschlossene Kontur begrenzten Oberfläche abhängt.

Betrachten Sie dazu einen flachen geschlossenen Leiter (Stromkreis), der eine Oberfläche mit der Fläche S begrenzt und in einem gleichmäßigen Magnetfeld angeordnet ist (Abb. 2.4). Die Normale (Vektor, deren Modul gleich Eins ist) zur Ebene des Leiters bildet einen Winkel mit der Richtung des magnetischen Induktionsvektors. Der magnetische Fluss Ф (Fluss des magnetischen Induktionsvektors) durch eine Oberfläche mit der Fläche S ist ein Wert, der dem Produkt aus der Größe des magnetischen Induktionsvektors durch die Fläche S und dem Kosinus des Winkels zwischen den Vektoren entspricht und:

Das Produkt ist eine Projektion des magnetischen Induktionsvektors auf die Normale zur Konturebene. Deshalb

Je größer der Wert von B n und S ist, desto größer ist der magnetische Fluss. Der Wert von F wird in Analogie zum Wasserfluss als „magnetischer Fluss“ bezeichnet, der umso größer ist, je größer die Geschwindigkeit des Wasserflusses und die Querschnittsfläche sind der Pfeife.

Der magnetische Fluss kann grafisch als ein Wert interpretiert werden, der proportional zur Anzahl der magnetischen Induktionslinien ist, die eine Oberfläche der Fläche S durchdringen. Weber.

in 1 Weber (1 Wb) wird durch ein gleichmäßiges Magnetfeld mit einer Induktion von 1 T durch eine Oberfläche mit einer Fläche von 1 m 2 erzeugt, die senkrecht zum magnetischen Induktionsvektor liegt.

Der magnetische Fluss hängt von der Ausrichtung der Oberfläche ab, die das Magnetfeld durchdringt.

Allgemeine Informationen zum magnetischen Fluss

Die heutige Physikstunde ist dem Thema magnetischer Fluss gewidmet. Um eine genaue quantitative Formulierung des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion zu geben, müssen wir eine neue Größe einführen, die eigentlich magnetischer Fluss oder Fluss des magnetischen Induktionsvektors genannt wird.

Aus früheren Kursen wissen Sie bereits, dass das Magnetfeld durch den magnetischen Induktionsvektor B beschrieben wird. Basierend auf dem Konzept des Induktionsvektors B können wir den magnetischen Fluss ermitteln. Dazu betrachten wir einen geschlossenen Leiter oder Stromkreis mit der Fläche S. Nehmen wir an, dass ein gleichmäßiges Magnetfeld mit der Induktion B durch ihn hindurchgeht. Dann ist der magnetische Fluss F, der Vektor der magnetischen Induktion durch eine Oberfläche mit der Fläche S der Wert des Produkts des Moduls des magnetischen Induktionsvektors B durch die Fläche des Stromkreises S und auf dem cos des Winkels zwischen Vektor B und dem normalen cos alpha:

Im Allgemeinen sind Sie und ich zu dem Schluss gekommen, dass, wenn Sie einen stromdurchflossenen Stromkreis in ein Magnetfeld legen, alle Induktionslinien dieses Magnetfelds durch den Stromkreis verlaufen. Das heißt, wir können mit Sicherheit sagen, dass die magnetische Induktionslinie genau diese magnetische Induktion ist, die sich an jedem Punkt dieser Linie befindet. Oder wir können sagen, dass magnetische Induktionslinien der Fluss des Induktionsvektors entlang des durch diese Linien begrenzten und beschriebenen Raums sind, d. h. der magnetische Fluss.

Erinnern wir uns nun daran, was eine Einheit des magnetischen Flusses ist:

Richtung und Menge des magnetischen Flusses Sie müssen aber auch wissen, dass jeder magnetische Fluss seine eigene Richtung und seinen eigenen quantitativen Wert hat. In diesem Fall können wir sagen, dass der Stromkreis von einem bestimmten magnetischen Fluss durchdrungen wird. Außerdem ist zu beachten, dass die Größe des Magnetflusses von der Größe des Stromkreises abhängt, also davon, was größere Größe

Je größer der Stromkreis, desto größer ist der magnetische Fluss, der ihn durchfließt.

Mit zunehmender Stärke des Magnetfeldes nimmt natürlich auch die magnetische Induktion zu. Darüber hinaus nimmt die Größe des magnetischen Flusses proportional zur erhöhten Induktionsgröße zu.

Praktische Aufgabe

1. Schauen Sie sich diese Abbildung genau an und beantworten Sie die Frage: Wie kann sich der magnetische Fluss ändern, wenn sich der Kreis um die OO-Achse dreht?

2. Wie kann sich Ihrer Meinung nach der magnetische Fluss ändern, wenn wir eine geschlossene Schleife nehmen, die in einem bestimmten Winkel zu den magnetischen Induktionslinien liegt und deren Fläche um die Hälfte reduziert wird und deren Vektormodul um das Vierfache vergrößert wird?
3. Schauen Sie sich die Antwortmöglichkeiten an und sagen Sie mir, wie der Rahmen in einem gleichmäßigen Magnetfeld ausgerichtet sein soll, damit der Fluss durch diesen Rahmen Null ist? Welche Antwort ist richtig?

4. Schauen Sie sich die Zeichnung der abgebildeten Kreise I und II genau an und geben Sie eine Antwort: Wie kann sich der magnetische Fluss ändern, wenn sie sich drehen?

5. Was bestimmt Ihrer Meinung nach die Richtung des Induktionsstroms?
6. Was ist der Unterschied zwischen magnetischer Induktion und magnetischem Fluss? Nennen Sie diese Unterschiede.
7. Nennen Sie die Formel für den magnetischen Fluss und die in dieser Formel enthaltenen Größen.
8. Welche Methoden zur Messung des magnetischen Flusses kennen Sie?

Es ist interessant zu wissen

Wussten Sie, dass das zugenommen hat? Sonnenaktivität wirkt sich auf das Erdmagnetfeld aus und nimmt etwa alle elfeinhalb Jahre derart zu, dass es die Funkkommunikation stören, Kompassausfälle verursachen und das menschliche Wohlbefinden beeinträchtigen kann. Solche Prozesse werden magnetische Stürme genannt.

Myakishev G. Ya., Physik. 11. Klasse: pädagogisch. für die Allgemeinbildung Institutionen: Basis und Profil. Ebenen / G. Ya. Myakishev, B. V. Bukhovtsev, V. M. Charugin; bearbeitet von V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. - 17. Aufl., überarbeitet. und zusätzlich - M.: Bildung, 2008. - 399 S.: Abb.

Der Fluss des magnetischen Induktionsvektors B durch eine beliebige Oberfläche. Der magnetische Fluss durch eine kleine Fläche dS, innerhalb derer der Vektor B unverändert bleibt, ist gleich dФ = ВndS, wobei Bn die Projektion des Vektors auf die Normale der Fläche dS ist. Magnetischer Fluss F durch das Endstück... ... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

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