Ako súvisí magnetický tok a indukcia? Elektromagnetická indukcia

Vektor magnetickej indukcie AT (magnetický tok) cez malú plochu dS nazývaná skalárna fyzikálna veličina rovná

Tu je jednotkový vektor normály k oblasti s plochou dS, V n- vektorová projekcia AT k smeru normály, - uhol medzi vektormi AT a n (obr. 6.28).

Ryža. 6.28. Tok vektora magnetickej indukcie cez podložku

Magnetický tok F B cez ľubovoľný uzavretý povrch S rovná sa

Neprítomnosť magnetických nábojov v prírode vedie k tomu, že čiary vektora AT nemajú začiatok ani koniec. Preto tok vektora AT cez uzavretý povrch sa musí rovnať nule. Teda pre akékoľvek magnetické pole a ľubovoľný uzavretý povrch S kondícia

Vzorec (6.28) vyjadruje Ostrogradského - Gaussova veta pre vektor :

Opäť zdôrazňujeme: táto veta je matematickým vyjadrením skutočnosti, že v prírode neexistujú žiadne magnetické náboje, na ktorých by začínali a končili čiary magnetickej indukcie, ako tomu bolo v prípade elektrického poľa. E bodové poplatky.

Táto vlastnosť v podstate odlišuje magnetické pole od elektrického. Čiary magnetickej indukcie sú uzavreté, takže počet čiar vstupujúcich do určitého objemu priestoru sa rovná počtu čiar opúšťajúcich tento objem. Ak sa prichádzajúce toky berú s jedným znamienkom a odchádzajúce toky s iným znamienkom, potom sa celkový tok vektora magnetickej indukcie cez uzavretý povrch bude rovnať nule.

Ryža. 6.29. W. Weber (1804–1891) – nemecký fyzik

Rozdiel medzi magnetickým poľom a elektrostatickým sa prejavuje aj v hodnote veličiny, ktorú nazývame obehu- integrál vektorového poľa pozdĺž uzavretej dráhy. V elektrostatike sa integrál rovná nule

prevzaté pozdĺž ľubovoľného uzavretého obrysu. Je to spôsobené potenciálom elektrostatického poľa, to znamená skutočnosťou, že práca vykonaná na pohyb náboja v elektrostatickom poli nezávisí od dráhy, ale iba od polohy počiatočného a koncového bodu.

Pozrime sa, ako sa veci majú s podobnou hodnotou pre magnetické pole. Zoberme si uzavretý obvod pokrývajúci jednosmerný prúd a vypočítajme preň cirkuláciu vektora AT , teda

Ako bolo získané vyššie, magnetická indukcia vytvorená priamym vodičom s prúdom na diaľku R od vodiča, sa rovná

Zoberme si prípad, keď obrys obklopujúci dopredný prúd leží v rovine kolmej na prúd a je to kruh s polomerom R sústredený na vodič. V tomto prípade cirkulácia vektora AT pozdĺž tohto kruhu sa rovná

Dá sa ukázať, že výsledok pre cirkuláciu vektora magnetickej indukcie sa nemení pri kontinuálnej deformácii obrysu, ak počas tejto deformácie obrys nepretína prúdnice. Potom je v dôsledku princípu superpozície obeh vektora magnetickej indukcie po dráhe pokrývajúcej niekoľko prúdov úmerný ich algebraickému súčtu (obr. 6.30).

Ryža. 6.30. Uzavretá slučka (L) s definovaným smerom obtoku.
Zobrazené sú prúdy I 1 , I 2 a I 3, ktoré vytvárajú magnetické pole.
Príspevok k cirkulácii magnetického poľa pozdĺž obrysu (L) je daný iba prúdmi I 2 a I 3

Ak vybraný obvod nepokrýva prúdy, potom sa cirkulácia cez neho rovná nule.

Pri výpočte algebraického súčtu prúdov treba brať do úvahy znamienko prúdu: kladne budeme považovať prúd, ktorého smer súvisí so smerom obtoku pozdĺž obrysu pravidlom pravej skrutky. Napríklad aktuálny príspevok ja 2 do obehu je záporný a príspevok prúdu ja 3 - pozitívny (obr. 6.18). Použitie vzťahu

medzi prúdovou silou ja cez akýkoľvek uzavretý povrch S a prúdová hustota pre vektor cirkulácie AT dá sa napísať

kde S- akýkoľvek uzavretý povrch založený na danom obryse L.

Takéto polia sú tzv víriť. Preto nie je možné zaviesť potenciál pre magnetické pole, ako sa to urobilo pre elektrické pole bodových nábojov. Rozdiel medzi potenciálnym a vírovým poľom možno najjasnejšie znázorniť vzorom siločiar. Siločiary elektrostatického poľa sú ako ježkovia: začínajú a končia na nábojoch (alebo idú do nekonečna). Siločiary magnetického poľa nikdy nepripomínajú "ježkov": sú vždy uzavreté a pokrývajú prúdy.

Na ilustráciu aplikácie cirkulačnej vety nájdime inou metódou už známe magnetické pole nekonečného solenoidu. Vezmite obdĺžnikový obrys 1-2-3-4 (obr. 6.31) a vypočítajte cirkuláciu vektora AT pozdĺž tohto obrysu

Ryža. 6.31. Aplikácia cirkulačnej vety B na určenie magnetického poľa solenoidu

Druhý a štvrtý integrál sú rovné nule v dôsledku kolmosti vektorov a

Výsledok (6.20) sme reprodukovali bez integrácie magnetických polí z jednotlivých závitov.

Získaný výsledok (6.35) možno použiť na nájdenie magnetického poľa tenkého toroidného solenoidu (obr. 6.32).

Ryža. 6.32. Toroidná cievka: Čiary magnetickej indukcie sú uzavreté vo vnútri cievky a sú to sústredné kruhy. Sú nasmerované tak, že pri pohľade pozdĺž nich by sme videli, ako prúd v cievkach cirkuluje v smere hodinových ručičiek. Jedna z indukčných čiar nejakého polomeru r 1 ≤ r< r 2 изображена на рисунке

Tok vektora magnetickej indukcie B cez akýkoľvek povrch. Magnetický tok cez malú oblasť dS, v rámci ktorej je vektor B nezmenený, sa rovná dФ = ВndS, kde Bn je priemet vektora na normálu k oblasti dS. Magnetický tok Ф cez konečný ... ... Veľký encyklopedický slovník

MAGNETICKÝ TOK- (tok magnetickej indukcie), tok Ф magnetického vektora. indukcia B cez k.l. povrch. M. p. dФ cez malú plochu dS, v rámci ktorej možno vektor B považovať za nezmenený, je vyjadrený súčinom veľkosti plochy a priemetu Bn vektora na ... ... Fyzická encyklopédia

magnetický tok- Skalárna hodnota rovnajúca sa toku magnetickej indukcie. [GOST R 52002 2003] magnetický tok Tok magnetickej indukcie cez povrch kolmý na magnetické pole, definovaný ako súčin magnetickej indukcie v danom bode a plochy ... ... Technická príručka prekladateľa

MAGNETICKÝ TOK- (symbol F), miera sily a rozsahu MAGNETICKÉHO POLE. Prietok oblasťou A v pravom uhle k tomu istému magnetickému poľu je Ф=mNA, kde m je magnetická PERMEABILITA média a H je intenzita magnetického poľa. Hustota magnetického toku je tok ... ... Vedecko-technický encyklopedický slovník

MAGNETICKÝ TOK- tok Ф vektora magnetickej indukcie (pozri (5)) В cez povrch S, kolmý na vektor В v rovnomernom magnetickom poli. Jednotka magnetického toku v SI (pozri) ... Veľká polytechnická encyklopédia

MAGNETICKÝ TOK- hodnota charakterizujúca magnetické pôsobenie na daný povrch. Teplota topenia sa meria počtom magnetických siločiar prechádzajúcich daným povrchom. Technický železničný slovník. M .: Štátna doprava ...... Technický železničný slovník

magnetický tok - skalárne, rovný toku magnetickej indukcie... Zdroj: ELEKTROTEHNIKA. POJMY A DEFINÍCIE ZÁKLADNÝCH POJMOV. GOST R 52002 2003 (schválené vyhláškou o štátnej norme Ruskej federácie z 01.09.2003 N 3 st) ... Oficiálna terminológia

magnetický tok- tok vektora magnetickej indukcie B cez akýkoľvek povrch. Magnetický tok cez malú oblasť dS, v rámci ktorej je vektor B nezmenený, sa rovná dФ = BndS, kde Bn je priemet vektora na normálu k oblasti dS. Magnetický tok Ф cez konečný ... ... encyklopedický slovník

magnetický tok- , tok magnetickej indukcie tok vektora magnetickej indukcie akýmkoľvek povrchom. Pre uzavretý povrch je celkový magnetický tok nulový, čo odráža povahu magnetu magnetického poľa, t.j. absenciu povahy ... Encyklopedický slovník hutníctva

magnetický tok- 12. Magnetický tok Tok magnetickej indukcie Zdroj: GOST 19880 74: Elektrotechnika. Základné pojmy. Termíny a definície pôvodný dokument 12 magnetický na ... Slovník-príručka termínov normatívnej a technickej dokumentácie

knihy

  • , Mitkevich V. F. Táto kniha obsahuje veľa vecí, ktorým nie je vždy venovaná náležitá pozornosť, pokiaľ ide o magnetický tok, a ktoré ešte neboli dostatočne jasne vyjadrené alebo neboli ... Kúpiť za 2252 UAH (iba Ukrajina)
  • Magnetický tok a jeho transformácia, VF Mitkevich Táto kniha bude vyrobená podľa vašej objednávky technológiou Print-on-Demand. V tejto knihe je veľa vecí, ktorým sa nie vždy venuje náležitá pozornosť, pokiaľ ide o...

Spomedzi mnohých definícií a pojmov spojených s magnetickým poľom treba zdôrazniť magnetický tok, ktorý má určitý smer. Táto vlastnosť je široko používaná v elektronike a elektrotechnike, pri navrhovaní prístrojov a zariadení, ako aj pri výpočte rôznych obvodov.

Pojem magnetického toku

Najprv je potrebné presne stanoviť to, čo sa nazýva magnetický tok. Táto hodnota by sa mala brať do úvahy v kombinácii s rovnomerným magnetickým poľom. Je homogénna v každom bode určeného priestoru. Pôsobením magnetického poľa spadá určitá plocha, ktorá má určitú pevnú plochu označenú symbolom S. Na túto plochu pôsobia siločiary a pretínajú ju.

Magnetický tok Ф, ktorý prechádza povrchom s plochou S, teda pozostáva z určitého počtu čiar zhodujúcich sa s vektorom B a prechádzajúcich cez tento povrch.

Tento parameter možno nájsť a zobraziť ako vzorec Ф = BS cos α, v ktorom α je uhol medzi normálou k povrchu S a vektorom magnetickej indukcie B. Na základe tohto vzorca je možné určiť magnetický tok s maximálna hodnota pri ktorej cos α \u003d 1 a poloha vektora B bude rovnobežná s normálou kolmou na povrch S. A naopak, magnetický tok bude minimálny, ak bude vektor B umiestnený kolmo na normálu.

V tejto verzii sa vektorové čiary jednoducho posúvajú pozdĺž roviny a nepretínajú ju. To znamená, že tok sa berie do úvahy iba pozdĺž čiar vektora magnetickej indukcie prechádzajúcich špecifickým povrchom.

Na nájdenie tejto hodnoty sa používajú weber alebo volt-sekundy (1 Wb \u003d 1 V x 1 s). Tento parameter je možné merať v iných jednotkách. Menšia hodnota je maxwell, čo je 1 Wb = 108 µs alebo 1 µs = 10-8 Wb.

Energia magnetického poľa a magnetický indukčný tok

Ak vodičom prechádza elektrický prúd, potom sa okolo neho vytvorí magnetické pole, ktoré má energiu. Jeho pôvod je spojený s elektrickým výkonom zdroja prúdu, ktorý je čiastočne spotrebovaný na prekonanie Samoindukcia EMF vyskytujúce sa v reťazci. Ide o takzvanú vlastnú energiu prúdu, vďaka ktorej vzniká. To znamená, že energie poľa a prúdu sa budú navzájom rovnať.

Hodnota vlastnej energie prúdu je vyjadrená vzorcom W \u003d (L x I 2) / 2. Táto definícia sa považuje za rovnakú s prácou, ktorú vykonáva zdroj prúdu, ktorý prekonáva indukčnosť, to znamená samoindukciu EMF a vytvára prúd v elektrickom obvode. Keď prúd prestane pôsobiť, energia magnetického poľa nezmizne bez stopy, ale uvoľní sa napríklad vo forme oblúka alebo iskry.

Magnetický tok, ktorý vzniká v poli, je známy aj ako tok magnetickej indukcie s kladným, resp záporná hodnota, ktorého smer je konvenčne označený vektorom. Tento tok spravidla prechádza obvodom, ktorým preteká elektrický prúd. Pri kladnom smere normály vzhľadom na obrys je smer pohybu prúdu hodnota určená v súlade s . V tomto prípade magnetický tok generovaný obvodom s elektrický šok, a prechádzajúci cez tento obrys, bude mať vždy hodnotu väčšiu ako nula. Poukazujú na to aj praktické merania.

Magnetický tok sa zvyčajne meria v jednotkách stanovených medzinárodným systémom SI. Toto je už známy Weber, čo je veľkosť prietoku prechádzajúceho rovinou s plochou 1 m2. Tento povrch je umiestnený kolmo na siločiary magnetického poľa s rovnomernou štruktúrou.

Tento koncept je dobre opísaný Gaussovou vetou. Odráža absenciu magnetických nábojov, takže indukčné čiary sú vždy reprezentované ako uzavreté alebo idúce do nekonečna bez začiatku alebo konca. To znamená, že magnetický tok prechádzajúci cez akýkoľvek druh uzavretých povrchov je vždy nulový.

Obrázok ukazuje rovnomerné magnetické pole. Homogénny znamená rovnaký vo všetkých bodoch daného objemu. V poli je umiestnená plocha s plochou S. Siločiary pretínajú plochu.

Stanovenie magnetického toku:

Magnetický tok Ф povrchom S je počet čiar vektora magnetickej indukcie B prechádzajúcich povrchom S.

Vzorec magnetického toku:

tu α je uhol medzi smerom vektora magnetickej indukcie B a normálou k povrchu S.

Zo vzorca magnetického toku je možné vidieť, že maximálny magnetický tok bude pri cos α = 1, a to sa stane, keď bude vektor B rovnobežný s normálou k povrchu S. Minimálny magnetický tok bude pri cos α = 0, bude to vtedy, keď je vektor B kolmý na kolmicu na plochu S, pretože v tomto prípade budú čiary vektora B kĺzať po ploche S bez toho, aby ju pretínali.

A podľa definície magnetického toku sa berú do úvahy iba tie čiary vektora magnetickej indukcie, ktoré pretínajú daný povrch.

Magnetický tok sa meria vo weberoch (volt-sekundy): 1 wb \u003d 1 v * s. Okrem toho sa Maxwell používa na meranie magnetického toku: 1 wb \u003d 10 8 μs. V súlade s tým 1 μs = 10-8 wb.

Magnetický tok je skalárna veličina.

ENERGIA MAGNETICKÉHO POLE PRÚDU

Okolo vodiča s prúdom je magnetické pole, ktoré má energiu. Odkiaľ to pochádza? Zdroj prúdu zahrnutý v elektrickom obvode má energetickú rezervu. V momente uzavretia elektrického obvodu vynakladá zdroj prúdu časť svojej energie na prekonanie pôsobenia vznikajúceho EMF samoindukcie. Táto časť energie, nazývaná vlastná energia prúdu, vedie k vytvoreniu magnetického poľa. Energia magnetického poľa sa rovná vlastnej energii prúdu. Vlastná energia prúdu sa číselne rovná práci, ktorú musí zdroj prúdu vykonať, aby prekonal samoindukciu EMF, aby vytvoril prúd v obvode.

Energia magnetického poľa vytvoreného prúdom je priamo úmerná druhej mocnine sily prúdu. Kde zmizne energia magnetického poľa po zastavení prúdu? - vyčnieva (pri otvorení obvodu s dostatočne veľkým prúdom môže vzniknúť iskra alebo oblúk)

4.1. Zákon elektromagnetickej indukcie. Samoindukcia. Indukčnosť

Základné vzorce

Zákon elektromagnetickej indukcie (Faradayov zákon):

, (39)

kde je indukčné emf; je celkový magnetický tok (prepojenie toku).

Magnetický tok vytvorený prúdom v obvode,

kde je indukčnosť obvodu; je sila prúdu.

Faradayov zákon aplikovaný na samoindukciu

EMF indukcie, ku ktorému dochádza, keď sa rám otáča prúdom v magnetickom poli,

kde je indukcia magnetického poľa; je plocha rámu; je uhlová rýchlosť otáčania.

indukčnosť solenoidu

, (43)

kde je magnetická konštanta; je magnetická permeabilita látky; je počet závitov solenoidu; je prierezová plocha závitu; je dĺžka solenoidu.

Prúd otvoreného okruhu

kde je sila prúdu stanovená v obvode; je indukčnosť obvodu; je odpor obvodu; je čas otvorenia.

Intenzita prúdu, keď je obvod uzavretý

. (45)

Relaxačný čas

Príklady riešenia problémov

Príklad 1

Magnetické pole sa mení podľa zákona kde = 15 mT. Kruhová vodivá cievka s polomerom = 20 cm je umiestnená v magnetickom poli pod uhlom k smeru poľa (v počiatočnom okamihu). Nájdite emf indukcie, ktorá sa vyskytuje v cievke v čase = 5 s.

Riešenie

Podľa zákona elektromagnetickej indukcie emf indukcie vzniká v cievke, kde je magnetický tok viazaný v cievke.

kde je plocha cievky, je uhol medzi smerom vektora magnetickej indukcie a normálou k obrysu:.

Dosaďte číselné hodnoty: = 15 mT,, = 20 cm = = 0,2 m,.

Výpočty dávajú .

Príklad 2

V rovnomernom magnetickom poli s indukciou = 0,2 T je umiestnený pravouhlý rám, ktorého pohyblivá strana je dlhá 0,2 m a kolmo na indukčné čiary poľa sa pohybuje rýchlosťou = 25 m/s (obr. 42). Určte emf indukcie, ktorá sa vyskytuje v obvode.

Riešenie

Keď sa vodič AB pohybuje v magnetickom poli, plocha rámu sa zväčšuje, preto sa magnetický tok cez rám zvyšuje a dochádza k emf indukcie.

Podľa Faradayovho zákona, kde teda, ale, teda.

Znak „–“ označuje, že indukčné emf a indukčný prúd sú nasmerované proti smeru hodinových ručičiek.

SEBAINDUKCIA

Každý vodič, ktorým preteká elektrický prúd, je vo vlastnom magnetickom poli.

Pri zmene sily prúdu vo vodiči sa mení m.pole, t.j. magnetický tok vytvorený týmto prúdom sa mení. Zmena magnetického toku vedie k vzniku vírivého elektrického poľa a v obvode sa objaví indukčné EMF. Tento jav sa nazýva samoindukcia Samoindukcia je jav indukcie EMF v elektrickom obvode v dôsledku zmeny sily prúdu. Výsledné emf sa nazýva samoindukčné emf.

Prejav fenoménu samoindukcie

Uzavretie okruhu Pri uzavretí obvodu sa zvyšuje prúd, čo spôsobuje zvýšenie magnetického toku v cievke, vzniká vírivé elektrické pole, smerujúce proti prúdu, t.j. v cievke vzniká EMF samoindukcie, ktorá zabraňuje stúpaniu prúdu v obvode (vírové pole spomaľuje elektróny). Ako výsledok L1 sa rozsvieti neskôr, ako L2.

Otvorený okruh Pri otvorení elektrického obvodu sa prúd zmenšuje, v cievke sa znižuje prietok m., objavuje sa vírivé elektrické pole, smerované ako prúd (s tendenciou udržiavať rovnakú silu prúdu), t.j. V cievke sa objaví samoindukčné emf, ktoré udržuje prúd v obvode. V dôsledku toho L pri vypnutí jasne bliká. Záver v elektrotechnike, fenomén samoindukcie sa prejavuje pri uzavretí obvodu (elektrický prúd sa postupne zvyšuje) a pri otvorení obvodu (elektrický prúd okamžite nezmizne).

INDUKTÁCIA

Od čoho závisí EMF samoindukcie? Elektrický prúd vytvára vlastné magnetické pole. Magnetický tok obvodom je úmerný indukcii magnetického poľa (Ф ~ B), indukcia je úmerná sile prúdu vo vodiči (B ~ I), preto je magnetický tok úmerný sile prúdu (Ф ~ I ). Samoindukčné emf závisí od rýchlosti zmeny sily prúdu v elektrickom obvode, od vlastností vodiča (veľkosť a tvar) a od relatívnej magnetickej permeability prostredia, v ktorom sa vodič nachádza. Fyzikálna veličina zobrazujúca závislosť samoindukčného EMF od veľkosti a tvaru vodiča a od prostredia, v ktorom sa vodič nachádza, sa nazýva koeficient samoindukcie alebo indukčnosť. Indukčnosť – fyzikálna. hodnota, ktorá sa číselne rovná EMF samoindukcie, ktorá sa vyskytuje v obvode, keď sa sila prúdu zmení o 1 ampér za 1 sekundu. Indukčnosť možno vypočítať aj podľa vzorca:

kde F je magnetický tok obvodom, I je sila prúdu v obvode.

Jednotky SI pre indukčnosť:

Indukčnosť cievky závisí od: počtu závitov, veľkosti a tvaru cievky a relatívnej magnetickej permeability média (možné jadro).

SAMOINDUKČNÉ EMF

EMF samoindukcie zabraňuje zvýšeniu intenzity prúdu, keď je obvod zapnutý, a zníženiu intenzity prúdu, keď je obvod otvorený.

Na charakterizáciu magnetizácie látky v magnetickom poli používame magnetický moment (P m ). Číselne sa rovná mechanickému momentu, ktorý zažíva látka v magnetickom poli s indukciou 1 T.

Charakterizuje ju magnetický moment jednotkového objemu látky magnetizácia - I , sa určuje podľa vzorca:

ja=R m /V , (2.4)

kde V je objem látky.

Magnetizácia v sústave SI sa meria ako napätie v A/m, veličina je vektorová.

Charakterizujú sa magnetické vlastnosti látok hromadná magnetická susceptibilita - c o , množstvo je bezrozmerné.

Ak je teleso umiestnené v magnetickom poli s indukciou AT 0 , potom dôjde k magnetizácii. Výsledkom je, že telo vytvára vlastné magnetické pole s indukciou AT " , ktorý interaguje s magnetizačným poľom.

V tomto prípade je to indukčný vektor v prostredí (AT) bude zložený z vektorov:

B = B 0 + V " (vektorový znak je vynechaný), (2.5)

kde AT " - indukcia vlastného magnetického poľa magnetizovanej látky.

Indukcia vlastného poľa je určená magnetickými vlastnosťami látky, ktoré sa vyznačujú objemovou magnetickou susceptibilitou - c o , výraz je pravdivý: AT " = c o AT 0 (2.6)

Deliť podľa m 0 výraz (2.6):

AT " /m o = c o AT 0 /m 0

Dostaneme: H " = c o H 0 , (2.7)

ale H " určuje magnetizáciu látky ja , t.j. H " = ja , potom z (2.7):

I=c o H 0 . (2.8)

Ak je teda látka vo vonkajšom magnetickom poli so silou H 0 , potom v ňom je indukcia definovaná výrazom:

B = B 0 + V " = m 0 H 0 +m 0 H " = m 0 (H 0 + ja)(2.9)

Posledný výraz platí striktne vtedy, keď je jadro (látka) úplne vo vonkajšom rovnomernom magnetickom poli (uzavretý torus, nekonečne dlhý solenoid atď.).

DEFINÍCIA

Vektor magnetickej indukcie(alebo magnetický tok) (dФ) sa vo všeobecnom prípade cez elementárnu oblasť nazýva skalár fyzikálne množstvo, čo sa rovná:

kde je uhol medzi smerom vektora magnetickej indukcie () a smerom normálového vektora () k miestu dS ().

Na základe vzorca (1) sa magnetický tok cez ľubovoľný povrch S vypočíta (vo všeobecnom prípade) ako:

Magnetický tok rovnomerného magnetického poľa cez plochý povrch možno nájsť ako:

Pre rovnomerné pole, plochý povrch umiestnený kolmo na vektor magnetickej indukcie, sa magnetický tok rovná:

Tok vektora magnetickej indukcie môže byť negatívny a pozitívny. Je to spôsobené výberom pozitívneho smeru. Veľmi často je tok vektora magnetickej indukcie spojený s obvodom, cez ktorý preteká prúd. V tomto prípade kladný smer normály k obrysu súvisí so smerom toku prúdu podľa pravidla správneho gimletu. Potom je magnetický tok, ktorý vytvára prúdový obvod, cez povrch ohraničený týmto obvodom, vždy väčší ako nula.

Mernou jednotkou pre tok magnetickej indukcie v medzinárodnom systéme jednotiek (SI) je weber (Wb). Na určenie jednotky magnetického toku možno použiť vzorec (4). Jeden Weber sa nazýva magnetický tok, ktorý prechádza plochým povrchom, ktorého plocha je 1 meter štvorcový, umiestnené kolmo na siločiary rovnomerného magnetického poľa:

Gaussova veta pre magnetické pole

Gaussova veta pre tok magnetického poľa odráža skutočnosť, že neexistujú žiadne magnetické náboje, a preto sú čiary magnetickej indukcie vždy uzavreté alebo idú do nekonečna, nemajú začiatok a koniec.

Gaussova veta pre magnetický tok je formulovaná nasledovne: Magnetický tok cez akýkoľvek uzavretý povrch (S) je rovný nule. V matematickej forme je táto veta napísaná takto:

Ukazuje sa, že Gaussove vety pre toky vektora magnetickej indukcie () a sila elektrostatického poľa () cez uzavretý povrch sa zásadne líšia.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

Cvičenie Vypočítajte tok vektora magnetickej indukcie cez solenoid, ktorý má N závitov, dĺžku jadra l, plochu prierez S, magnetická permeabilita jadra. Prúd pretekajúci solenoidom je I.
Riešenie Vo vnútri solenoidu možno magnetické pole považovať za rovnomerné. Magnetickú indukciu je ľahké nájsť pomocou vety o cirkulácii magnetického poľa a výberom pravouhlého obvodu ako uzavretého obvodu (cirkulácia vektora, pozdĺž ktorého budeme uvažovať (L)) pravouhlého obvodu (pokryje všetkých N závitov). Potom napíšeme (berieme do úvahy, že mimo solenoidu je magnetické pole nulové, navyše, kde obrys L je kolmý na čiary magnetickej indukcie B = 0):

V tomto prípade je magnetický tok cez jednu otáčku solenoidu ():

Celkový tok magnetickej indukcie, ktorý prechádza všetkými otáčkami:

Odpoveď

PRÍKLAD 2

Cvičenie Aký bude tok magnetickej indukcie cez štvorcový rám, ktorý je vo vákuu v rovnakej rovine s nekonečne dlhým priamym vodičom s prúdom (obr. 1). Dve strany rámu sú rovnobežné s drôtom. Dĺžka strany rámu je b, vzdialenosť od jednej zo strán rámu je c.

Riešenie Výraz, pomocou ktorého je možné určiť indukciu magnetického poľa, sa bude považovať za známy (pozri príklad 1 v časti „Merná jednotka magnetickej indukcie“):

Súvisiace publikácie