Pole elektryczne wirowe: zarodkowanie i właściwości

Oprócz potencjalnego Coulomb electric, istnieje pole wirowe, w którym znajdują się zamknięte linie naprężenia. Znając ogólne właściwości pola elektrycznego, łatwiej zrozumieć naturę wiru. Jest generowany przez zmieniające się pole magnetyczne.

Co powoduje prąd indukcyjny w stanie stacjonarnym? Co to jest indukcja pola elektrycznego? Odpowiedź na te pytania, a także różnicę między wirami elektrostatycznymi i stacjonarnymi, prądami Foucaulta, ferrytami i innymi, dowiesz się z poniższego artykułu.

Jak zmienia się strumień magnetyczny

Strumień magnetyczny F = BSosɑ może zmieniać się poprzez kontur w dwóch wersjach: z ustalonym konturem w zmiennym polu i stanie ruchu w polu, stałym lub zmiennym. W obu przypadkach siła indukcyjna elektromotoryczna będzie przestrzegać jednego prawa, ale będzie występować na różne sposoby.

Występowanie prądu indukcyjnego i siły napędowej ładunku

Najpierw musisz zrozumieć, jak powstaje prąd indukcyjny. W tym celu okrągła cewka z drutu jest umieszczona w jednorodnym magnetycznym korpusie. Jeśli indukcja w nim wzrośnie, nastąpi przepływ strumienia magnetycznego przez powierzchnię. Następnie powstaje prąd. Jeśli indukcja pola magnetycznego zmieni się zgodnie z prawem liniowym, prąd pozostanie stały.

Pytanie brzmi, ponieważ siły zaczynają przesuwać ładunki na turnie. Pole magnetyczne w cewce nie jest do tego zdolne, ponieważ wpływa tylko na ruchome ładunki. Ale przewodnik w nim pozostaje nieruchomy!

Na ładunki wpływa pole elektryczne. Ale stacjonarne i elektrostatyczne są tworzone przez ładunki, a prąd indukcyjny - po zmianie pola magnetycznego!

Logiczne byłoby założenie, że elektrony zaczynają przesuwać pole elektryczne, generowane w wyniku zmiany pola magnetycznego. W ten sposób fizyk Muskwell doszedł do wniosku, że pole magnetyczne powoduje powstanie pola elektrycznego w czasie.

Indukcja elektromagnetyczna

Następnie indukcja elektromagnetyczna Pokazano to na nowej stronie, gdzie główną właściwością wydaje się generowanie pola elektrycznego przez pole magnetyczne. Kontur przewodzący tutaj niczego nie zmienia. Przewód z elektronami swobodnymi staje się urządzeniem, które umożliwia wykrycie pojawiającego się pola elektrycznego, dzięki temu, że porusza się w przewodniku. Indukcja elektromagnetyczna przewodnika w stanie stacjonarnym polega nie tylko na pojawieniu się prądu indukcyjnego, ale także na polu elektrycznym, które zaczyna się poruszać. ładunki elektryczne.

Pole elektryczne wirowe, które pojawiło się po polu magnetycznym, jest zupełnie innego rodzaju niż pole elektrostatyczne. Nie ma bezpośredniego związku z opłatami, a napięcia na jego liniach nie zaczynają się i nie kończą. Są to zamknięte linie, podobnie jak pola magnetyczne. Dlatego nazywa się to wirowym polem elektrycznym.

Indukcja magnetyczna

Indukcja magnetyczna będzie zmieniać się szybciej, tym większe napięcie. Reguła Lenza mówi: kiedy indukcja magnetyczna wzrasta, kierunek wektora siły pola elektrycznego tworzy lewą śrubę z kierunkiem innego wektora. Oznacza to, że gdy lewa śruba obraca się w kierunku z liniami naprężenia, jej ruch translacyjny będzie taki sam, jak ruchu magnetycznego wektora indukcyjnego.

Jeżeli indukcja magnetyczna maleje, wówczas kierunek wektora intensywności utworzy prawą śrubę z kierunkiem innego wektora.

Linie siły napięcia mają ten sam kierunek, co prąd indukcyjny. Pole elektryczne wiru działa na ładunek z taką samą siłą jak przed nim. Jednak w tym przypadku jego praca nad transferem ładunku różni się od zera, jak w stacjonarnym polu elektrycznym. Ponieważ siła i przemieszczenie mają ten sam kierunek, praca wzdłuż całej długości ścieżki wzdłuż zamkniętej linii napięcia będzie taka sama. Praca dodatniego ładunku jednostkowego będzie tutaj równa sile elektromotorycznej indukcji w przewodniku.

Prądy indukcyjne w masywnych przewodnikach

W przewodach masywnych prądy indukcyjne otrzymują maksymalne wartości. Dzieje się tak dlatego, że mają niewielki opór.

Prądy takie nazywane są prądami Foucaulta (jest to francuski fizyk, który je badał). Mogą być używane do zmiany temperatury przewodów. Zasada ta została ustanowiona w piece indukcyjne na przykład mikrofalówka gospodarstwa domowego. Służy do topienia metali. Indukcja elektromagnetyczna jest również wykorzystywana w wykrywaczach metalu znajdujących się w terminalach lotniczych, teatrach i innych miejscach publicznych z dużą liczbą osób.

Ale prądy Foucault prowadzą do utraty energii na ciepło. W związku z tym rdzenie transformatorów, silników elektrycznych, generatorów i innych urządzeń są wykonane z żelaza nie w postaci stałej, ale z różnych płytek, które są odizolowane od siebie. Płytki muszą być ustawione prostopadle względem wektora natężenia, który ma wirowe pole elektryczne. Płyty będą wtedy miały maksymalną oporność na prąd, a minimalna ilość ciepła zostanie uwolniona.

Ferryt

Sprzęt radiowy działa na najwyższych częstotliwościach, gdzie liczba osiąga miliony oscylacji na sekundę. Cewki rdzeni nie będą tutaj skuteczne, ponieważ prądy Foucault będą pojawiać się na każdej płytce.

Są izolatory magnesów zwane ferrytami. Prądy wirowe w nich nie pojawią się podczas odwrócenia pola magnetycznego. W związku z tym straty energii na ciepło są zminimalizowane. Są one używane do tworzenia rdzeni używanych do transformatorów wysokiej częstotliwości, anten tranzystorowych i tak dalej. Są one otrzymywane z mieszaniny początkowych substancji, które są prasowane i przetwarzane za pomocą środków termicznych.

Jeśli pole magnetyczne w ferromagnetyku zmienia się gwałtownie, prowadzi to do prądów indukcyjnych. Ich pole magnetyczne zapobiega zmianom strumienia magnetycznego w rdzeniu. Dlatego przepływ się nie zmieni, a rdzeń się nie odwróci. Prądy wirowe w ferrytach są tak małe, że mogą szybko namagnesować.