Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13)

Нажмите для полного просмотра!

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №2

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №3

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №4

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №5

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №6

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №7

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №8

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №9

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №10

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №11

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №12

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №13

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №14

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №15

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №16

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №17

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №18

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №19

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №20

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №21

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №22

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №23

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №24

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №25

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №26

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №27

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №28

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №29

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №30

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №31

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №32

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №33

Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13), слайд №34

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Закони магнітостатики. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. (Лекція 13). Доклад-сообщение содержит 34 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Лекція № 13. Закони магнітостатики Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом Взаємодія струмів Закон повного струму, магнітне поле соленоїда. Вихровий характер магнітного поля. Робота при переміщенні провідника зі струмом в магнітному полі. Енергія провідника зі струмом.

Слайд 2

Описание слайда:

1. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. Досліджуючи магнітне поле провідників зі струмом заданої конфігурації, французькі вчені Ж. Біо і Ф. Савар експериментально встановили, що індукція магнітного поля складним чином залежить від розмірів і конфігурації провідника, завжди пропорційна силі струму , що протікає у ньому та зменшується при віддаленні точки спостереження від провідника (~ )

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

Закон, що дозволяє визначити величину індукції магнітного поля , яку створює у деякій точці простору елемент провідника із постійним струм отримав назву закону Біо-Савара-Лапласа: Закон, що дозволяє визначити величину індукції магнітного поля , яку створює у деякій точці простору елемент провідника із постійним струм отримав назву закону Біо-Савара-Лапласа:

Слайд 5

Описание слайда:

– радіус-вектор, що з’єднує елемент провідника довжиною із точкою простору, у якій визначається індукція магнітного поля; – радіус-вектор, що з’єднує елемент провідника довжиною із точкою простору, у якій визначається індукція магнітного поля;  – кут між векторами і ; 0 – магнітна стала, ;  – магнітна проникність середовища, яка показує, у скільки разів індукція магнітного поля у середовищі більша, ніж у вакуумі.

Слайд 6

Описание слайда:

Цей закон дозволяє розрахувати індукцію магнітного поля провідника зі струмом довільної конфігурації при застосуванні принципу суперпозиції магнітних полів – вектор індукції магнітного поля , створений провідником у вибраній точці простору, дорівнює векторній сумі індукцій, що створюються окремими елементами цього струму в даній точці. Цей закон дозволяє розрахувати індукцію магнітного поля провідника зі струмом довільної конфігурації при застосуванні принципу суперпозиції магнітних полів – вектор індукції магнітного поля , створений провідником у вибраній точці простору, дорівнює векторній сумі індукцій, що створюються окремими елементами цього струму в даній точці.

Слайд 7

Описание слайда:

Для розрахунку індукції маг-нітного поля провідників зі стру-мом різних конфігурацій у довіль-них точках простору використо-вують формулу, що об’єднує закон Біо-Савара-Лапласа та принцип суперпозиції магнітних полів: Для розрахунку індукції маг-нітного поля провідників зі стру-мом різних конфігурацій у довіль-них точках простору використо-вують формулу, що об’єднує закон Біо-Савара-Лапласа та принцип суперпозиції магнітних полів: або

Слайд 8

Описание слайда:

Розглянемо приклади застосування закону Біо-Савара-Лапласа для розрахунку індукції магнітного поля провідників конфігурацій, що зустрічаються найчастіше. Розглянемо приклади застосування закону Біо-Савара-Лапласа для розрахунку індукції магнітного поля провідників конфігурацій, що зустрічаються найчастіше. Індукція магнітного поля у центрі колового провідника радіуса R, по якому проходить струм силою I. Запишемо закон Біо-Савара-Лапласа у загальному вигляді:

Слайд 9

Описание слайда:

враховуючи, що усі ділянки про-відника у центрі колового витка створюватимуть елементарні значення індукції магнітного поля одного напрямку, перепишемо закон Біо-Савара-Лапласа у скалярному вигляді: враховуючи, що усі ділянки про-відника у центрі колового витка створюватимуть елементарні значення індукції магнітного поля одного напрямку, перепишемо закон Біо-Савара-Лапласа у скалярному вигляді:

Слайд 10

Описание слайда:

Отже, Отже, Винесемо незалежні величини за знак інтегралу: або скоротивши отримаємо:

Слайд 11

Описание слайда:

Індукція магнітного поля на відстані а від прямолінійного провідника, по якому тече струм силою І. Індукція магнітного поля на відстані а від прямолінійного провідника, по якому тече струм силою І. Запишемо закон Біо-Савара-Лапласа у загальному вигляді:

Слайд 12

Описание слайда:

Щоб визначити індукцію магнітного поля провідника зі струмом у точці О, розіб’ємо провідник на нескінченно малі ділянки довжиною . Вектори індукції магнітного поля у точці О, що створює кожна елементарна ділянка провідника направлені в один бік вздовж одної прямої перпендикулярно до площини рисунка до нас. Тому результуюча індукція магнітного поля всіх елементів струму у точці О: Щоб визначити індукцію магнітного поля провідника зі струмом у точці О, розіб’ємо провідник на нескінченно малі ділянки довжиною . Вектори індукції магнітного поля у точці О, що створює кожна елементарна ділянка провідника направлені в один бік вздовж одної прямої перпендикулярно до площини рисунка до нас. Тому результуюча індукція магнітного поля всіх елементів струму у точці О:

Слайд 13

Описание слайда:

Оскільки відстань від елементу провідника до точки О залежить від кута , перейдемо до однієї змінної: Оскільки відстань від елементу провідника до точки О залежить від кута , перейдемо до однієї змінної:

Слайд 14

Описание слайда:

Індукція магнітного поля прямолінійного провідника скінченної довжини: Індукція магнітного поля прямолінійного провідника скінченної довжини: Якщо провідник нескінченно довгий, а . , то індукція магнітного поля нескінченно довгого прямолінійного провідника:

Слайд 15

Описание слайда:

Провідники по яким проходять електричні струми взаємодіють один з одним через власні магнітні поля. Цю силу взаємодії можна визначити поєднуючи закон Біо-Савара-Лапласа із законом Ампера. За законом Біо-Савара-Лапласа елемент струму у точці О, що знаходиться на відстані . створює магнітне поле індукцією Провідники по яким проходять електричні струми взаємодіють один з одним через власні магнітні поля. Цю силу взаємодії можна визначити поєднуючи закон Біо-Савара-Лапласа із законом Ампера. За законом Біо-Савара-Лапласа елемент струму у точці О, що знаходиться на відстані . створює магнітне поле індукцією

Слайд 16

Описание слайда:

На елемент струму , поміщений у точку О, за законом Ампера, діятиме сила з боку магнітного поля, що створюється елементом струму На елемент струму , поміщений у точку О, за законом Ампера, діятиме сила з боку магнітного поля, що створюється елементом струму підставивши значення індукції магнітного поля у точці О в закон Біо-Савара-Лапласа, отримаємо загальний закон Ампера:

Слайд 17

Описание слайда:

Застосовуючи закон Ампера для двох нескінченно довгих прямолінійних паралельних провідників, можна отримати силу взаємодії, що припадає на одиницю їх довжини: Застосовуючи закон Ампера для двох нескінченно довгих прямолінійних паралельних провідників, можна отримати силу взаємодії, що припадає на одиницю їх довжини: де – відстань між провідниками.

Слайд 18

Описание слайда:

Величину називають цирку-ляцією вектора індукції магнітного поля, де  – кут між вектором і напрямком елементу струму. Величину називають цирку-ляцією вектора індукції магнітного поля, де  – кут між вектором і напрямком елементу струму.

Слайд 19

Описание слайда:

Знайдемо циркуляцію вектора індукції магніт-ного поля прямого провідника зі струмом. Індукція магнітного поля прямого нескінченого провідника із струмом дорівнює: Знайдемо циркуляцію вектора індукції магніт-ного поля прямого провідника зі струмом. Індукція магнітного поля прямого нескінченого провідника із струмом дорівнює: де R – відстань від провідника до точки, в якій визначається В. Охопимо провідник колом радіуса R. Тоді

Слайд 20

Описание слайда:

Сформулюємо закон повного струму або теорему про циркуляцію вектора індукції магнітного поля в загальному вигляді, циркуляція вектора індукції магнітного поля постійних струмів по довільному замкненому контуру дорівнює алгебраїчній сумі сил струмів, які охоплюються цим контуром, помноженій на магнітну сталу і магнітну проникність середовища: Сформулюємо закон повного струму або теорему про циркуляцію вектора індукції магнітного поля в загальному вигляді, циркуляція вектора індукції магнітного поля постійних струмів по довільному замкненому контуру дорівнює алгебраїчній сумі сил струмів, які охоплюються цим контуром, помноженій на магнітну сталу і магнітну проникність середовища:

Слайд 21

Описание слайда:

Отже, робота при перенесенні пробного одиничного елемента струму в магнітному полі в загальному випадку не дорівнює нулеві, тому його називають непотенціальним або вихровим. Характерною ознакою вихрового поля є замкненість його силових ліній. Отже, робота при перенесенні пробного одиничного елемента струму в магнітному полі в загальному випадку не дорівнює нулеві, тому його називають непотенціальним або вихровим. Характерною ознакою вихрового поля є замкненість його силових ліній.

Слайд 22

Описание слайда:

При застосуванні закону повного струму необхідно враховувати правило знаків: якщо напрямок обходу контуру співпадає з напрямом обертального руху свердлика (правого гвинта), то охоплені контуром струми, напрями яких співпадають із напрямом поступального руху свердлика, записують із знаком «+», а ті, що не співпадають – із знаком «–». При застосуванні закону повного струму необхідно враховувати правило знаків: якщо напрямок обходу контуру співпадає з напрямом обертального руху свердлика (правого гвинта), то охоплені контуром струми, напрями яких співпадають із напрямом поступального руху свердлика, записують із знаком «+», а ті, що не співпадають – із знаком «–».

Слайд 23

Описание слайда:

Закон повного струму і закон Біo-Савара-Лапласа використовують для обчислення індукції магнітного поля, що створює система провідників зі струмом. Закон повного струму і закон Біo-Савара-Лапласа використовують для обчислення індукції магнітного поля, що створює система провідників зі струмом. Закон Біо-Савара-Лапласа застосовують у тому випадку, коли легко провести інтегрування вздовж провідника довжиною l, в інших випадках застосовують закон повного струму, довільно обираючи контур симетричної форми з метою спрощення інтегрування.

Слайд 24

Описание слайда:

Прикладом застосування закону повного струму є розрахунок індукції маг-нітного поля на осі довгого соленоїда довжиною L з кількістю витків N по яким тече струм силою I. Прикладом застосування закону повного струму є розрахунок індукції маг-нітного поля на осі довгого соленоїда довжиною L з кількістю витків N по яким тече струм силою I.

Слайд 25

Описание слайда:

Циркуляцію вектора по замкненому контуру можна подати у вигляді чотирьох доданків Циркуляцію вектора по замкненому контуру можна подати у вигляді чотирьох доданків

Слайд 26

Описание слайда:

тоді індукція магнітного поля на осі довгого соленоїда становитиме тоді індукція магнітного поля на осі довгого соленоїда становитиме де n – кількість витків соленоїда на одиницю довжини.

Слайд 27

Описание слайда:

Явище виникнення магнітного поля навколо провідників зі струмом використовують для виготовлення електромагнітів – пристроїв, здатних створювати власні магнітні поля при про-ходженні електричного струму у витках обмотки. Явище виникнення магнітного поля навколо провідників зі струмом використовують для виготовлення електромагнітів – пристроїв, здатних створювати власні магнітні поля при про-ходженні електричного струму у витках обмотки.

Слайд 28

Описание слайда:

Звичайно електромагніт складається з обмотки і феромагнітного осердя, який набуває властивостей магніту при проходженні по обмотці струму (на рисунку наведено найпростіший електромагніт – електропровід в ізоляції намотаний навколо феромаг-нітного осердя). Звичайно електромагніт складається з обмотки і феромагнітного осердя, який набуває властивостей магніту при проходженні по обмотці струму (на рисунку наведено найпростіший електромагніт – електропровід в ізоляції намотаний навколо феромаг-нітного осердя). Електромагніти використо-вуються там, де необхідне маг-нітне поле, яке можна швидко і легко змінити, наприклад у побутових приладах (телевізор, магнітофон, електробритва),

Слайд 29

Описание слайда:

у пристроях техніки зв’язку (телефон, телеграф, радіо), в електричних машинах (елек-трогенератори та електро-двигуни), у пристроях промислової автоматики (пускачі, перемикачі, реле та інше), в електромагнітних сепараторах для очищення механічних сумішей від магнітних предметів. у пристроях техніки зв’язку (телефон, телеграф, радіо), в електричних машинах (елек-трогенератори та електро-двигуни), у пристроях промислової автоматики (пускачі, перемикачі, реле та інше), в електромагнітних сепараторах для очищення механічних сумішей від магнітних предметів.

Слайд 30

Описание слайда:

Широкого застосування електромагніти набули в електромагнітних механізмах, що здійснюють поступально-поворотні рухи чи гальмувальні процеси – вантажопідйомні електромагніти (див. рис.), металорізальні верстати, магнітні замки, релейні та пускові пристрої, механізми автоматичного вимикання, гальмові пристрої тощо. Широкого застосування електромагніти набули в електромагнітних механізмах, що здійснюють поступально-поворотні рухи чи гальмувальні процеси – вантажопідйомні електромагніти (див. рис.), металорізальні верстати, магнітні замки, релейні та пускові пристрої, механізми автоматичного вимикання, гальмові пристрої тощо.

Слайд 31

Описание слайда:

4. Робота при переміщенні провідника зі струмом в магнітному полі. Енергія провідника зі струмом. 4. Робота при переміщенні провідника зі струмом в магнітному полі. Енергія провідника зі струмом.

Слайд 32

Описание слайда:

Енергію магнітного поля визначають за формулою Енергію магнітного поля визначають за формулою Якщо врахувати формулу зв’язку вектора індукції магнітного поля і вектора напруженості магнітного поля то енергія магнітного поля у даній точці дорівнюватиме

Слайд 33

Описание слайда:

А об’ємна густина енергії магнітного поля в околі кожної точки простору визначатиметься значеннями векторних характеристик поля: А об’ємна густина енергії магнітного поля в околі кожної точки простору визначатиметься значеннями векторних характеристик поля:

Слайд 34

Описание слайда:

Лекція № 13. Закон Біо-Савара- Лапласа. Магнітне поле прямого та колового провідників зі струмом. Взаємодія струмів. Закон повного струму, магнітне поле соленоїда. Вихровий характер магнітного поля. Робота при переміщенні провідника зі струмом в магнітному полі. Енергія провідника зі струмом.