Электрические и магнитные поля
В электромагнитном взаимодействии участвуют заряды, представленные электронами и протонами. Переносчиками силового взаимодействия являются эфирные частицы фотоники. Электромагнитное взаимодействие происходит либо между неподвижными зарядами – это мы называем электрическое поле, либо между движущимися зарядами (проводники с электрическим током) – это мы называем магнитное поле.
То, что мы можем наблюдать и регистрировать – это лишь следствие, а причины этих процессов находятся в микромире. Попробуем проникнуть в микромир и разобраться в причинах возникновения электрических и магнитных полей.
Сначала вот о чём.
Вы никогда не задумывались над тем, что формула Ньютона F = Gm1m2/R^2 и формула Кулона F = k1q1q2/R^2 похожи друг на друга?
В чём эти формулы одинаковы?
В том, что они математически описывают один и тот же физический процесс. А именно, действие эфира на объекты, объясняемое взаимозатенённостью их друг относительно друга. Кроме того, обе формулы носят приблизительный характер – они не учитывают размеры взаимодействующих объектов.
Чем же эти формулы отличаются друг от друга?
Они отличаются друг от друга объектами. В первом случае объекты – это массы тел, во втором – это заряды. Тогда, аналогично, гравитационному взаимодействию, можно дать определение и электромагнитному взаимодействию между неподвижными зарядами.
Электромагнитное взаимодействие между неподвижными зарядами – это результат действия эфира, связанный с взаимозатенённостью между неподвижными зарядами.
Теперь о переносчиках взаимодействия – фотониках. То, что фотоники и нейтриники выполняют разные функции, предполагает следующее. Фотоники ответственны за электромагнитное взаимодействие, а нейтриники ответственны за гравитационное взаимодействие и частные случаи его близкодействия (сильное, слабое и молекулярное взаимодействия). И те, и другие являются составляющими эфира, но выполняющие разные функции. Теперь рассмотрим, с чем и как будут взаимодействовать фотоники? Вся материя состоит из частиц: протонов, электронов, фотонов, нейтрино, фотоников и нейтриников.
Электрон – это частица, состоящая 10 в 30 степени фотоников.
Основная часть фотоников выполняют функцию заряда. Небольшая часть фотоников выполняет функцию обменных частиц, которые электрон в виде фотонов то излучает, то поглощает.
Протон состоит из двух частиц: позитрона и “протона без позитрона”. Позитрон обращается вокруг “протона без позитрона”. Позитрон аналогичен электрону по всем параметрам, кроме знака заряда.
Фотон представим как частицу, состоящую из фотоников, расположенных определённым образом в пространстве. Фотон движется в пространстве как единое целое прямолинейно со скоростью света и излучает с каждым колебанием частицу – фотоник. Фотоник – мельчайшая частица материи. Продукт распада фотона. Фотоник до контакта с зарядом нейтральная частица. Она движется прямолинейно со скоростью света. Вещество прозрачно для фотоника, кроме сечения взаимодействия заряда. После контакта с зарядом фотоник становится переносчиком силового взаимодействия, о чём будет рассказано далее.
Электрическое поле образуется только между неподвижными зарядами. Взаимозатенённость между зарядами является каналом взаимодействия и одновременно электрическим полем.
Электрическое поле – это потоки переизлученных фотоников между неподвижными зарядами. Интенсивность потоков, переизлученных фотоников, зависит от величины зарядов.
Как образуется электрическое поле между неподвижными зарядами?
Если есть взаимозатенённость с другими неподвижными зарядами, тогда происходит следующее. Фотоники, двигаясь со всех направлений к заряду, достигают его, а затем после контакта с ним переизлучаются в сторону тени от другого заряда. При этом заряд передаёт им момент количества движения (спин) с направлением вращения согласно знаку заряда. Эти потоки мы воспринимаем, как силовые линии электрического поля. При взаимодействии потоков, переизлученных фотоников от зарядов с разными знаками, будет возникать сила притяжения, а от зарядов с одинаковым знаком, будет возникать сила отталкивания.
Таким способом передаётся силовое взаимодействие на расстояние между зарядами.
Между собой переизлученные зарядами фотоники взаимодействовать не могут, так как при встречном направлении движения они не сталкиваются. Расстояния между фотониками очень большие в сравнении с их размерами. Они аналогичны расстояниям между звёзд.
Силовые линии между двумя неподвижными зарядами любых знаков, как следует из закона Кулона, – это прямые линии.
Непереизлученные зарядом фотоники поглощаются им.
Если эти процессы происходят в межзвёздном или внегалактическом пространстве, то набрав необходимое количество фотоников, заряд (электрон) излучает их в виде фотонов минимального фонового излучения (“3К” излучение).
Таким образом, если между неподвижными зарядами существует взаимозатенённость, то между ними существует электрическое поле.
Если заряд один q1, а q2 = 0, то электрическое поле в пространстве вокруг заряда q1 отсутствует.
Это следует из закона Кулона F = k1q1q2/R^2,
где: q1 и q2 – точечные заряды.
В ”современной“ физике пользуются термином напряжённость электрического поля. Откуда взялся этот термин? Из формулы Кулона при условии, что q2 = 1 единичный заряд. Получается математическое выражение E = F/q2 = k1q1/R^2. Если Вы уберёте второй единичный заряд q2 = 0, то электрическое поле исчезнет. Не будет второго заряда q2 = 0, не будет ни силы взаимодействия, ни напряжённости, которая вычисляется через силу взаимодействия формулы Кулона.
Таким образом, напряжённость — это глупое математическое выражение, не более.
На самом деле мы всегда измеряем силу взаимодействия между q1 и q2, а не напряжённость. Получается, что электрическое поле – это поле заряженного конденсатора.
Эл. ток может возникнуть, если два заряда разной величины соединить проводником. Если между зарядами есть электрическое поле, то оно гонит электроны в проводнике. Уберите один заряд. И где эл. ток? Нет. Это является доказательством, что один заряд не имеет электрического поля.
Если заряд один, то конденсатора нет, соответственно, нет и электрического поля. Поэтому теорема Гаусса и понятие напряжённости электрического поля не имеет физического смысла. Физический смысл имеет только экспериментально подтверждённое взаимодействие по формуле Кулона.
Электрическое поле – это поле заряженного конденсатора. Нет второго заряда, нет и электрического поля.
Когда заряд один, то вторая обкладка конденсатора отсутствует. Конденсатора, как такового, нет. Ёмкость равна нулю.
Вот про ёмкость в системе СИ:
”Фарада, единица электрической ёмкости. Фарада – ёмкость конденсатора (заметьте не заряда, а конденсатора), на обкладках которого при заряде 1 Кл возникает электрическое напряжение 1 В“.
То есть электрическое поле может быть только между зарядами.
Если два разноимённых заряда соединить проводником, то по проводнику потечёт эл. ток. Потоки, переизлученных фотоников от отрицательного заряда, будут отталкивать электроны к противоположному заряду, а потоки, переизлученных фотоников от положительного заряда, будут притягивать электроны к положительному заряду. Таким образом, эл. ток – это перемещение зарядов между двумя зарядами.
Нет двух зарядов – нет и эл. тока между ними и, соответственно, нет электрического поля.
Проследим, откуда и как появляются цепочки ошибок в физике.
Например, вводят ошибочный термин – электрический потенциал, который физического смысла не имеет. Разве Вы можете его наблюдать или измерить? Нет. Для его измерения даже прибора не существует. Есть только прибор вольтметр, у которого два измерительных провода и он измеряет только разность потенциалов. Таким образом, чтобы процесс измерения состоялся, необходимо минимум два объекта измерения — два заряда. Ведь нельзя измерить то, чего в природе нет. Разность потенциалов – напряжение, тоже обман. На самом деле это разность зарядов.
Об этом на стр. 62.
Куда ведёт эта ошибка?
Во-первых, она ведёт к ошибочному определению ёмкости. Одиночный заряд q не имеет ёмкости C = q/;. Потенциал ; ничем не измерить, так как в вольтметр измеряет только разность потенциалов (напряжение).
Эта формула ошибочна.
Ёмкость может быть только у конденсатора C = Q/U,
где — Q заряд на обкладках конденсатора,
U — напряжение между обкладками конденсатора.
Во-вторых, она ведёт к ошибочному понятию напряжённости электрического поля. Данное понятие и сам термин ведёт только к путанице и к следующим ошибкам.
Следующей серьёзной ошибкой является теорема Гаусса, утверждающая, что вокруг одиночного заряда существует электрическое поле.
Однако это утверждение ничем не подтверждается, кроме невежественного доказательства теоремы. А доказательства этой ”теоремы“ сводятся всего лишь к рассуждениям, что при перемещении заряда внутри сферы поток вектора напряжённости не изменяется.
А где эксперимент?
А эксперимент не провести, так как вольтметр пустоту вокруг одиночного заряда измерить не может. Вольтметр измеряет только разность потенциалов (напряжение, точнее разность зарядов), а не напряжённость.
Конечной целью данной цепочки ошибок является математическая теория электромагнитного поля Максвелла.
Данная математическая теория основана на четырёх фальшивых уравнениях, одно из которых Максвелл назвал теорема Гаусса.
Аналогична ситуация и с ”теоремой“ Био-Савара-Лапласа.
В тех случаях, когда электрическое поле создается несколькими зарядами, применяется принцип суперпозиции.
Магнитное поле возникает, когда имеются два проводника с эл. током (или виток проводника) или два проводника, вращающихся друг относительно друга, и в одном из них течёт эл. ток. В роли проводника с эл. током может выступать постоянный магнит.
Магнитное поле – это потоки переизлученных фотоников между движущимися зарядами (между проводниками с эл. током).
Взаимозатенённость между проводниками с эл. током является каналом взаимодействия и одновременно магнитным полем. Интенсивность потоков, переизлученных фотоников, зависит от величин эл. токов i1 и i2.
Как образуется магнитное поле вокруг проводников с эл. током или движущихся зарядов?
Если есть взаимозатенённость от других движущихся зарядов, тогда происходит следующее. На движущийся заряд со всех сторон налетают фотоники. После контакта фотоники переизлучаются и движутся упорядоченно вокруг проводника, которое мы воспринимаем, как силовые линии и называем магнитным полем. При этом движущийся заряд передаёт фотоникам момент количества движения относительно оси проводника. Таким способом передаётся силовое взаимодействие на расстояние между проводниками с эл. током.
Таким образом, если между проводниками с эл. током существует взаимозатенённость, значит, существует магнитное поле. Если прямой проводник с эл. током один i1, а i2=0, то магнитное поле отсутствует.
Это следует из закона Ампера F = k2i1i2L/R.
Если у нас два прямых проводника с эл. током, то вокруг каждого возникают потоки переизлученных фотоников, которые взаимодействуют с движущимися зарядами (виток из одного проводника заменяет два прямых проводника).
Когда направление токов в проводниках совпадают, то возникает сила притяжения. Если направление токов разное, то возникает сила отталкивания.
Может возникнуть вопрос. Почему нет магнитного поля вокруг прямого проводника с эл. током, когда он один? Ведь движущихся зарядов в нём много. Ответ следующий. Движущиеся заряды электроны в прямом проводнике находятся в состоянии покоя друг относительно друга, а магнитные поля могут возникнуть, когда заряды движутся друг относительно друга. Раз заряды покоятся друг относительно друга, тогда между зарядами электронами должны существовать электрические поля. В данном случае между электронами будут существовать электрические поля. При этом электроны будут отталкиваться друг от друга, и будут располагаться по всей поверхности проводника. Это служит подтверждением данного объяснения. А для возникновения магнитного поля нужен второй прямой проводник с эл. током или хотя бы один виток проводника с эл. током.
В ”современной“ физике пользуются ещё термином индукция магнитного поля.
Откуда взялся этот термин?
Вот откуда. Из формулы Ампера.
Если взять проводник длиной L равной единице длины с протекающим в нём эл. током i2 равным единице силы тока и назвать его пробным, тогда появляется математическое выражение магнитная индукция B = F/i2L = k2i1/R.
Это глупое математическое действие, не более. Физического смысла оно не имеет.
Уберите второй проводник с током i2=0 и взаимодействие исчезнет.
Исчезнет и индукция. И никакой силы Вы экспериментально измерить не сможете, так как Вы всегда измеряете не индукцию, а силу взаимодействия между i1 и i2.
Можете называть i2 единичным или пробным, или i2 прибора, но суть от этого не изменится, так как Вы всегда измеряете не индукцию, а силу взаимодействия между i1 и i2.
Про коэффициенты k1 и k2 рассказано в следующем разделе.
Если электрическое поле возникает при приближении к заряду пробного заряда, то магнитное поле возникает при приближении к проводнику с эл. током другого проводника с эл. током или магнита.
Магнитное поле представляет собой индуктивность с эл. током. Если проводник с эл. током прямой и один, то индуктивности нет, тогда нет и магнитного поля.
Вот про индуктивность в системе СИ:
”Генри, единица индуктивности. Генри равен индуктивности контура (заметьте, контура, а не прямого проводника), в котором возникает ЭДС самоиндукции в 1 В при равномерном изменении силы тока в этом контуре на 1 А за 1 с“.
Магнитное поле возникает лишь тогда, когда появляется эфирная тень от других движущихся зарядов, поэтому теорема Био-Савара-Лапласа также не имеет физического смысла.
Физический смысл имеет только экспериментально подтверждённое взаимодействие в формуле Ампера. Вообще слово взаимодействие подсказывает, что взаимодействие может происходить только между, как минимум двумя компонентами взаимодействия.
Если постоянный эл. ток заменить на переменный, то для генерации эл. тока во вторичной катушке индуктивности нет необходимости в их взаимном вращении. Во вторичной обмотке возникнет эл. ток противоположного направления. Такое устройство является трансформатором.
При контактном способе обнаружения магнитного поля любой прибор является вторым проводником с эл. током. Наличие магнитного поля иногда можно подтвердить бесконтактным способом. С помощью эффекта Зеемана.
Почему магнитное поле не действует на неподвижные заряды и почему магнитное поле не взаимодействует с электрическим полем?
Взаимозатенённость, а вместе с ней и канал взаимодействия может быть только либо между неподвижными зарядами, либо между движущимися зарядами.
Природа их взаимодействия (перенос силового взаимодействия) разная.
Если неподвижный заряд начал двигаться, то взаимозатенённость, а вместе с ней и каналы взаимодействия с другими неподвижными зарядами пропадут. И наоборот, если один из движущихся зарядов остановился, то взаимозатенённость с другими движущимися зарядами пропадёт.
Таким образом, переизлученных фотоников получается две пары:
переизлученные фотоники от неподвижного положительного заряда (электрическое поле);
переизлученные фотоники от неподвижного отрицательного заряда -Фэ (электрическое поле);
переизлученные фотоники от принятого положительного направления электрического тока +Фм (магнитное поле);
переизлученные фотоники от принятого отрицательного направления электрического тока -Фм (магнитное поле).
Разберёмся, что заставляет электродвигатель вращаться и превращать электрическую энергию в механическую? То, что мы называем магнитным полем (пространство вокруг двух проводников с эл. током) – это, переизлученные движущимися зарядами, потоки фотоников. Взаимодействие, переизлученных потоков фотоников движущимися зарядами одного проводника, с движущимися зарядами другого, приводит к притяжению или отталкиванию проводников в зависимости от направления движения зарядов. Электрический двигатель упрощённо представляет собой такие проводники с эл. током. Мы изготавливаем все необходимые детали электродвигателя. Затем собираем его и пропускаем по его обмоткам (статор и ротор) эл. ток, соответствующего направления. Это всего лишь подготовка. А вращение ротора (взаимодействие переизлученных потоков фотоников движущимися зарядами одного проводника с движущимися зарядами другого проводника) производит эфир, мы только наблюдаем. Эфир материален. Его частицы имеют массу, энергию и могут производить работу. Следует отметить, что плотность нейтриников и фотоников, составляющих эфир, довольно постоянна. А плотность потоков фотоников, переизлученных зарядами, не постоянна, а зависит от величины зарядов и расположения их в пространстве.
Используемые источники
1. Николаев С.А. “Эволюционный круговорот материи во Вселенной”. 8-ое издание,
СПб, 2015 г., 320 с.
Статья со всеми формулами через редактор в разделе рецензии
Портал Проза.ру предоставляет авторам возможность свободной публикации своих литературных произведений в сети Интернет на основании пользовательского договора. Все авторские права на произведения принадлежат авторам и охраняются законом. Перепечатка произведений возможна только с согласия его автора, к которому вы можете обратиться на его авторской странице. Ответственность за тексты произведений авторы несут самостоятельно на основании правил публикации и законодательства Российской Федерации. Данные пользователей обрабатываются на основании Политики обработки персональных данных. Вы также можете посмотреть более подробную информацию о портале и связаться с администрацией.
Ежедневная аудитория портала Проза.ру – порядка 100 тысяч посетителей, которые в общей сумме просматривают более полумиллиона страниц по данным счетчика посещаемости, который расположен справа от этого текста. В каждой графе указано по две цифры: количество просмотров и количество посетителей.
© Все права принадлежат авторам, 2000-2023. Портал работает под эгидой Российского союза писателей. 18+
Тест Электромагнитные явления В3
Контрольная работа № 4 по теме «Электромагнитные явления».
вариант 3Часть А
К каждому заданию дано четыре (или три) ответа. Верный только один. При выполнении заданий этой части в бланке ответов рядом с номером выполняемого вами задания (А1 – А14) поставьте цифру, которая соответствует номеру правильного ответа.
А1.Какие вещества проводят электрический ток?
2. дистиллированная вода;
4. водный раствор соли.
А2. Какое действие электрического тока используется в электрическом звонке?
химическое; 2. тепловое;
3. магнитное; 4. все выше указанные действия электрического тока.
А3. Выразите 250 мА в амперах.
1. 250 А; 2. 25 А; 3. 2,5 А; 4. 0,25 А.
А4.Вольтметр в электрическую цепь включается…
1. последовательно с учётом полярности источника;
2. параллельно с учётом полярности источника;
3. последовательно без учёта полярности источника;
4. параллельно без учёта полярности источника.
А5. Из каких частей состоит электрическая цепь, изображённая на рисунке?
б 
атарея элементов, выключатель, звонок, провода;
батарея элементов, звонок, провода;
батарея элементов, лампа, провода;
батарея элементов, звонок, выключатель, лампа, провода.
А6. Когда электрические заряды движутся, то вокруг них существует (ют)…
электрическое и магнитное поле;
А7.Чтобы намагнитить кусок железа, необходимо…
потереть его о шёлк или шерсть;
пропустить по нему электрический ток;
п 
одвергнуть сильному излучению.
А8. Какими полюсами повёрнуты магниты?
одноимёнными; 2. разноимёнными;
3. положительными; 4. отрицательными.
А9. Стальной магнит ломают пополам. Будут ли обладать магнитными свойствами концы А и В на месте излома магнита
не будут обладать магнитными свойствами;
к 
онец А — станет южным полюсом, а В – северным;
А и Б станут однополярными.
конец А — станет северным полюсом, а В – южным;
А 
10. . Магнитное поле электромагнита можно усилить, если…
увеличить силу тока;
увеличить число витков катушки;
вставить железный сердечник;
использовать все выше указанные действия.
В заданиях В1–В2 требуется указать последовательность букв, соответствующих правильному ответу. Эту последовательность следует записать в бланк ответов без пробелов и других символов. (Буквы в ответе могут повторяться.) При выполнении задания В3 ответ (число) надо записатьсправа от номера соответствующего задания, начиная с первой клеточки, выразив его в указанных единицах. Единицы физических величин писать не нужно.
В1. На рисунке изображены условные обозначения, применяемые на схемах. Какой буквой обозначены…
1. амперметр; 2. ключ; 3. звонок; 4. плавкий предохранитель;
5. батарея элементов;6. соединение проводов.
В2. Установите соответствие между физическими величинами и единицами, в которых они измеряются.
1.Сила тока измеряется в .. а.вольтах
2.Напряжение измеряется в. б.амперах
3. Мощность электрического тока измеряется в… в. джоулях
4. Работа электрического тока измеряется в… г. ваттах
В3. Сила тока в нагревательном элементе чайника 2,5 А, а сопротивление 48 Ом. Вычислите напряжение на нагревательном элементе чайника.
-80%
Когда электрические заряды движутся то вокруг них существует ют
Азбука физики 
Научные игрушки 
Простые опыты 
Этюды об ученых 
Решение задач 
Презентации 
Книги по физике 
Умные книжки 
Есть вопросик? 
Его величество. 
Музеи науки. 
Достижения. 
Викторина по физике 
Физика в кадре 
Учителю 
Читатели пишут 
— это порождающие друг друга переменные электрические и магнитные поля.
Теория электромагнитного поля создана Джеймсом Максвеллом в 1865 г.
Он теоретически доказал, что:
любое изменение со временем магнитного поля приводит к возникновению изменяющегося электрического поля, а всякое изменение со временем электрического поля порождает изменяющееся магнитное поле.
Если электрические заряды движутся с ускорением, то создаваемое ими электрическое поле периодически меняется и само создает в пространстве переменное магнитное поле и т.д.
Источниками электромагнитного поля могут быть:
— движущийся магнит;
— электрический заряд, движущийся с ускорением или колеблющийся ( в отличие от заряда движущегося с постоянной скоростью, например, в случае постоянного тока в проводнике, здесь создается постоянное магнитное поле).
Электрическое поле существует всегда вокруг электрического заряда, в любой системе отсчета, магнитное – в той, относительно которой электрические заряды движутся,
электромагнитное – в системе отсчета, относительно которой электрические заряды движутся с ускорением.
Кусок янтаря потёрли о ткань, и он зарядился статическим электричеством. Какое поле можно обнаружить вокруг неподвижного янтаря? Вокруг движущегося ?
Заряженное тело покоится относительно поверхности земли. Автомобиль равномерно и прямолинейно движется относительно поверхности земли. Можно ли обнаружить постоянное магнитное поле в системе отсчета, связанной с автомобилем?
Какое поле возникает вокруг электрона , если он: покоится; движется с постоянной скоростью; движется с ускорением?
В кинескопе создаётся поток равномерно движущихся электронов. Можно ли обнаружить магнитное поле в системе отсчёта, связанной с одним из движущихся электронов?
— это электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью,
зависящей от свойств среды.
Свойства электромагнитных волн:
-распространяются не только в веществе, но и в вакууме;
— распространяются в вакууме со скоростью света ( С = 300 000 км/c);
— это поперечные волны;
— это бегущие волны (переносят энергию).
Источником электромагнитных волн являются ускоренно движущиеся электрические заряды.
Колебания электрических зарядов сопровождаются электромагнитным излучением, имеющим частоту, равную частоте колебаний зарядов.
Каталог статей
В электротехнике магнетизм нас интересует по следующим причинам.
Во — первых, объясняется природа магнитных явлений.
Во — вторых, объясняется, что такое электромагниты, и как их делать.
В — третьих, объясняется, как получить механическую энергию из электрической
В — четвертых, объясняются электромагнитные явления.
К электромагнитным относятся те явления, которые происходят при изменении тока или магнитного поля.
Магнитное поле
Электрическое и магнитное поле две стороны одного физического явления — электромагнитного поля. Для удобства мы изучаем их отдельно, так проще.
Мы много раз обращались к понятию Электрическое поле.
Электрическое поле всегда существует вокруг неподвижного электрического заряда или системы неподвижных зарядов.
Через электрическое поле осуществляется взаимодействие между неподвижными электрическими зарядами.
Если заряд двигается, то вокруг него существует поле магнитное.
Магнитное поле всегда связано с электрическим током. Если есть ток, значит вокруг него обязательно существует магнитное поле.
Если есть магнитное поле, это значит, что оно создано каким — то током.
Магнитное поле не замечается неподвижным электрическим зарядом, но оно вызывает силовое воздействие на подвижные электрические заряды, потому, что они тоже создают магнитное поле.
Магнитное поле действует на железные (ферромагнитные) предметы, на магнитную стрелку и другие магниты.
Магнитное поле магнитов также создано токами, только внутренними, которые создаются движением электронов.
Ток создает магнитное поле, которое характеризуется напряженностью Н.
Напряженность — характеристика магнитного поля в определенной точке пространства, которая определяет намагничивающую силу.
Магнитное поле можно изобразить магнитными — силовыми линиями.
Например, вокруг линейного проводника с током магнитные — силовые линии представляют собой концентрические окружности.
Напряженность не является силовой характеристикой магнитного поля, она лишь показывает, какую намагничивающую силу создает ток в данной точке пространства, а вот насколько сильное магнитное поле получится от этой намагничивающей силы, зависит от свойств среды, вокруг этого тока.
Магнитная индукция
Силовой характеристикой магнитного поля является величина, которая называется Магнитная индукция В. Магнитная индукция измеряется в Тесла
Магнитная индукция В показывает на сколько "сильное" магнитное поле создает напряженность магнитного поля в данной среде. Свойство среды поддерживать (проводить) магнитное поле называется магнитная проницаемость.
Магнитная проницаемость характеризует способность среды намагничиваться, то есть, создавать собственное магнитное поле под действием внешнего магнитного поля.
За исходное значение принимается Абсолютная магнитная проницаемость вакуума — она называется
µа Абсолютная магнитная проницаемость данного вещества
µ Относительная магнитная проницаемость данного вещества . Эта величина удобнее, чем µа , она показывает во сколько раз магнитная проницаемость данного вещества больше магнитной постоянной µ0
Ток создает определенную намагничивающую силу в данной точке поля, которая характеризуется напряженностью.
Реальная "сила" магнитного поля (магнитная индукция) будет определяться напряженностью поля в данной точке и магнитной проницаемостью среды, в которой находится данная точка.
Один и тот же ток может создать сильное магнитное поле и слабое. Если среда будет иметь хорошую магнитную проницаемость, то при данной напряженности, магнитное поле окажется сильным. Если среда будет иметь низкую магнитную проницаемость, то при данной напряженности, магнитное поле окажется слабым.
Силовая характеристика магнитного поля это магнитная индукция В
Магнитный поток
Интенсивность магнитного поля пересекающего площадку пространства, определяется как магнитный поток Ф = ВS cos f
Катушка
Напряженность магнитного поля значительно усилится, если проводник свернуть в кольцо, то есть сделать виток провода.
В центре витка сложатся значения от каждого элементарного кусочка проводника с током. Один и тот же ток, как бы, многократно создаст магнитное поле.
И еще более напряженность усилится, если смотать проводник в несколько витков, то есть сделать катушку. Поле в ней сконцентрируется во внутреннем пространстве, вдоль оси.
В практике, такая катушка называется Соленоид.
Ф = BS Магнитный поток внутри соленоида
Можно значительно усилить магнитное поле катушки, при том же токе, если увеличить магнитную проницаемость внутреннего пространства катушки, для этого в нее вставляют ферромагнитный (стальной) сердечник.
Ферромагнетик создает собственное магнитное поле и значительно усиливает поле создаваемое током катушки.
Поэтому, электромагнитные устройства снабжаются сердечниками из стали.
На практике катушки с сердечниками применяются как электромагниты.
Электромагниты важная часть многих электроаппаратов и реле .
Проводник с током в магнитном поле
Как ведет себя проводник с током в магнитном поле?
Проводник с током помещенный в магнитное поле начнет двигаться.
Это происходит потому, что взаимодействуют два магнитных поля: внешнее и поле самого проводника.
Движение будет происходить в сторону ослабления магнитно — силовых линий.
Направление силы действующей на проводник с током в магнитном поле определяется правилом левой руки. Магнитные силовые линии входят в ладонь, четыре пальца по направлению тока, отогнутый большой палец покажет направление силы, которая заставляет двигаться проводник.
Сила, выталкивающая проводник с током из магнитного поля равна произведению магнитной индукции В, на силу тока в проводнике I, на длину проводника L и на sin угла между направлением тока и вектором магнитной индукции. Ток должен протекать поперек вектора магнитной индукции, если он будет протекать вдоль вектора магнитной индукции, сила будет равна нулю.
На картинке показано, что если проводник расположен поперек магнитно — силовых линий поля, он показан крестиком уходящего тока, то на него действует сила, которая хочет вытолкнуть его из магнитного поля. Если проводник расположен вдоль магнитно — силовых линий, то на него сила не действует. Любое положение от поперечного до совпадающего, учитывает sin a в формуле силы.
Рамка с током в магнитном поле
Как ведет себя контур с током в магнитном поле?
Контур с током — это рамка, в которой протекает ток.
Все стороны рамки — это проводники в магнитном поле, но ведут они себя по-разному, потому, что токи в них направлены в разные стороны.
Каждая сторона рамки подчиняется правилу левой руки.
На рамке возникает крутящий момент, и он выставит рамку в такое положение, когда она будет расположена всей площадью поперек поля. В этой позиции силы встанут по одной линии, момент исчезнет и рамка остановится.
Для того, чтобы рамка не останавливалась, можно воспользоваться ее инерцией, она проскочит вертикальное положение, и если в этот момент поменять направление тока в рамке, то снова появится момент, который продолжит ее вращение. Концы подсоединяют к специальному устройству, которое называется коллектор. Коллектор позволяет все время менять направление тока в рамке, и она вращается без остановки, при этом с рамки можно снять полезный крутящий момент.
На основе этого явления создан электрический двигатель постоянного тока.
Рамка повернулась на 180 градусов
Электрон, влетающий в магнитное поле
Как ведет себя электрон, влетающий в магнитное поле?
Вспомним, что летящий электрон — это движущийся заряд, и следовательно, вокруг него существует собственное магнитное поле.
На электрон, влетающий в магнитное поле начинает действовать сила, эта сила называется силой Лоренца .
Направление силы определяется правилом левой руки
Магнитные силовые линии в ладонь,
отогнутый большой палец показывает направление действия силы.
Электрон, влетая в магнитное поле, под действием силы Лоренца, начинает двигаться по кривой.
Электромагнитная индукция
По важности явление Электромагнитной индукции можно сравнить разве, что с самим фактом взаимодействия электрических зарядов.
Явление электромагнитной индукции объясняет процессы в цепях переменного тока, лежит в основе всех электрических машин, объясняет теорию электромагнитного поля и т. д.
Если вокруг проводника изменяется магнитное поле, то в проводнике возникает ЭДС.
Например, проводник двигается и пересекает магнитное поле, или магнит движется возле проводника и его магнитно — силове линии пересекают проводник (как в генератора переменного тока)
Изменяющееся магнитное поле разделяет заряды внутри проводника, то есть становится сторонней силой способной разделять заряды.
При разделении зарядов возникает разность потенциалов – ЭДС
Если около магнита лежит кусок проволоки, то ничего не происходит, стоит двинуть магнит или проволоку, в ней появится ЭДС
Дело не в самом движении, а в том, что при перемещении наверняка изменится характер магнитного поля, в том месте, где лежал проводник.
Проводник пересекает магнитные силовые линии.
Важнейший аспект этого явления состоит в том, что при образовании ЭДС электромагнитной индукции происходит преобразование энергии. Перемещение проводника — это расходование механической энергии, Возникающая ЭДС электромагнитной индукции — это получение электрической энергии. Преобразование энергии соответствует закону сохранения энергии.
Почему это происходит подробно описано в учебниках физики.
Явление электромагнитной индукции открыл Майкл Фарадей.
А самая подробная теория этого вопроса заложена в уравнениях Максвелла.
Если взять проводящий контур и пропустить через него магнитный поток, то при любом изменении магнитного потока через контур в контуре появится электрический ток. Так звучит формулировка Фарадея. Электрический ток в контуре появится потому, что в контуре появилась ЭДС электромагнитной индукции.
Если важно в чем причина появления ЭДС электромагнитной индукции, то более или менее достаточно знать, что электрон, влетающий в магнитное поле, испытывает на себе действие магнитного поля. На электрон начинает действовать сила Лоренца, которая поворачивает его в сторону, и он летит в направлении определяемом правилом левой руки, при этом на одном конце проводника появляется избыток электронов, а на другом их недостаток, это и создает разность потенциалов на концах проводника. Фактически сила Лоренца — сила взаимодействия магнитных полей, отбрасывает электроны из одного конца проводника в другой.
Когда мы вращаем в магнитном поле рамку с током, то все свободные электроны внутри проводника рамки и есть электроны, влетающие в магнитное поле, их отбрасывает в сторону сила Лоренца, там и образуется отрицательный заряд, на другой стороне проводника, соответственно образуется положительный заряд.
Это и есть разделение зарядов сторонней силой, а мы знаем, что разделение зарядов сторонней силой и есть создание Электродвижущей силы .
Эта ЭДС называется ЭДС электромагнитной индукции.
Направление ЭДС электромагнитной индукции
Для случая перемещения проводника перпендикулярно магнитным силовым линиям направление индуктированной ЭДС определяется правилом правой руки.
Магнитные силовые линии входят в ладонь.
Отогнутый большой палец по направлению движения проводника.
Четыре пальца от — к + и соответственно направление ЭДС в проводнике.
Правили левой руки используется для определения силы , действующей на проводник с током,
Правило правой руки используется для определения ЭДС, возникающей в проводнике при перемещении в магнитном поле.
Величина ЭДС электромагнитной индукции
От чего же зависит величина ЭДС электромагнитной индукции?
Во — первых, при движении проводника разделение зарядов не происходит все время, так как при этом ЭДС должна была бы повышаться. На самом деле, процесс начинается и тут же останавливается, так как разделенные заряды тут же создают силу электрического взаимодействия, которая стремится вернуть назад разделенные заряды.
В общем случае ЭДС, возникающая в проводнике, прямо пропорциональна магнитной индукции, активной длине проводника, скорости его перемещения поперек магнитных силовых линий.
ЭДС Электромагнитной индукции равна скорости пересечения проводником магнитного потока.
Правило Ленца позволяет определить направление ЭДС электромагнитной индукции для любого случая.
Есть множество случаев, когда правило правой руки не применимо.
ЭДС электромагнитной индукции всегда имеет такое направление, при котором созданный ею ток противодействует причине, вызвавшей ЭДС
Например, ЭДС создана перемещением проводника перпендикулярно магнитным силовым линиям, при возникновении тока в этом проводнике его направление будет таким, что магнитное поле этого тока будет препятствовать движению проводника.
Другой пример, ЭДС создается приближением магнита к проводнику. Если в проводнике потечет ток от этой ЭДС, то он будет иметь такое направление, что его магнитное поле будет повернуто одноименным полюсом к магниту, что вызовет противодействие перемещению магнита.
Правило Ленца — оформляет закон сохранения энергии для явления электромагнитной индукции.
Оно доказывает, что для создания ЭДС электромагнитной индукции надо преодолеть противодействие со стороны проводника или контура, то есть, совершить определенную работу, которая и становится электрической энергией в проводнике или контуре.
Для контура, пресекающего магнитный поток, величину ЭДС можно определить по формуле
Для одиночного контура величина индуктированной ЭДС равна скорости изменения магнитного потока, пересекающего контур.
Направление ЭДС в контуре такое, при котором созданный ею ток, противодействует изменению магнитного потока., охватываемого этим контуром.
Сумма магнитных потоков, охватываемых витками, называется
Индуктивность
Индуктивность показывает, какой магнитный поток может создать данный проводник (катушка), если через него протекает данный ток. Если индуктивность большая, то катушка создаст сильный магнитный поток (потокосцепление), если индуктивность маленькая, то катушка создаст слабый магнитный поток.
Свойство проводника (катушки) создавать магнитный поток, называется индуктивностью.
Индуктивность – коэффициент пропорциональности между магнитным потоком и током
Ф = L I (данный ток создаст тем больший магнитный поток, чем больше индуктивность)
Lпров.= Ф\I = Вб\А= [Гн] Ф=LI Ф= [Вб] = м 2 *Тл
Индуктивность – неотъемлемое свойство данного проводника или катушки. и один из трех главных параметров любой электрической цепи :R, L, C
Индуктивность определяется физическими параметрами катушки, она прямо пропорциональна магнитной проницаемости и квадрату числа витков, площади сечения и обратно пропорциональна длине катушки.
Если нужно увеличить индуктивность, то нужно
- увеличить число витков
- вставить в нее сердечник
- увеличить диаметр катушки
- уменьшить длину катушки
Самоиндукция
Явление самоиндукции имеет очень большое значение. Именно самоиндукция объясняет процессы, происходящие в цепях переменного тока и в переходных процессах, когда происходит включение и выключение цепей.
Если по проводнику протекает ток, то вокруг него существует магнитное поле. Если ток изменяется в проводнике, то, значит, изменяется и магнитный поток проводника. А всякое изменение магнитного потока, пересекающего проводник, приводит к появлению ЭДС в этом проводнике (явление электромагнитной индукции).
Вывод: Таким образом, изменение тока в проводнике рождает в нем ЭДС, которая называется ЭДС самоиндукции.
ЭДС самоиндукции определяется скоростью изменения электрического тока, а индуктивность является коэффициентом пропорциональности. Поэтому индуктивность часто называют коэффициентом самоиндукции.
Как направлена ЭДС самоиндукции?
Направление самоиндукции определяется по закону Ленца. Если ток в проводнике или в катушке увеличивается, то Э.Д.С. самоиндукции мешает увеличению тока и значит, направлена навстречу току. Если ток уменьшается, то Э.Д.С. самоиндукции мешает уменьшению тока и значит направлена, в том же направлении, что и ток.
Самоиндукция — следствие электромагнитной индукции.
Если в проводнике течет ток, то вокруг проводника есть магнитное поле.
Если ток изменяется по какой — то причине, то изменяется и магнитное поле.
Теперь рассматриваем тот — же проводник, вокруг него изменяется магнитное поле, потому, что в нем изменяется ток. Проводник, вокруг которого изменяется магнитное поле, рождает ЭДС Получается, что ЭДС, в данном случае рождается изменением собственного тока в проводнике.
Эта ЭДС и называется ЭДС самоиндукции.
ЭДС самоиндукции рождается в проводнике изменением тока в данном проводнике.
Правило Ленца: ЭДС самоиндукции всегда направлена против изменения тока в проводнике.
Если ток возрастает, ЭДС самоиндукции мешает возрастанию и поэтому направлена против тока.
Если ток убывает, ЭДС самоиндукции стремится его поддержать, и направлена в том же направлении, что и ток.
В этом есть важная мудрость, которую полезно понимать.
Проявление самоиндукции абсолютно аналогично инерции в механике.
Если тело разгоняется, ему мешает сила инерции, если тело тормозится, то сила инерции стремится продолжить его движение.
Ток в проводнике испытывает инерционное влияние благодаря ЭДС самоиндукции. Кроме этого масса частиц испытывает и чисто механическую инерцию, но это сложный вопрос физики, и в электротехнике без него можно обойтись.