Взаимодействие электромагнитного поля с проводниками

Взаимодействие электромагнитного поля с проводниками 297 [c.297]

Режим двигателя. Рассмотрев принцип действия простейшей машины, можно установить, что она может работать также двигателем. Действие электродвигателей основывается на взаимодействии магнитного поля с проводником, по которому проходит ток. Если проводник с током поместить в магнитное поле, то -на него будет действовать электромагнитная сила / р, определяемая по формуле (2.5). Под действием силы проводник начнет перемещаться перпендикулярно магнитным линиям. Направление перемещения проводника определяют по правилу левой руки. [c.23]

Магнитная гидродинамика изучает взаимодействие электромагнитного поля с жидким или газообразным проводником, рассматриваемым как сплошная среда. Ее теоретический фундамент составляют классические уравнения электромагнитного поля и гидродинамические уравнения движения сплошной среды. До недавнего времени этот круг вопросов оставался вне поля зрения физики. Дело в том, что характерные для магнитной гидродинамики явления могут быть обнаружены лишь в протяженной жидкой или газообразной среде, обладающей высокой электрической проводимостью. С такой средой, как правило, приходится иметь дело в астрофизике, однако ее трудно реализовать в лабораторных условиях. [c.1]

В сварочной дуге столб дуги можно рассматривать как гибкий проводник, по которому проходит электрический ток и который под действием электромагнитного поля может изменять свою форму. Если будут созданы условия для взаимодействия электромагнитного поля, возникающего вокруг сварочной дуги, с посторонними магнитными полями, с собственным полем сварочной цепи, а также с ферромагнитными материалами, то в [c.43]

Физическая сущность процесса коммутации. Принцип действия тяговых двигателей электропоездов, как и всех электродвигателей постоянного тока, основан на законах электромагнитной индукции— взаимодействия магнитного поля и проводника с током. Рабочее магнитное поле двигателя создается потоком главных полюсов и замыкается через станину, сердечники главных полюсов, сталь якоря и воздущные зазоры. При вращении якоря тягового двигателя активные стороны катушек якоря последовательно проходят под полюсами то одной, то другой полярности. Чтобы создаваемый двигателем вращающий момент оставался по направлению постоянным, необходимо изменить направление тока в каждой секции обмотки якоря, переходящей из-под полюса одной полярности к полюсу противоположной полярности. Такой процесс изменения направления тока в секциях якорной обмотки тягового двигателя, осуществляемый с помощью коллектора и щеточного аппарата, называется коммутацией. [c.69]

ИЗЛУЧЕНИЕ электромагнитное [—процесс испускания электромагнитных волн, а также само переменное электромагнитное поле этих волн Вавилова — Черенкова возникает в веществе под действием гамма-излучения и проявляется Б свечении, связанном с движением свободных электронов видимое способно непосредственно вызывать зрительное ощущение в человеческом глазе при длине волн излучения от 770 до 380 нм вынужденное образуется в результате взаимодействия атомов вещества с полем при условии отдачи энергии атомов полю гамма-излучение — испускание волн возбужденных атомными ядрами при радиоактивных превращениях и ядерных реакциях, а также при распаде частиц, аннигиляции пар частица — античастица и других процессах (при длине волн в вакууме менее 0,1 нм) инфракрасное испускается нагретыми телами при длине волн в вакууме от 1 мм до 770 нм (1 нм=10 м) оптическое (свет) характеризуется длиной волны в вакууме от 10 нм до 1 мм рентгеновское возникает при взаимодействии заряженных частиц и фотонов с атомами вещества и характеризуется длинами волн в вакууме от 10—100 нм до 0,01—1 пм ультрафиолетовое является оптическим с длиной волны в вакууме от 380 до 10 нм] ИНДУКТИВНОСТЬ [характеризует магнитные свойства электрической цепи с помощью коэффициента пропорциональности между силой электрического тока, текущего в контуре, и полным магнитным потоком, пронизывающим этот контур взаимная является характеристикой магнитной связи электрических цепей, определяемой для двух контуров коэффициентом пропорциональности между силой тока в одном контуре и создаваемым этим током магнитным потоком, пронизывающим другой контур] ИНДУКЦИЯ магнитная—силовая характеристика магнитного поля, определяемая векторной величиной, модуль которой равен отношению модуля силы, действующей со стороны магнитного поля на малый элемент проводника с электрическим током, к произведению силы тока на длину проводника, расположенного перпендикулярно вектору магнитной индукции [c.240]

Сущность процесса паяния с помощью нагрева т. в. ч. заключается в том, что участок, подлежащий нагреву, помещается в быстропеременное электромагнитное поле, создаваемое индуктором, питаемым от специального машинного или лампового генератора, при этом переменное магнитное поле проводника, по которому проходит ток, вступает во взаимодействие с полем паяемого металла. В результате создается тепловой эффект, обеспечивающий нагрев детали при паянии. [c.314]

Лагранжиан электромеханической системы представляет собой сумму лагранжиана механической системы, лагранжианов электрического поля зарядов конденсаторов, магнитного поля токов в проводниках и лагранжиана взаимодействия зарядов и токов с внешним электромагнитным полем. Энергия магнитного поля играет роль кинетической энергии, энергия электрического поля — потенциальной энергии. В СИ имеем [c.312]

Стартер представляет собой четырехполюсный электродвигатель постоянного тока с электромагнитным возбуждением. Питание стартера осуществляется от аккумуляторной батареи. Стартер работает на принципе взаимодействия магнитного поля обмоток возбуждения и магнитного поля проводников, расположенных в якоре. Взаимодействие магнитных полей обмоток возбуждения и проводников якоря заставляет проворачиваться якорь. Для создания вращения якоря необходимо переключать электрический ток проводников якоря в определенной последовательности. Эту функцию выполняет коллектор и щетки. Коллектор установлен на валу якоря и к нему подключены все проводники, расположенные в пазах якоря. Устройство стартера показано на рис. 32. [c.38]

В проводниках, по которым протекает переменный ток, могут иметь место три эффекта, возникающие в результате взаимодействия магнитных полей поверхностный, эффект близости и кольцевой (или катушечный) эффект, которые необходимо учитывать при нагреве индукционными токами. Неравномерная плотность тока по сечению проводника, обусловленная действием этих эффектов, приводит к неодинаковому нагреву проводника. Поверхностный эффект состоит в том, что при прохождении переменного тока по проводнику плотность тока имеет наибольшую величину на его поверхности и резко уменьшается в направлении к оси проводника. Поверхностный эффект проявляется тем сильнее, чем больше частота тока, протекающего по проводнику, и чем больше электропроводность и магнитная проницаемость материала проводника, в котором индуктируется ток. Эффект близости выражается в том, что неравномерное распределение плотности тока по сечению близко расположенных проводников зависит от направленности в них тока. При одинаковой направленности переменного тока наибольшая его плотность наблюдается на противоположных сторонах, а при разной направленности тока — на обращенных друг к другу сторонах проводников. При одинаковой направленности тока магнитные линии обоих полей между проводниками направлены противоположно и взаимно ослабляют друг друга. При разной направленности переменного тока, протекающего по близко расположенным проводникам, направление магнитных линий полей между ними совпадает, что приводит к увеличению плотности магнитного поля между проводниками. Эффект близости тем сильнее, чем меньше расстояние между проводниками. Кольцевой эффект возникает в результате несимметричности электромагнитного поля проводника при свертывании его в кольцо линии поля сгущаются у внутренней поверхности кольца и имеют разрежение с внешней стороны. Эти три эффекта проявляются тем сильнее, чем больше частота переменного тока. [c.89]

Так как свет есть электромагнитная поперечная волна, то, падая на поверхность проводника (зеркального или поглощающего тела), он должен производить следующие действия электрический вектор, лежащий в плоскости освещенной поверхности, вызывает ток в направлении этого вектора магнитное поле световой волны действует на возникший ток по закону Ампера так, что направление действующей силы совпадает с направлением распространения света. Таким образом, пондеромоторное взаимодействие между светом и отражающим или поглощающим его телом приводит к возникновению давления на тело. Сила давления зависит от интенсив- [c.660]

Принцип действия индукционного насоса рассмотрим на примере трехфазного насоса. Работает он аналогично асинхронному электродвигателю. Трехфазная обмотка, расположенная на плоском или цилиндрическом магнитопроводе, создает бегущее или вращающееся магнитное поле, возбуждающее токи в жидком проводнике. Взаимодействие индуктированных в жидкости токов с магнитным полем приводит к появлению в потоке электромагнитной объемной силы, заставляющей проводящую среду двигаться в осевом направлении. [c.455]

Поток жидкого металла является движущимся проводником электрического тока и, следовательно, взаимодействует с магнитным полем. Это взаимодействие уже широко используется в электромагнитных насосах и расходомерах. [c.62]

Как известно, при протекании тока по проводнику вокруг него возникает магнитное поле, которое, взаимодействуя с током, создает электромагнитные силы, действующие на проводник с током. Именно на этом принципе работают все электрические двигатели, устройства для электромагнитного транспорта жидкого металла и пр. [c.263]

Электромагнитная сила обусловлена взаимодействием проводника с током и магнитного поля, создаваемого этим током. Она обеспечивает благоприятные условия для отрыва капель, и ее величина пропорциональна квадрату силы тока. [c.19]

Электромагнитные взаимодействия. Определение направления действующей силы на проводник с током в магнитном поле — правило левой руки. Взаимодействие токоведущих проводников. Электромагнитная индукция. Определение направления индуктированной ЭДС — правило правой руки. Формула определения ЭДС индукции. Индуктивность, ее единица. Взаимная индуктивность. [c.318]

При прохождении по жиле кабеля переменного тока возникает переменное магнитное поле, силовые линии которого пронизывают как сам проводник, так и окружающее его пространство. Электромагнитные силовые линии внутри жилы наводят в ней вихревые-токи, которые, взаимодействуя с основным током, увеличивают плотность тока у поверхности проводника, т. е. создается поверхностный эффект. В то же время плотность тока в центральной часта проводника уменьшается. [c.59]

На рисунке стрелками показаны направления магнитных потоков. При вращении ведущего ротора 5 в обмотке 8 ведомого ротора наводится ЭДС, под действием которой в обмотке протекает ток. Взаимодействие проводника с током и полем создает электромагнитный момент, увлекающий ведомый ротор. При частоте вращения, близкой к частоте вращения ведущего ротора, роторы сцепляются радиальной электромагнитной силой и муфта начинает передавать вращающий момент при синхронных частотах вращения ведомого и ведущего роторов. [c.99]

Значительное влияние на перенос металла оказывает электромагнитная сила. Она обусловлена взаимодействием проводника с током и магнитного поля, создаваемого этим током. При протекании тока через проводник, каковыми являются капля жидкого металла и столб дуги, возникают силы, которые стремятся деформировать проводник в радиальном направлении. Величина силы сжатия пропорциональна квадрату силы тока. Если сечение проводника переменное (в случае сварки плавящимся электродом, включающее электрод—каплю—активное пятно—столб дуги), то возникает осевая составляющая электромагнитной силы, направленная от меньшего сечения к большему. Если размеры активного пятна меньше, чем диаметр электрода (шейки), то осевая сила будет препятствовать переносу, и наоборот (рис. 2-25). [c.73]

В тяговом режиме (рис. 8.1, й) тяговый электродвигатель подключен к контактной сети, потребляет из нее электрическую энергию и преобразовывает ее в механическую. По обмоткам электродвигателя протекает ток 1 , направление его показано стрелками. Ток обмотки якоря создает магнитный поток Ф, при взаимодействии которого с магнитным полем главных полюсов возникают электромагнитные силы Е Направление их определяется по правилу левой руки. Пара сил, действующих на проводники обмотки якоря под северным и южным полюсами, создает электромагнитный вращающий момент М р, заставляющий якорь вращаться против часовой стрелки с частотой п. [c.160]

Магнитные и электромагнитные системы. Взаимодействие магнитных полей с проводниками позволяет получать значительные механические силы, возникающие при относительном движении. Скорость изменения магнитного потока Т, пронизывающего обмотку электро-vlaгнитa, относительно линейного перемещения х представляет собой [c.127]

Искрогашение. В момент выключения контактов между ними образуется дуга. Сильное повышение температуры в момент разрыва приводит к увеличению проводимости воздушного промежутка между контактами, и ток не разрывается, а продолжает протекать по раскаленному воздушному промежутку. Для гашения дуги в контакторах используют закон взаимодействия электромагнитного поля на проводник с током (дуга рассматривается как проводник с током). Создание магнитного потока вокруг искрового промежутка достигается установкой искрогасительной катушки, последовательно включенной с контактором. Под действием магнитного потока дуга перемещается, а следовательно и удлиняется, что способствует ее охлаждению. Для того чтобы ускорить гашение, а также предохранить соседние детали от действия дуги, последняя направляется в искрогасительную камеру, закрепленную на аппарате. Перегородки камеры способствуют разделению дуги и охлаждению ее. Чтобы уменьшить оплавление концов контактов на искрогасительной катушке в конструкции предусмотрены рога , через которые при гашении движется дуга. [c.59]

Концентрация тока в определенных зонах поверхности проводников в резу.аьтате взаимодействия электромагнитных полей всех п])оводппков с током, входящих в систему, называется эффектом [c.50]

А. М. Ампер, выполнив множество экспериментов по изученлю взаимодействия между электрическим током и магнитом, устанавливает основные законы взаимодействия токов и предлагает первую теорию магнетизма. Громадным вкладом в развитие теории и практики электромагнетизма явились исследования выдающегося английского физика-экспериментатора М. Фарадея. В 1821 г. он впервые создал лабораторную модель электродвигателя, осуществив вращение магнита вокруг проводника с током. В 1831 г. он открыл явление электромагнитной индукции и установил его законы. М. Фарадей впервые ввел понятие электромагнитного поля как передатчика взаимодействия между заряженными телами. Пространство, которое у Ньютона выступало как пассивный свидетель физических явлений, оживает и становится их участником. 96 [c.96]

Высокочастотный индукционный нагрев металлов (т. в. ч.) является одним из наиболее высокопроизводительных методов нагрева и широко применяется для термической обработки тa. ьныx деталей, выплавки сплавов и паяния металлов. Сущность процесса паяния с помощью нагрева т, в. ч. заключается в том, что участок подлежащий нагреву, помещается в быстропеременное электромагнитное поле, создаваемое индуктором, питаемым от специального машинного или лампового генератора. При этом переменное магнитное поле проводника, по которому проходит ток, вступает во взаимодействие с полем паяемого металла. В результате создается тепловой эффект, обеспечивающий нагрев детали при паянии. При паянии с помощью т. в. ч. оказывается возможным за несколько секунд нагреть деталь до температуры плавления припоя. Окисление и коробление при этом незначительные. Представляется возможность непосредственно вести наблюдение за ходом процесса паяния. [c.365]

Электромагнитная сила. На проводящие тела в электромагнитном поле воздействуют электромагнитные силы, которые возч никают за счет взаимодействия токов проводимости и токов намагничивания с магнитным полем. Электромагнитная сила, воз-, никающая при взаимодействии токов проводимости с магнитным полем, стремится переместить проводящее тело с током из зоны с большей напряженностью в зону с меньшей, а также сблизить проводники, если разность фаз токов равна нулю, и раздвинуть их при разности фаз 180 . При сварке электромагнитная сила выбрасывает расплавленный металл из У-образной щели, что оказывает влияние на качество сварки. С понижением частоты величина электромагнитных сил возрастает. [c.15]

Во всех деформируемых и покоящихся средах в зависимости от их электромагнитных свойств наблюдаются более или менее сильные влияния электромагнитного поля на движение и макроскопическое состояние сред и обратное влияние движения сред на электромагнитные поля. Объекты, реализующие макровзаимодействие электромагнитного поля и среды, — это электрические заряды среды и проходящие в ней токи, и потому взаимодействия существенно различны в средах — проводниках, полупроводниках и диэлектриках. На скрепленный со средой электрический заряд объемной плотности р/ в электрическом поле напряженности Е в покое действует сила ре Е, которую он и передает единице объема среды ток объемной плотности проходящий в той же точке среды, при наличии магнитного поля с вектором магнитной индукции В в этом случае (в покое) сообщает единице объема среды силу УхЪ с. [c.262]

Вокруг электрода и сварочной дуги, как и. вокруг любого проводника с электрическим током, возникает электромагнитное поле, силовые линии которого располагаются перпендикулярно направлению прохождения тока. Электромагнитные поля возникают также и вокруг свариваемого изделия. В некоторых случаях взаимодействие этих полей вызывает резкое отклонение дуги (рис. И). Такое явление в практике называют магнитным дутьем. Причина возникновения магнитного дутья заключается в следующем. Столб сварочной дуги представляет собой гибкий проводник, который под воздействием электромагнитного поля, как и обычный проводник, может выталкиваться с места, где магнитные силовые линии более сгущены, в направлении к месту с менее сгущенным магнитным полем. Если ток подключен к свариваемому изделию вблизи дуги или на небольшом расстоянии от нее, то дуга не отклоняется (рис. 11, а). Если же ток подключен к изделию вдали от места сварки, то за счет усиления магнитного поля со стороны токоподво-да дуга отклоняется в противоположном направлении (рис. 11, б). С увеличением сварочного тока отклонение дуги усиливается. Соответствующим переносом места подключения электропровода к изделию можно изменить направление отклонения дуги и улучшить ее расположение. [c.22]

При прохождении ло жиле жабеля переменного тожа возникает переменное магнитное поле, силовые линии которого пронизывают как сам проводник, так и окружающее его пространство. Электромагнитное поле наводит в жиле вихревые токи, которые, взаимодействуя с основным током, увеличивают плотность тока у поверх- [c.53]

Т. о. магнитное поле будет пересекать провода ротора с линейной скоростью, равной 2т//ск. В обмотках ротора будут индуцироваться переменные электродвижущие силы с частотой, также равной Возникающие вследствие этого в короткозамкнутых проводах ротора токи, вступая во взаимодействие с магнитным полем, заставляют ротор вращаться. Если бы на ротор не действовали никакие внешние силы, то скорость вращения его увеличивалась бы до тех пор, пока она не стала бы равной скорости вращения магнитного поля, после чего ротор продолжал бы вращаться с достигнутой им скоростью, т. е. с этого момента ротор и магнитное поле вращались бы синхронно. В этом случае магнитные линии очевидно совсем не пересекали бы проводов ротора, т. ч. ток в последних был бы равен нулю. В реальных условиях, т. е. при наличии внешних сил, приложенных к ротору, последний, начав свое вращательное движение, достигает при установившемся режиме нек-рой стабильной скорости, к-рая однако ниже скорости вращающегося магнитного поля. Т. о. вращения магнитного поля и ротора будут асинхронны, при наличии нек-рого скольжения последнего. Так как вращающий момент, приложенный к ротору, пропорционален наводимой в роторе эдс, а последняя пропорциональна относительному перемещению проводников ротора в электромагнитном поле, то вращающий момент пропорционален скольжению . Обозначая синхронную линейную скорость через V, а отстающую относительную скорость через V, скольжение через 5, имеем [c.426]

Макроскопическое взаимодействие электрического и магнитного полей с материей содержится уже в уравнениях Максвелла. В веществе уравнения (64.1) тоже выполняются, причем для проводников первое уравнение должно быть дополнено токовым членом (4л/с)/ и могут поянитьсм члены, учитывающие объемные заряды в качестве источников поля смещения. Оба этн дополнения нам не понадобятся до тех пор, пока мы ограничиваемся оптическими явлениями в непроводящих телах. Заряды нам, вообще говоря, тоже не надо учитывать, тем более что с поперечными электромагнитными волнами оптики не связаны никакие перемещения зарядов. Поля и /), соответственно В и //, теперь, однако, связаны материальными уравнениями [c.257]

Для перекачивания расплавленных металлов часто применяются электромагнитные фарадеевские насосы, осно)ванные на силовом взаимодействии электрического тока с магнитным полем. Схема элек, тромагнитного насоса показана на фиг. 203. Участок трубы, по которой протекает расплавленный металл, сплющен и помещен между полюсами сильного электромагнита. К расплавленному металлу при помощи двух толстых медных шин подводится сильный электрический ток от понижающею трансформатора. Со стороны магнитного поля на проводник с током действует сила, направленная в ту сторону, куда указывает отставленный большой палец левой руки, ладонь которой обращена навстречу магнитным силовым линиям, а вытянутые четыре пальца указывают направление тока проводнике. На фиг. 203 эта сила направлена к нам. [c.371]

Электрическое и магнитное поля индуцируют в жидких и твердых телах (проводниках, диэлектриках и магнетиках) токи, дипольный и магнитный моменты. В результате взаимодействия токов и наведенных моментов с неоднородным переменным полем на жидкость или твердое тело действуют электромагнитные силы. Появляются качественно новые возможности управления движением тел. Такие задачи возникают во многих областях современной техники и технологии — при создании бесконтактных подвесов, новых видов транспорта, устройств для сепарации, транспортировки и упаковки деталей, очистки воды от диэлектрических примесей — нефти, мазута [45, 144-145]. Широко ведутся работы в области ферродинамики по созданию приборов и устройств, используюш их содержаш ие ферромагнитные частицы жидкости, движуш иеся в электромагнитом поле [146]. Другое направление исследований связано с созданием систем пассивной и активной стабилизации спутников, тросовых космических систем в режимах тяги или генерации электроэнергии в магнитном поле Земли [147, 148]. В рамках релятивистской электромеханики показано, что черная дыра, враш аюш аяся в магнитном поле, играет роль батареи, преобразуюш ей энергию враш ения в массу покоя и энергию выбросов в магнитосфере квазаров и активных ядрах галактик [149]. [c.311]

Электромагнитная сила обусловлена взаимодействием проводника с током и магнитного поля, создаваемого этим током. Эта сила стремится деформировать проводник в радиальном направлении и разрущить перемычку между каплей и электродом. Ее значение пропорционально квадрату силы тока. [c.38]

В отличие от трубки Фаулера, где электрический разряд используется как средство быстрого нагревания газа, в Т-образной трубке, построенной Колбом [7] для ускорения газа — плазмы, используется явление электромагнитного взаимодействия токов. Шина, по которой течет возвратный ток в электрической цепи разряда, максимально приближена к разрядной части трубки, как показано на рис. 4.4. Как известно, параллельные проводники с противоположно направленными токами отталкиваются друг от друга. Это можно рассматривать как результат воздействия магнитного поля одного тока на проводник с другим током. Сила, действующая на единицу объема проводника с током, определяется векторным произведением плотности тока у и напряженности магнитного [c.207]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...