Системы в магнитных полях. Работа и энергия

СИСТЕМЫ В МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ. РАБОТА И ЭНЕРГИЯ [c.300]

Индуктивность первичной обмотки катушки зажигания и накопительные конденсаторы, соединенные между собой через переключившийся тиристор, образуют колебательный контур, в котором возникают затухающие электрические колебания. Как видно из рис. 31, ток в контуре отстает от напряжения на первичной обмотке катушки зажигания на 90°. Через четверть периода (примерно через 60 мкс) напряжение на первичной обмотке катушки зажигания делается равным нулю ( 2 на рис. 31) и затем меняет свой знак, тиристор выключается и колебательный контур разрушается . Однако благодаря наличию диода Да ток в первичной обмотке катушки зажигания продолжает протекать в первоначальном направлении и разряд во вторичной цепи продолжается до тех пор, пока практически вся энергия, запасенная в магнитном поле катушки зажигания, не будет израсходована (/з на рис. 31). В результате возникает дуга более высокой энергии и температуры, чем в обычных конденсаторных системах зажигания длительность дугового разряда увеличивается почти в 3 раза. Это обстоятельство положительно влияет на работу двигателя (особенно при частичных нагрузках), уменьшая токсичность выхлопных газов, и, кроме того, облегчает запуск прогретого двигателя на богатой смеси. [c.50]

При еще более низких температурах существуют магнитные газы в парамагнитных твердых телах. Речь идет о веществах, частицы которых имеют произвольно ориентированные в отсутствие поля магнитные моменты, так что в среднем образец такого вещества не поляризован. При включении поля происходит ориентация элементарных магнитиков и вещество приобретает суммарный магнитный момент. Адиабатическое размагничивание таких тел эквивалентно адиабатическому расширению газа, так как работа размагничивания производится за счет внутренней энергии тела и оно должно охлаждаться. Для количественной характеристики процесса, основываясь на (9.30), введем функцию состояния, обобщенную энтальпию, Н = Н—УЖЖ, дифференциал которой при постоянном давлении и химическом составе системы [c.163]

Энергия, переданная системой с изменением ее внешних параметров, также (Называется работой-W (а не количеством работы), а энергия, переданная системе без изменения ее внешних параметров, — количеством теплоты Q. Как видно из определения теплоты и работы, эти два рассматриваемых в термодинамике различных способа передачи энергии не являются равноценными. Действительно, в то время как затрачиваемая работа W может непосредственно пойти на увеличение любого вида энергии (электрической, магнитной, упругой, потенциальной энергии системы в поле и т. д.), количество теплоты Q непосредственно, т. е. без предварительного преобразования в работу, может пойти только на увеличение внутренней энергии системы. Это приводит к тому, что при преобразовании работы в теплоту можно ограничиться только двумя телами, из которых одно тело (при изменении его внешних параметров) передает при тепловом контакте энергию другому (без изменения его внешних параметров) при превращении же теплоты в работу необходимо иметь по меньшей мере три тела первое отдает энергию в форме теплоты (теплоисточник), [c.23]

Показать, что гамильтониан симметричного заряженного волчка, находящегося в однородном магнитном поле, совпадает с его кинетической энергией и является постоянной движения. Отсюда следует, что это поле не совершает работы над рассматриваемой системой [это видно также из силы Лоренца (1.56)] в противоположность тому, что имеет место в случае тяжелого волчка, когда сила тяжести сообщает ему дополнительную кинетическую энергию прецессии. Показать, что энергия прецессии магнитного волчка появляется за счет уменьшения скорости его собственного вращения и что при этом возникает нутация. [c.204]

Это движение можно разделить на два основных типа. Если кинетическая энергия вращения спутника мала по сравнению с работой внешних сил, то возможно движение либрационного типа, то есть колебания спутника около некоторого среднего положения в системе координат, связанной с каким-либо подвижным направлением (радиус-вектор орбиты, вектор магнитной напряженности земного магнитного поля и т. п.). Такое движение обусловливается ориентирующим действием моментов внешних сил. Движение Луны под влиянием гравитационных моментов Земли относится к указанному типу движения. [c.10]

Для улучшения работы системы зажигания в цепь первичной обмотки включен вариатор /7, который представляет собой сопротивление, изготовленное в виде спирали из стальной проволоки. На большой частоте вращения двигателя из-за уменьшения тока низкого напряжения вариатор остывает и его сопротивление уменьшается. В результате этого ток низкого напряжения и созданное им магнитное поле усиливается, что приводит к увеличению высокого напряжения. При малой частоте вращения вариатор нагревается большим током, его сопротивление возрастает, что снижает ток низкого напряжения и предупреждает перегрев первичной обмотки катушки. При пуске двигателя стартером с помощью выключателя 5 вариатор закорачивается дополнительными контактами 6. Таким способом устраняют падение напряжения в катушке зажигания при увеличении расхода энергии батареи. [c.31]

Измерительная стойка обеспечивает питание электронного умножителя и регистрацию постоянной и переменной составляющих ионного тока. Переменная составляющая тока регистрируется при работе системы автоматической записи ионизационных кривых и в режиме модуляции молекулярного пучка. Порог чувствительности системы регистрации ионных токов 2-10 а. При включении развертки магнитного поля на диаграммной ленте самописца записываются масс-спектры, а при включении развертки ионизирующего напряжения — ионизационные кривые. Определение потенциалов ионизации и возбуждения молекул осуществляется путем изучения ионизационных кривых. Шкалы энергий калибруют по ионизационным кривым эталонных веществ, записываемых в тех же условиях, при которых производится опыт. [c.432]

В случае бесконечной проводимости через любой элемент материальной поверхности отсутствует поток энергии G — сЕ X В/Ап = О поскольку = 0) в системе координат, связанной с этим элементом. Это позволяет, как обычно, считать, что приток энергии к малой частице среды через ее границу равен работе напряжений, (которые зависят и от магнитного поля) на поверхности частицы и притоку тепла. [c.145]

Первый член в правой части ( ) — сила, действующая на заряж. ч-цу в электрич. поле, второй — в магнитном. Т. к. магн. часть Л. с. [vB], то сила, действующая со стороны магн. поля на частицу, перпендикулярна г и и, следовательно, не совершает работы, а лишь искривляет траекторию движения ч-цы, не меняя её энергии. Модуль её в Гаусса системе единиц равен e )vB sin а, где а — угол между векторами i и Л [в системе И вместо множителя 1/с в ф-ле ( ) должен быть коэфф. fe=ll. Т. о., магн. часть Л. с. максимальна при а—90° и равна нулю при а=0. [c.351]

Специфика использования работ электризации и намагничивания н термодинамике состоит в т ом, что возможны различные варианты набора электрической и магнитной энергии, которая включается во внутреннюю энергию системы, и от этого набора существенно зависят и физический смысл, и выражения для соответствующих работ. Так, известно, что индукция поля [c.160]

Природа сил Xj различная, могут быть силы электрического или магнитного поля, механические и другие силы. Соответственно под координатами понимается не только положение системы в пространстве, но и состояние ее деформации, электризации, намагниченности и др. Речь идет, таким образом, об обобщенных силах X,- и обобщенных внешних координатах системы Vj. Обобш,ение состоит, в частности, в том, что в отличие от истинных механических сил и координат обобщенные силы и координаты могут иметь иную размерность при условии, что их произведение имеет размерность энергии. Например, сила, деленная на площадь, равняется давлению (Р), а изменение расстояния в направлении действия этой силы, умноженное на площадь граничной поверхности, — это изменение объема системы (dl ). Поэтому элементарная механическая работа против сил изотропного внешнего давления записывается в термодинамике как работа расширения системы [c.43]

Гц, распространяясь в кристаллах парамагнетиков, помещённых в магнитное поле напряжённостью —1000 Э, может вызвать переход атома с одного магнитного уровня на другой, сообщая ему определённую энергию. При этом происходит избирательное поглощение Г. на частотах, к-рые соответствуют возможным переходам. Это явление называется акустическим парамагнитным резонансом (АПР), оно аналогично электронному парамагнитному резонансу (ЭПР). При помощи АПР оказывается возможным изучать переходы между такими уровнями атомов в парамагнетиках, к-рые являются запрещёнными для ЭПР. Используя взаимодействие когерентных фононов со спин-орби-тальной системой, можно в парамагнитных кристаллах при низких температурах усиливать и генерировать гиперзвуковые волны, пользуясь тем же принципом, на к-ром работают квантовые генераторы. [c.89]

Затем возникла проблема интерпретации и промера треков. Водород со своей изолирующей вакуумной системой всегда помещается в сильное маг иитное поле, изгибающее траектории заряженных частиц. Измеряя кривизну треков, можно вычислять импульс частиц. Однако даже самые сильные достижимые магнитные поля способны загибать треки частиц высоких энергий лишь на углы порядка 10°. Для достаточно высокого разрешения импулбсов (и, следовательно, энергий) необходимо измерять эти малые кривизны с точностью до нескольких процентов. Это означает, что мы должны измерять координаты точек фотографического изображения трека с точностью до нескольких микрон на пленке шириной в несколько сантиметров. Требуется, следовательно, точность, соответствующая относительной ошибке в одну десятитысячную. Измерения должны быть быстрыми и надежными, так как каждая камера диаметром в несколько футов способна выявить до 100 000 интересных событий в год. Каждое событие (превращение) может потребовать промера до пяти треков в двух-трех стереографических проекциях в сумме это составляет до миллиона промеров треков в год. Старомодный микроскоп должен быть автоматизирован, и его работа должна быть ускорена. [c.446]

Электрические двигатели являются в настоящее время наиболее перспективными для осуш,ествления длительных полетов в пределах Солнечной системы. Они могут применяться для корректировки орбиты спутников Земли и в ряде других случаев. Среди электрических двигателей на первое место могут быть поставлены плазменные двигатели, в которых реактивная тяга создается потоком плазмы. Энергия сообщается плазме нагреванием (за счет джоу-лева нагрева плазмы протекающим через нее током) или ускорением плазмы магнитным полем. Магнитное поле в плазменных магнитогидродинамических двигателях (МГД) не только служит для ускорения плазмы, но и предотвращает ее соприкосновение со стенками камеры и выходного сопла. Так как длительное удержание плазмы магнитным полем осуществить трудно, то плазменные двигатели работают в импульсном режиме. [c.228]

Блок-схема устройства с использованием энергии импульсного магнитного поля и конструкция исполнительного органа аналогична блок-схеме устройства с использованием электрогидравлического эффекта, только в камере исполнительного органа вместо электродов установлен индуктор, а сама камера не разделена на две полости. Система управления этих устройств обеспечивает решение следующих задач. Устройство включается в работу при наличии на роторе дисбаланса, превышающего допустимый, и отключается после окончания балансировки. Моменты выбросов порций корректирующих масс не зависят от абсолютной величины дисбаланса, а определяются только наличием превышения величины дисбаланса над допустимой. Колебания ротора, вызванные ударами наносимых масс, не снижают точности балансировки. Эти устройства перспективны с точки зрения компактности и простоты использования источника энергии большой мощности и возможности производительной балансировки с большой точностью в процессе работы. Малые размеры иеполнительного органа позволяют устанавливать его в машине вблизи балансируемого ротора, в то время как блок управления может располагаться в другом, удобном для размещения месте [1J. [c.82]

Пассивная система ориентации и стабилизации — это система, которая не требует на борту КА источника энергии для своей работы. Для создания управляющих моментов она использует физические свойства средьд, окружающей КА (гравитационное или магнитное поле, солнечное давление, аэродинамическое сопротивление), или свойство свободно вращающегося твердого тела сохранять неподвижной в инерциальном пространстве ось вращения. В пассивных системах не только ориентация, но и стабилизация КА, например демпфирование собственных колебаний, достигается без использования активных управляющих устройств. [c.6]

МОЩЬЮ чрезвычайно слабой медно-бериллиевой спиральной пружины. Пружина покрывалась слоем кадмия, который имеет достаточно большой механический гистерезис, что позволяет ей рассеивать энергию в период увеличения амплитуды отклонения массы-наконечника относительно спутника. При максимальном растяжении пружины масса отклоняется от конца штанги на расстояние около 12 м, Штанга длиной 24,5 м предназначена для увеличения гравитационных моментов и относительных перемеш,ений при наличии колебаний спутника. Эта система демпфирует колебания по оси тангажа вследствие ускорения Кориолиса, воз-никаюш,его из-за орбитальной угловой скорости враш,ения относительно оси тангажа. Однако по оси крена процесс демпфирования с помош,ью этой системы носит нелинейный характер и становится относительно нечувствительным к колебаниям с амплитудой ниже 10°. Поэтому в этой системе дополнительно используются стержни с магнитным гистерезисом, которые демпфируют колебания с малыми амплитудами путем взаимодействия с магнитным полем Земли. Более подробные сведения об этой системе стабилизации приведены в работе [52] на рис. 10 показан вид на спутники в полете. [c.197]

Сильный кольцевой постоянный магнит создает в узком кольцевом зазоре равномерное магнитное поле. В зазоре помещена обмотка на легком кольцевом каркасе — так называемая подвижная катушка преобразователя. Она подвешена на гибком воротнике или растяжках так, что, колеблясь вдоль своей образующей (вдоль зазора), она не касается магнитной системы. Если к подвижной катушке подвести переменный ток, то, взаимодействуя с магнитным полем постоянного магнита, он вызовет механическую силу, которая будет колебать подвил ную катушку. Если к подвижной катушке подсоединена какая-либо нагрузка (например, легкий поршень 1ли диафрагма, излучающая звук в окружающий воздух), то такой преобразователь будет совершать механическую работу, преодолевая активное механическое сопротивление подвеса катушки и сопротивление излучения звука в воздух. Электрическая энергия, г одводимая к катушке, частично перейдет в механическую, а частно рассеется в виде джоулева тепла. Полезный эффект в данном случае — это излученный звук. Мы не будем сейчас рассматривать, как именно излучается звук, будем просто считать, что кадушка, двигаясь, преодолевает некоторое механическое сопротивление. [c.49]

Пусть, для определенности, создающий внешнее магнитное поле ток течет в катушке, внутри которой находится магнетик. Магнетик поляризуется и создает свое магнитное поле (поле его магнитных токов). Отделение механической системы от термической может здесь показаться трудным. В проводах катушки, несомненно, есть скрытое движение, так как там постоянно выделяется джоулево тепло, да и создающие ток заряды частицы микроскопические. Кроме того, ток поддерживается сторонними силами. Однако мы должны отвлечься от всяческих усложнений, не связанных с существом дела. Ведь всегда можно связать с механической системой сколь угодно сложные внешние тела, которые будут влиять на механическую систему и через нее — на термическую. Для поведения термической системы существенно только движение механической системы, с которой термическая непосредственно связана. В нашем случае несущественно как раз наличие сторонних сил и сопротивления проводников. Сторонние силы потому и нужны, что не будь их, сопротивление проводников погасило бы ток. Энергия, передаваемая сторонними системами зарядам е , сейчас же снова отбирается от них проводником (переходит в джоулево тепло). Все это для нас несущественно. Если бы сопротивления не было, кинетическая и магнитная энергия зарядов могла бы оставаться постоянной и без сторонних систем и изменялась бы только за счет воздействия термической системы. Внешние воздействия на термическую часть не изменились бы, если бы вместо тока в проводниках двигалась без сопротивления не имеющая атомной структуры электронная жидкость . Ясно, что механической системой следует считать не микрозаряды в проводнике, а их макродвижение, которое можно представлять как движение фиктивной электронной жидкости. Координаты ее макрочастиц будут механическими параметрами нашей системы, а работа термической части над механической [c.14]

В работе [185] использовалась установка, изображенная на рис. 7.7. Установка состояла из лампы, в которой возбуждалась резонансная линия водорода, источника водородных атомов, оптической системы, детектора, усилителей, модулятора магнитного поля. Атомы создавались в высокочастотном разряде (частота 2450 Мгц) при диссоциации водорода, содержащегося в смеси гелия с парами воды. Источник водородных атомов помещался на расстоянии 10 см от магнита, резонансное излучение от диссоциатора не попадало в рассеивающий объем. Концентрация атомов, дошедшая до этого объема, составляет A 10 атом1см . Скорость течения гелия 1 м/сек, давление гелия 1 тор. Атомы водорода рекомбинируют на платиновой сетке, пройдя объем, в котором наблюдается рассеяние, и попадают в резонансную лампу, где молекулы вновь диссоциируют и атомы водорода возбуждаются до уровня 2 Р. Такой процесс рекомбинации и диссоциации молекул водорода необходим для устранения поглощающего резонансное излучение слоя атомов водорода между лампой и рассеивающим объемом. Эксперимент заключается в наблюдении рассеяния излучения L . Рассеяние наблюдалось в направлении, перпендикулярном к направлению возбуждения излучения и направлению магнитного поля. Резонансная лампа изготовлялась из кварца и находилась на расстоянии 21 см от рассеивающего объема. Вместо окон из Mgp2, которые теряют свою прозрачность под действием излучения, употреблялись платиновые сетки. Они ставились на выходе из лампы и в том месте, где излучение входит в рассеивающий объем. Окно, обращенное к детектору, сделано из Mgp2. Оно не теряет свою прозрачность, так как интенсивность рассеянного света мала. Детектором служила ионизационная камера, наполненная N0, в качестве магнита использовался соленоид, обеспечивающий высокую однородность поля во всей области рассеяния (20 см ). Модуляция проводилась с частотой 17 гц. Напряженность поля измерялась с помощью зонда. Экспериментально определялась напряженность поля, при которой резонансная флуоресценция была максимальна. Пересечение уровней происходит при напряженности поля 3484 гс, что соответствует разности энергий между уровнями Рз,2 и 10969,13 Мгц или 0,3658901 см К В работе [181] эта же величина оказалась рав- [c.314]

Таким образом, верхнил пределом Нсв материала является значение его остаточной индукции Вг. При расчетах устройств с постоянными магнитами в тех случаях, когда принцип работы устройства зависит от взаимодействия магнитов с внешним магнитным полем, основой расчетов служат характеристики кривой [1оМ Н) (например, при расчете подшипников с магнитным подвесом). В тех случаях, когда используется энергия магнитного поля, создаваемого магнитами в зазоре системы, основой расчетов магнит-ных систем служат характеристики кривой В Н) магнитотвердых материалов. В последнем случае мерой максимальной энергии магнитного поля, создаваемого единицей объема постоянного магнита в рабочем воздушном зазоре, является произведение ВН для различных точек кривой размагничивания магнита. Наиболее эффективно и экономично данный магнитотвердый материал используется в статической магнитной системе, рассчитанной таким образом, что положение рабочей точки магнита на его кривой размагничивания В Н) соответствует точке ВН)тах. Заданное значение энергии магнитного поля в зазоре системы может быть обеспечено тем меньшим объемом магнитотвердого материала, [c.9]

При передаче электрич. энергии на большие расстояния Т. т. экономически наиболее выгоден по сравнению с системами передач на переменном токе с иным числом фаз. Кроме того, возможность со.чда-ния орагцающегося магнитного поля нозволяет применять асинхронные двигатели, надежные в работе, простые в изготовлении и эксплуатации. [c.201]

В этой работе исследовалось влияние взаимодействия электронов с фононами как на спиновую восприимчивость, так и на теплоемкость электронного газа. Выяснилось, что с точностью до членов порядка отнощения т/М взаимодействие электронов с фононами не оказывает влияния на спиновую восприимчивость. Этот результат нетрудно понять. Действительно, вспомним, что спиновая восприимчивость определяется изменением энергии Ферми при наложении магнитного поля. Но электрон-фононное взаимодействие с точностью до членов порядка т/М не влияет на эту энергию (так же как и на энергию связи или на сжимаемость). Отсюда явствует, что с указанной степенью точности взаимодействие электронов с фононами не влияет и на спиновую восприимчивость. (Заметим, что взаимодействие электронов с периодическим полем неподвижных ионов оказывается, конечно, весьма сущестйенным.) С другой стороны, на теплоемкость системы взаимодействие электронов с фононами оказывает некоторое влияние. В работе [33] был проведен тщательный расчет этого влияния для натрия. Оказалось, что взаимодействие электронов с фононами приводит к увеличению теплоемкости примерно на 10%. Этот результат находится в хорошем согласии с результатами Сильвер.-стейна, а также и с опытом (см. 6 гл, III). [c.352]

Для 1 см ферромагнитной системы, выбирая а=М, А=Н (в этом случае внутренняя энергия собственно магнетика км(в,М) представляет собой энергию 1 см системы за вычетом энергии внещнего магнитного поля Н /8л, см. задачу И), будем иметь для работы бU =Л ia, свободной энергии = м—05 в расчете на единицу объема и условие фазового равновесия совершенно аналогичные написанным выше соотношения [c.149]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...