Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Fizyka E LEKTRYCZNOŚĆ I M AGNETYZM Wykład IV Pola wolnozmienne w czasie Prowadzący: Krzysztof KucabRzeszów, XI 2009r.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Fizyka E LEKTRYCZNOŚĆ I M AGNETYZM Wykład IV Pola wolnozmienne w czasie Prowadzący: Krzysztof KucabRzeszów, XI 2009r."— Zapis prezentacji:

1 Fizyka E LEKTRYCZNOŚĆ I M AGNETYZM Wykład IV Pola wolnozmienne w czasie Prowadzący: Krzysztof KucabRzeszów, XI 2009r.

2 Plan wykładu Pola wolnozmienne w czasie indukcja elektromagnetyczna; prawo Faradaya; reguła Lenza; samoindukcja i indukcja wzajemna; energia pola magnetycznego; prawo Faradaya-Maxwella; potencjały elektromagnetyczne.

3 Prąd będziemy nazywać kwazistacjonarnym, gdy odpowiadająca mu długość fali elektromagnetycznej jest znacznie większa od rozmiarów liniowych obwodu ( >> l), lub w formie równoważnej: Prądy kwazistacjonarne

4 Fakt doświadczalny Pole magnetyczne (zmienne) wywołuje wzbudzenie prądu elektrycznego w obwodzie zamkniętym obejmującym to pole. Indukcja elektromagnetyczna

5 Przykłady wzbudzenia prądu elektrycznego Zestaw doświadczalny Indukcja elektromagnetyczna

6 Włączamy lub wyłączamy prąd w obwodzie cewki Indukcja elektromagnetyczna

7 Zwiększamy lub zmniejszamy natężenie prądu w obwodzie cewki Indukcja elektromagnetyczna

8 Zbliżamy lub oddalamy pętlę do (od) cewki, przez którą przepływa prąd stały Indukcja elektromagnetyczna

9 Zbliżamy lub oddalamy do (od) pętli cewkę, przez którą przepływa prąd stały Indukcja elektromagnetyczna

10 Zmieniamy kształt pętli (w polu cewki, przez którą przepływa prąd stały) Indukcja elektromagnetyczna

11 Zmieniamy orientację pętli względem cewki, przez którą przepływa prąd stały Indukcja elektromagnetyczna

12 Prawo indukcji Faradaya Gdy strumień magnetyczny przechodzący przez powierzchnię S ograniczoną pętlą C zmienia się w czasie, wtedy w pętli indukowana jest siła elektromotoryczna powodująca w niej chwilowy przepływ prądu elektrycznego. Prawo Faradaya

13 Michael Faraday ( ) Źródło – Wikipedia Prawo Faradaya

14 Reguła Lenza Indukowane pole magnetyczne zawsze przeciwstawia się zmianie, która je wywołała. Reguła Lenza

15 Zgodnie z prawem Biota-Savarta wektor indukcji magnetycznej B w każdym punkcie przestrzeni jest proporcjonalny do natężenia prądu I płynącego przez przewodnik (który to prąd wytwarza omawiane pole magnetyczne). Tak więc strumień indukcji tego pola przez powierzchnię rozpiętą na obwodzie obejmowanym przez obwód jest więc proporcjonalny do natężenia prądu: Samoindukcja

16 Współczynnik L nazywamy współczynnikiem samoindukcji. Jednostką indukcyjności jest henr. Joseph Henry ( ) Źródło – Wikipedia Samoindukcja

17 Jeżeli natężenie prądu I płynącego w obwodzie zmienia się w czasie, to zmienia się także strumień pola magnetycznego przechodzącego przez ten obwód tak więc w obwodzie indukowana jest siła elektromotoryczna. Zjawisko to nazywamy samoindukcją. Samoindukcja

18 Jeżeli natężenie prądu I 1 płynącego w obwodzie 1 zmienia się w czasie, to zmienia się także strumień pola magnetycznego przechodzącego przez sąsiadujący z nim obwód 2 ( 21 ), tak więc w obwodzie 2 indukowana jest siła elektromotoryczna. Zjawisko to nazywamy indukcją wzajemną. M to tzw. współczynnik indukcji wzajemnej. Indukcja wzajemna

19 Zmiana strumienia pola magnetycznego pochodzącego od obwodu z prądem elektrycznym indukuje w obwodzie sąsiednim siłę elektromotoryczną indukcji. Indukcja wzajemna

20 W przypadku dwóch obwodów możemy napisać: Indukcja wzajemna

21 Gęstość energii magnetycznej w B możemy wyrazić za pomocą związku: Energia pola magnetycznego istnieje wszędzie tam, gdzie istnieje to pole. Energia pola magnetycznego

22 W przypadku gdy w przestrzeni występuje zarówno pole magnetyczne B jak i pole elektryczne E, wtedy gęstość energii w jest sumą: Energia pola istnieje wszędzie tam, gdzie istnieje to pole. Energia pola magnetycznego

23 Zmienny w czasie strumień indukcji magnetycznej przez powierzchnię rozpiętą na krzywej wzbudza pole elektryczne o nieznikającym krążeniu wzdłuż tej krzywej w przypadku, gdy pola E i B zostały zadane w tym samym układzie odniesienia, w którym obwód spoczywa. Prawo Faradaya-Maxwella

24 W przypadku obwodu ruchomego można otrzymać: Prawo Faradaya-Maxwella

25 Uogólnienie prawa Ampèrea na przypadek pól niestacjonarnych: Korzystając z równania ciągłości możemy otrzymać: Prawo Ampèrea-Maxwella

26 Równania Maxwella

27 Korzystając z równań Maxwella możemy otrzymać: Prędkość światła w próżni

28 Równania Maxwella możemy zapisać przy pomocy potencjałów elektromagnetycznych w postaci: gdzie: cechowanie Lorentza operator dAlemberta Potencjały elektromagnetyczne


Pobierz ppt "Fizyka E LEKTRYCZNOŚĆ I M AGNETYZM Wykład IV Pola wolnozmienne w czasie Prowadzący: Krzysztof KucabRzeszów, XI 2009r."

Podobne prezentacje


Reklamy Google