O zjawiskach magnetycznych Pole magnetyczne Zjawisko indukcji elektromagnetycznej Równania Maxwella

2. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej Przykłady: - generator prądu w elektrowniach: konwencjonalnych wiatrowych wodnych jądrowych - transformatory - piece indukcyjne - hamulce elektryczne (np. tramwaj)

Indukcja magnetyczna i strumień indukcji magnetycznej Strumień indukcji magnetycznej jest Iloczynem skalarnym indukcji magnetycznej i powierzchni przez która przenika ten strumień (prostopadłej do kierunku strumienia) Φmax= B∙S┴ [Weber = T∙m2] bo:

Przykład Zad 1. Obliczyć natężenie prądu indukcyjnego w zwoju o oporze 1 kΩ jeśli w ciągu czasu t=5 s strumień indukcji magnetycznej zmniejszył się z wartości Φ1 = 6 mWb do wartości Φ2 = 1 mWb. Jaki jest kierunek prądu indukowanego jeśli było to odsuwanie bieguna południowego? Zad 2. Obliczyć napięcie i natężenie prądu w uzwojeniu wtórnym transformatora o przekładni Z = 103 jeśli prąd w uzwojeniu pierwotnym o napięciu 1000 V posiadał natężenie 2,5 A

Prądnica prądu zmiennego - schemat ideowy Strumień Φmag można zmienić na różne sposoby: 1. Przez zmianę wartości wektora B →ΔB 2. Przez zmianę wartości pola powierzchni S→ΔS 3. Przez zmianę kąta między B i S →ω; 4. Przez jednoczesną zmianę B i S→ΔB i ΔS 5. Przez jednoczesną zmianę B i kąta→ΔB i ω 6. Przez jednoczesną zmianę S i kąta→ΔS i ω

Przykłady Zadanie 3 Obliczyć amplitudę siły elektromotorycznej indukcji ɛSEM w obracającej się cewce zrobionej z N zwojów i polu powierzchni przekroju S, umieszczonej w stałym polu magnetycznym. N = 100 zwojów; B = 10 mT; S = 25 cm2; n = 50 obrotów/s. Obliczyć także natężenia prądu indukcyjnego I płynącego przez obwód z żarówką o oporze R = 50 Ω.

Transformator idealny

3. Równania Maxwella – podstawą elektromagnetyzmu, bardzo ważne w dziedzinie nauk technicznych i w życiu codziennym

Równania Maxwella I równanie Maxwella – prawo Faradaya dla indukcji elektromagnetycznej mówi, że zmienne pole magnetyczne wytwarza wirowe pole elektryczne, które może wywoływać prąd elektryczny

Równania Maxwella II równanie Maxwella – uogólnione prawo Amper’a mówi, że prąd elektryczny lub zmienne pole elektryczne wytwarza zmienne pole magnetyczne. H,E – natężenie pola magnetycznego i elektrycznego B, D – indukcja magnetyczna i elektryczna ε,ε0 – względna i bezwzględna przenikalność elektryczna μ,μ0 – względna i bezwzględna przenikalność magnetyczna ФD – strumień indukcji elektrycznej

Równania Maxwella III równanie Maxwella – prawo Gaussa dla pola elektrycznego mówi, że źródłami pola elektrycznego są ładunki. Jeśli brak jest ładunków elektrycznych to linie pola elektrycznego są liniami zamkniętymi.

Równania Maxwella IV równanie Maxwella – prawo Gaussa dla pola magnetycznego mówi, że nie istnieją w przyrodzie ładunki magnetyczne. Linie indukcji pola magnetycznego są liniami zamkniętymi.