Prąd płynący przez cewkę: i przenoszony ładunek Pomiar indukcji magnetycznej Do badanego pola wprowadza się niewielką cewkę o N zwojach. Strumień magnetyczny.

Prezentacja na temat: "Prąd płynący przez cewkę: i przenoszony ładunek Pomiar indukcji magnetycznej Do badanego pola wprowadza się niewielką cewkę o N zwojach. Strumień magnetyczny."— Zapis prezentacji:

1 Prąd płynący przez cewkę: i przenoszony ładunek Pomiar indukcji magnetycznej Do badanego pola wprowadza się niewielką cewkę o N zwojach. Strumień magnetyczny przechodzący przez cewkę Po obrocie cewki o 180º strumień ten wynosi GB

2 Przy szybkim obrocie cewki popłynie przez nią prąd, któremu towarzyszy przepływ ładunku który możemy zmierzyć galwanometrem balistycznym (GB). Pole magnetyczne zwiększa opór elektryczny metali. W przypadku bizmutu opór wzrasta o 5% na zmianę pola o 0,1 T. Zmiana strumienia magnetycznego

3 Zjawisko samoindukcji Prąd płynący w obwodzie wytwarza strumień magnetyczny, przy zmianach natężenia prądu zmienia się również strumień, a więc powstaje siła elektromotoryczna. Z prawa Biota-Sawarta wynika, że L – indukcyjność obwodu gdy przenikalność magnetyczna nie zależy od pola Dla cewki o nieskończonej długości n – liczba zwojów na jednostkę długości

4 Pole magnetyczne wewnątrz nieskończonej cewki jest jednorodne L V – objętość cewki Pod wpływem zmian natężenia prądu powstaje siła elektromotoryczna =0 dla L = const prąd indukcyjny skierowany jest tak, aby przeciwdziałać przyczynie, która go wywołała – reguła Lenza

5 Indukcja wzajemna Prąd płynący w obwodzie 1 wytwarza w obrębie obwodu 2 strumień magnetyczny Prąd płynący w obwodzie 2 wytwarza w obrębie obwodu 1 strumień magnetyczny Obwody 1 i 2 nazywa się obwodami sprzężonymi, a zjawisko powstawania siły elektromotorycznej w jednym z obwodów na skutek zmian natężenia prądu w drugim obwodzie nazywa się indukcją wzajemną. Gdy przenikalność magnetyczna nie zależy od pola indukcyjność wzajemna obwodów

6 Dwie cewki nawinięte na wspólny rdzeń. W uzwojeniu pierwszym płynie prąd Dla pierwszego uzwojenia W uzwojeniu drugim powstaje strumień

7 Energia zmagazynowana w polu magnetycznym K Klucz zamknięty - w cewce płynie prąd stały. Klucz otwarty – przez opornik płynie prąd zanikający, podtrzymywany przez siłę elektromotoryczną samoindukcji. Praca wykonana przez tę siłę elektromotoryczną Praca ta jest zamieniana na przyrost energii wewnętrznej oporu R (ogrzewanie). Wykonanie tej pracy jest związane z zanikiem pola magnetycznego. Przewodnik o indukcyjności L, w którym płynie prąd o natężeniu I ma energię

8 Podczas narastania prądu należy wykonać pracę przeciwko sile elektromotorycznej indukcji związanej z wytworzeniem pola magnetycznego W przypadku nieskończenie długiej cewki

9 Energia pola magnetycznego zależy od wielkości charakteryzujących pole gęstość energii tego pola (przy założeniu, że jest ona stała) wynosi Znając gęstość energii pola w każdym punkcie można obliczyć energię w całej objętości

10 Prąd indukcyjny, który pojawia się w przewodniku masowym znajdującym się w zmiennym polu magnetycznym lub poruszającym się względem źródła stałego pola magnetycznego. Opór takiego przewodnika jest mały i prąd może mięć duże natężenie. Prąd wirowy (prąd Foucaulta) Między biegunami elektromagnesu waha się aluminiowa płytka. Gdy prąd w uzwojeniach nie płynie, płytka waha się bez większych oporów. Po włączeniu prądu płytka jest silnie hamowana. W płytce powstaje prąd indukcyjny. Gdy płytka opada (zbliża się do biegunów elektromagnesu) prądy wirowe powstające w płytce płyną w takim kierunku, aby pole magnetyczne tych prądów odpychało się z polem magnetycznym elektromagnesu. Gdy płytka mija bieguny, prądy wirowe zmieniają kierunek i zgodnie z regułą Lenza dalej przeszkadzają ruchowi płytki.

11 Magnetic Field From Test Coil Magnetic Field From Eddy Currents Eddy Currents Crack Pęknięcie materiału powoduje przerwanie przepływu prądu wirowego i zmniejszenie jego natężenia

12 Wykrywacz metali (nie tylko magnetycznych jak żelazo)

13 Prądy wirowe są wykorzystywane w piecach indukcyjnych używanych do nagrzewania w obróbce termicznej metali Piecem jest cewka zasilana prądem o wysokiej częstotliwości (tysiące Hz) i dużym natężeniu (kilkuset A). Ciało umieszczone wewnątrz cewki może zostać nagrzane do bardzo wysokiej temperatury.

14 Kuchenki indukcyjne Hamulce indukcyjne CardioMaxx BIKE 5000 Na rowerze CardioMaxx BIKE 5000 żadna góra nie jest zbyt wysoka i żadna droga zbyt długa. I to nie tylko dlatego, że nawet przy dużej prędkości, urządzenie nie ruszy się z miejsca. Zintegrowana funkcja ostrzegania chroni przed przetrenowaniem. 16 programów treningowych dba o różnorodność treningów.Szlachetna stylistyka i wysokiej jakości komponenty z aluminium są przyjemnością dla oka. Idealny dla spalania tłuszczu lub intensywnego treningu wytrzymałościowego! Od etapu alpejskiego do sprintu płaskiego. Dalsza charakterystyka wyposażenia: - maksymalna masa ciała do 120 kg - program sterowany ręcznie - 4 programy programowania własnego - program spalania tłuszczu (Fat-Burn) - 4 programy sterowane rytmem serca - pomiar poziomu tłuszczu w organizmie w procentach plus wartość BMI i – BMR (indeksy stosunku wagi do wzrostu), propozycja programu treningowego - wygodna pozycja siedząca - wskazania osiągnięć w watach - wskaźnik rytmu serca - zintegrowane czujniki pulsu mierzonego na rękach - wbudowany miernik pulsu (opcjonalnie dostępny pomiarowy pas pulsu) - możliwość zasilania baterią i sieciowego - instrukcja montażu i obsługi - waga z opakowaniem ok. 54 kg Komputer treningowy będzie Państwa stale motywować. Wyświetlacz LCD komputera umożliwi Państwu kontrolę prędkości, czasu, pokonanego dystansu, pulsu, zużycia kalorii. Wskazania w watach. Pomiar poziomu tłuszczu w organizmie w procentach plus wartość BMI i – BMR z propozycją odpowiedniego programu treningowego, tak komputer ustala dla Państwa optymalny program treningowy w celu spalenia tłuszczu. Urządzenie posiada uchwyt na butelkę z napojem, aby umożliwić stały dostęp do płynów, co zwiększy Państwa wytrzymałość. Oprócz tego fantastyczna stylistyka w aluminium czyni Państwa domowe urządzenie treningowe niepowatarzalnym.

15 Licznik indukcyjny Aluminiowa tarcza porusza się pod wpływem wirowego pola magnetycznego wytworzonego przez dwie cewki. W jednej cewce płynie prąd proporcjonalny do natężenia prądu pobieranego przez odbiorcę, w drugiej do napięcia. Cewki są tak umieszczone, że powstający moment napędowy jest proporcjonalny do iloczynu chwilowej wartości prądu i napięcia (a więc licznik "mierzy" moc czynną), a ten z kolei jest równoważony poprzez moment hamujący, który powstaje w wyniku obrotu tarczy między biegunami magnesu trwałego i jest proporcjonalny do szybkości ruchu tarczy.

16 Twierdzenie Earnshawa (1842 r.) – o stabilności układów elektrostatycznych oraz magnetycznych. Odnosi się do obiektów o niezależnym od położenia momencie magnetycznym (np. magnesy trwałe). W pustej przestrzeni nie istnieje żadna statyczna (czyli niezmieniająca się w czasie) konfiguracja pól elektrycznych, magnetycznych i grawitacyjnych, dla której energia potencjalna miałaby lokalne minimum. Nie można umieścić swobodnie jednego magnesu nad drugim, tak, aby oba się odpychały i jeden z nich unosił się w powietrzu. "Wiszący" magnes będzie w stanie równowagi chwiejnej. Ale możliwe jest wykorzystanie układów dynamicznych (np. wirującego magnesu) do uzyskania stabilnego unoszenia się przedmiotu.

17 N S rails “eddy” current Magnetyczna lewitacja (Maglev trains) Prąd wirowy wytwarza pole magnetyczne o przeciwnym kierunku

18 Prądy wirowe szkodliwie wpływają na sprawność urządzeń elektrotechnicznych – aby uniknąć strat energii związanych z nagrzewaniem się rdzeni transformatorowych wykonuje się je z pakietów blach, odizolowanych wzajemnie warstwą izolacji (emalia, lakier, utlenianie powierzchni) lub z substancji nie przewodzących prądu elektrycznego (ferrytów)

19 Prądy wirowe powstające w przewodach, w których płynie prąd zmienny skierowane są tak, że osłabiają prąd wewnątrz przewodu a wzmacniają go w pobliżu powierzchni – prąd szybkozmienny wykazuje nierównomierny rozkład w przekroju przewodnika Zjawisko naskórkowości W przypadku wysokich częstotliwości przewodniki mogą mieć kształt rurek.