Электричество и электромагнетизм. Полицинский Е.В. - 82 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

81
Вращение рамки в магнитном поле
Явление электромагнитной индукции применяется для преобразо-
вания механической энергии в энергию электрического тока. Для этой
цели используются генераторы, принцип действия которых рассмотрим
на примере плоской рамки, вращающейся в однородном (B = const) маг-
нитном поле (рис. 73).
Пусть рамка вращается равномерно с угловой скоростью ω =
const. Магнитный момент, сцепленный с рамкой площадью S, в любой
момент времени t равен: cos cos
n
Ф B S BS BS t
α
ω
= ⋅=⋅ =⋅ , где t
α
ω
= – угол
поворота рамки в момент времени t.
При вращении рамки в ней возникает переменная ЭДС индукции:
sin
i
dФ
B
St
dt
ε
ω
=− = ⋅ ⋅ . (142)
Максимальное значение ЭДС индукции
max
B
S
ε
ω
=
⋅⋅. Тогда
max
sin
i
t
ε
εω
= .
На этом принципе основан принцип действия электродвигателей.
Вихревые токи (токи Фуко)
Индукционный ток возникает не только в линейных проводниках,
но и в сплошных, массивных проводниках, помещенных в переменное
магнитное поле. Эти токи замкнуты в толще проводника и называются
вихревыми или токами Фуко.
Токи Фуко также подчиняются правилу Ленца: их магнитное поле
направлено так, чтобы противодействовать изменению магнитного по-
тока, индуцирующему вихревые
токи. Поэтому вихревые токи тормо-
N
S
n
r
α
Рис. 73. Вращающаяся в маг-
нитном поле плоская рамка
При равномерном вращении
рамки в однородном магнитном поле в
ней возникает переменная ЭДС, изме-
няющееся по гармоническому закону.
Процесс превращения механи-
ческой энергии в электрическую обра-
тим. Если по рамке, помещённой в
магнитное поле, пропускать электри-
ческий ток, то на неё будет действо-
вать вращающий момент
,
M
IS nB
⎡
⎤
=⋅⋅
⎣
⎦
u
ur r ur
(143) и рамка
начнёт в
р
ащаться.

Страницы