Меню

Нормаль рамки с током это

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Направление — положительная нормаль

Направление положительной нормали определяется в зависимости от обстоятельств. Так, например, при вычислении потока через замкнутую поверхность положительной считается внешняя нормаль. [1]

Направление положительной нормали к площади контура в устойчиво равновесном положении считают направлением вектора поля в данном месте. При изменении положения контура на него начнет действовать вращающий момент, стремящийся вернуть контур в устойчиво равновесное положение. [3]

Направление положительной нормали определяется в за виси мости от обстоятельств. Так, например, при вычислении потока через замкнутую поверхность положительной считается внешняя нормаль. [4]

А, причем направление положительной нормали мы связываем правилом правого винта с направлением обхода контура. [5]

Направление вектора рт совпадает с направлением положительной нормали к контуру. [6]

Направление координат, v обычно выбирают так, чтобы положительное направление dS ( направление положительной нормали к поверхности) было внешним по отношению к объему, ограниченному данной поверхностью. [7]

Здесь подынтегральная функция есть скалярное произведение Рп и равна проекции Fn вектора поля на направление положительной нормали к поверхности. [8]

Тогда скалярное произведение оп дает в каждой точке поверхности 5 проекцию vn скорости жидкости на направление положительной нормали к поверхности. [9]

Ил 1, Un l — перемещения точек S / i и S — hi в направлении положительных нормалей , наклон которых совпадает с наклоном нормали л; а — напряжение взаимодействия тел в направлении и. [10]

При оценке остаточных деформаций следует различать деформации в двух направлениях, в — направлении скольжения и в направлении положительной нормали . [11]

При рассмотрении контура, лежащего в одной плоскости, можно дать более простое правило: положительное направление обхода плоского контура совпадает с направлением вращения головки винта, когда сам винт перемещается в направлении положительной нормали к плоскости контура. [12]

Из (36.3) следует, в частности, что силе протекающего через площадку dS тока dJ нужно приписывать как положительные, так и отрицательные значения в зависимости от того, протекает ли ток через dS в направлении произвольно выбранной положительной нормали п к этой площадке или же в обратном ей направлении. [13]

Если элемент поверхности расположить так, чтобы положительная нормаль к нему совпадала с направлением вектора плотности тока, то предел отношения Ai / As получит наибольшее значение, равное плотности тока в точке А, причем направление положительной нормали мы связываем правилом правого винта с направлением обхода контура. [14]

Если элемент поверхности расположить так, чтобы положительная нормаль к нему совпадала с направлением вектора плотности тока, то предел отношения At / As получит наибольшее значение, равное плотности тока в точке Л, причем направление положительной нормали мы связываем правилом правого винта с направлением обхода контура. [15]

Источник

Магнитная индукция

Магнитостатика в вакууме.

Тема 7. Электромагнетизм

При параллельном соединении суммируются их обратные значения

Читайте также:  Определение мощности трехфазного потребителя переменного тока

Вопросы:

1. Магнитостатика в вакууме.

2. Электрические заряды и токи в магнитном поле. Электромагнитная индукция.

3. Уравнения Максвелла

Магнитное поле – это особый вид материи. Наличие магнитного поля обнаружива­ется по силовому действию на внесен­ные в него проводники с током или постоянные магниты.

Название “магнит­ное поле” связывают с фактом ориентации магнитной стрелки под действием поля, создаваемого током (это явление впервые открыто датским физиком X. Эр­стедом (1777-1851)).

Важнейшая особен­ность магнитного поля состоит в том, что оно действует только на движущиесяв этом поле электрические заряды.

При исследовании магнитного поля рассматривается замк­нутый плоский контур с током (рамка с током), размеры которого малы по сравнению с расстоянием до токов, обра­зующих магнитное поле. Ориентация кон­тура в пространстве характеризуется на­правлением нормали к контуру. В каче­стве положительного направления норма­ли принимается направление, связанное с током правилом правого винта, т. е. за положительное направление нормали при­нимается направление поступательного движения винта, головка которого вра­щается в направлении тока, текущего в рамке (рис. 1).

На рамку с током в магнитном поле действует пара сил. Вращающий мо­мент сил зависит как от свойств поля в данной точке, так и от свойств рамки:

где Ввектор магнитной индукции, являющейся количественной характеристикой магнитного поля,

рm вектор магнитного момента рамки с током.

Для плоского контура с током I

где S— поверхность контура (рамки),

n — единичный вектор нормали к поверхности рамки.

Направление совпадает с направлением положительной нормали к рамке.

Если в данную точку магнитного поля помещать рамки с различными магнитными моментами, то на них действуют различные вращающие моменты, однако отношение для всех контуров одно и то же и поэтому может служить характеристикой магнитного поля, называемую магнитной индукцией:

Магнитная индукция в данной точке однородного магнитного поля определяется максимальным вращающим моментом, действующим на рамку с магнитным моментом, равным единице, когда нормаль к рамке перпендикулярна направлению вектора поля.

Наряду с вектором индукции В другой характеристикой магнитного поля является вектор напряженности Н. Вектор Н определяется соотношением

H=B/ , (4)

где = 4 Н/A 2 — магнитная постоянная;

— относительная магнитная проницаемость среды, показывающая во сколько раз величина магнитной индукции В в данной среде отличается от ее величины в вакууме В .

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Рамка с током в магнитном поле.

СИЛА АМПЕРА. ЗАКОН АМПЕРА.

Сила Ампера. Закон Ампера.

Как уже говорилось, на проводник с током, помещённый в магнитное поле, действует сила, названная силой Ампера в честь выдающегося французского учёного Ампера, изучавшего это явление.

Ампер установил, что модуль силы, действующей на прямолинейный проводник с током в магнитном поле, равен произведению магнитной индукции поля В, силы тока в проводнике I, длины проводника и синуса угла между направлениями тока и вектора магнитной индукции sinα.

Читайте также:  Отставание тока от напряжения в катушке

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки.

Если ладонь левой руки расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора магнитной индукции поля входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление тока, то отогнутый на 90 0 большой палец укажет направление силы Ампера.

Взаимодействие двух параллельных проводников с током.

Зная закон Ампера, можно объяснить и рассчитать силу притяжения или отталкивания двух параллельных проводников с током.

Каждый из проводников создаёт вокруг себя магнитное поле, которое оказывает действие на соседний проводник. Величина магнитной индукции на расстоянии d от проводника, т.е. в месте расположения соседнего проводника, равна

Рассмотрим два случая – токи текут в одном направлении (случай а) и токи текут в противоположных направлениях (случай б). На рисунке видно, что от направления токов зависит направление вектора магнитной индукции, определяемое по правилу правой руки. Сила Ампера, действующая на каждый из проводников длиной , соответственно равна

Сила называется силой взаимодействия параллельных проводников с током.

Применяя правило левой руки к каждому из проводников, находим для них направление сил Ампера. Как видно из рисунка, направление сил Ампера таково, что при протекании токов в одном направлении проводники притягиваются, а при протекании токов в противоположных направлениях они отталкиваются.

3.Определение единицы измерения силы тока – 1 ампера.

Определение единицы измерения силы тока – 1 ампера – основано на взаимодействии двух параллельных проводников с током.

1 ампер – это такая сила постоянного тока, протекающего по двум прямолинейным, параллельным, бесконечным и очень тонким проводникам, находящимся в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, при которой сила их взаимодействия равна 2 10 -7 Н на каждый метр длины проводников.

Рамка с током в магнитном поле.

Свободная рамка с током, находящаяся в магнитном поле, всегда устанавливается определённым образом, т.е. магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие.

Чтобы охарактеризовать положение рамки с током в магнитном поле, вводится понятие нормали к рамке.

Нормаль к рамке с током – это единичный вектор, перпендикулярный плоскости рамки и образующий с направлением тока правовинтовую систему.

Рамка с током устанавливается в магнитном поле всегда так, чтобы направление её нормали совпадало с направлением вектора магнитной индукции. Такое поведение рамки объясняется действием силы Ампера на стороны рамки.

Расположим рамку между полюсами магнита так, как показано на рисунке.

На горизонтальные стороны рамки сила Ампера не действует, а сила, действующая на вертикальные, зависит от угла, который образуют нормаль рамки и вектор магнитной индукции.

Исследуем несколько положений рамки. Удобнее всего это сделать, если смотреть на рамку сверху. Длина горизонтальной стороны – а, вертикальной – b.

Угол между нормалью и вектором магнитной индукции 90 0 . Силы Ампера, действующие на вертикальные стороны, перпендикулярны плоскости рамки и образуют пару сил, создающих вращающий момент относительно вертикальной оси рамки.

Читайте также:  Ток нагрузки выпрямителя равен 2 а

,

где S – площадь рамки.

Рамка поворачивается вокруг вертикальной оси против часовой стрелки.

Между нормалью и вектором магнитной индукции угол α 0 . Возникающие силы Ампера имеют то же самое значение по модулю, но направлены под углом α к плоскости рамки. Если разложить силы Ампера на две составляющие – в плоскости рамки и перпендикулярно к ней, то видно, что составляющие сил Ампера, лежащие в плоскости, равны по модулю и направлены в противоположные стороны. Следовательно, они привели бы к деформации рамки, если бы не были скомпенсированы упругими силами рамки. Перпендикулярные составляющие создают вращающий момент.

Рамка продолжает поворачиваться вокруг вертикальной оси.

Угол между нормалью и вектором магнитной индукции 0 0 . Силы Ампера, действующие на вертикальные стороны, имеют прежнее значение по модулю, но лежат в плоскости рамки и направлены в противоположные стороны. Создать вращающий момент эти силы не могут, они могут только деформировать рамку.

Таким образом, если направления нормали к рамке и вектора магнитной индукции совпадают, то рамка остаётся в состоянии покоя.

Максимальный вращающий момент возникает при взаимно перпендикулярном расположении этих двух векторов.

Произведение силы тока в рамке на её площадь является модулем векторной величины, которая называется магнитным моментом рамки Pm. Направлен этот вектор по нормали к рамке.

Источник



За положительное направление нормали принимается направление поступательного движения правого винта, головка которого вращается в направлении тока, текущего в рамке.

За направление магнитного поля в данной точке принимается направление, вдоль которого располагается положительная нормаль к рамке, или направление северного полюса магнитной стрелки (рисунок 2).

Вращающий момент сил, действующий на рамку в магнитном поле:

вектор магнитной индукции, являющий силовой характеристикой магнитного поля. Размерность 1 Тл (тесла).

вектор магнитного момента рамки с током; , где: — сила тока в рамке; – площадь рамки; — единичный вектор нормали. Модуль : .

Магнитное поле изображается с помощью линий магнитной индукции– линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора . Направлениелиний магнитной индукциизадается правилом правого винта. Для проводника с током: головка винта ввинчиваемого по направлению тока, вращается в направлении линий магнитной индукции. Линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают проводники с током.

Микротоки атомов и молекул поворачиваются во внешних магнитных полях макротоков и создают дополнительное магнитное поле. Магнитное поле макротоков описывается вектором напряженности магнитного поля . Вектор магнитной индукции характеризует результирующее магнитное поле, создаваемое макротоками и микротоками.

= 4p×10 -7 Гн/м — магнитная проницаемость вакууму (физическая константа), – относительная магнитная проницаемость среды. Для большинства веществ можно приблизительно считать, что =1.

Размерность напряженности магнитного поля =1

Источник