Меню

Проволочную рамку с током имеющую форму квадрата

Взаимодействие токов

Замкнутый контур с током в магнитном поле

Для изучения магнитного поля можно взять замкнутый контур малых (по сравнению с расстояниями, на которых магнитное поле заметно изменяется) размеров. Например, можно взять маленькую плоскую проволочную рамку произвольной формы (рис. 1.4). Подводящие ток проводники нужно расположить близко друг к другу (рис. 1.4, а) или сплести их вместе (рис. 1.4, б). Тогда результирующая сила, действующая со стороны магнитного поля на эти проводники, будет равна нулю.

Выяснить характер действия магнитного поля на контур с током можно с помощью следующего опыта.

Подвесим на тонких гибких проводниках, сплетенных вместе, маленькую плоскую рамку, состоящую из нескольких витков проволоки. На расстоянии, значительно большем размеров рамки, вертикально расположим провод (рис. 1.5, а). Рамка при пропускании электрического тока через нее и через провод поворачивается и располагается так, что провод оказывается в плоскости рамки (рис. 1.5, б). При изменении направления тока в проводе рамка поворачивается на 180°.

Замкнутый контур с током в магнитном поле

Опыт показывает, что магнитное поле создается не только токами в проводниках. Любое направленное движение электрических зарядов вызывает появление магнитного поля. Так, например, токи в газах, полупроводниках вызывают возникновение в окружающем их пространстве магнитного поля. Смещение связанных электрических зарядов в диэлектрике, помещенном в переменное электрическое поле, также вызывает появление магнитного поля.

Из курса физики вам известно, что магнитное поле создается не только электрическим током, но и постоянными магнитами. Если мы подвесим на гибких проводах плоскую рамку с током между полюсами магнита, то рамка будет поворачиваться до тех пор, пока ее плоскость не установится перпендикулярно линии, соединяющей полюсы магнита (рис. 1.6). Таким образом, магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие 2 .

Ориентирующее действие

2 Однородное магнитное поле оказывает на рамку, как показывает опыт, лишь ориентирующее действие. В неоднородном магнитном поле рамка, кроме того, будет двигаться поступательно, притягиваясь к проводнику с током или отталкиваясь от него.

Движущиеся заряды (электрический ток) создают магнитное поле.

Вокруг любых направленно движущихся зарядов возникает магнитное поле. Оно также появляется в случае, если в пространстве существует электрическое поле, изменяющееся со временем.

Обнаруживается магнитное поле по действию на электрический ток.

Вопросы к параграфу

1. Какие взаимодействия называют магнитными?

2. Перечислите основные свойства магнитного поля.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Проволочная рамка

Проволочная рамка с подвижной перекладиной длиной / J 8 0 см затянута мыльной пленкой. [16]

Проволочная рамка площадью 5 400 см2 равномерно вращается в однородном магнитном поле с индукцией В 2 0 10 — 2 Тл вокруг оси, перпендикулярной направлению поля. [17]

Треугольная проволочная рамка с током может вращаться вокруг горизонтальной оси ОО, проходящей через вершину треугольника. Рамка находится в магнитном поле индукции В, направленном вдоль поля тяжести. [18]

Плоская проволочная рамка , состоящая из одного витка, имеющего сопротивление R 10 — 3Ом и площадь 5 1 см2, пронизывается однородным магнитным полем. [19]

Прямоугольная замкнутая проволочная рамка имеет высоту Я и ширину W. В момент времени t О она начинает свободно падать. Выше этой плоскости магнитное ( и электрическое) поле отсутствует, а ниже ее имеется однородное магнитное поле 5, перпендикулярное плоскости рисунка и направленное на читателя. [20]

Читайте также:  Опыты с токами фуко

Короткозамкнутой проволочной рамке в форме квадрата со стороной а, находящейся в магнитном поле, сообщена начальная скорость и0 в направлении, перпендикулярном одной из сторон в плоскости рамки. [21]

Прямоугольна проволочная рамка со сторр-ной L находится в магнитном поле с напряженностью Я, перпендикулярном к плоскости рамки. По рамке параллельно одной из ее сторон без нарушения контакта скользит — с постоянной скоростью v перемычка ab Хрис. [22]

Расположенная вертикально проволочная рамка затянута мыльной пленкой. При освещении пленки зеленым светом с Я0530 нм и степенью монохроматичности К / АК 40 на верхней части пленки наблюдаются интерференционные полосы равной толщины. [23]

Расположенная вертикально проволочная рамка затянута мыльной пленкой. [24]

На проволочную рамку А помещают прикрепленный к петелькам В и К. Петельки позволяют барьеру перемещаться вдоль рамки. Между барьером и рамкой находится тонкая пленка жидкости. Под действием поверхностного натяжения пленка стремится сократить свою поверхность и поднять рамку вверх. Сокращение пленки можно предотвратить, подвесив к барьеру груз Р, уравновешивающий поверхностное натяжение. [25]

Рассмотрим жесткую проволочную рамку , ортогональной проекцией которой на плоскость ( х, у) является простая замкнутая кривая С. Пусть на эту рамку натянута идеально гибкая мембрана постоянной плотности, однородная и изотропная в отношении упругих свойств. Если отклонение и и его производные столь малы, что высшими степенями и, uXi uy можно пренебречь по сравнению с низшими, то можно показать, что и является гармонической функцией внутри области R, ограниченной контуром С. Значения и на границе С равны, конечно, заданному отклонению / проволочной рамки. [26]

По проволочной рамке , имеющей форму правильного шестиугольника, идет ток / 2 А. Найти длину / проволоки, из которой сделана рамка. [27]

По проволочной рамке , имеющей форму правильного шестиугольника, идет ток I 2 А. Найти длину I проволоки, из которой сделана рамка. [28]

По проволочной рамке , имеющей форму правильного шестиугольника, идет ток / 2 А. Найти длину I проволоки, из которой сделана рамка. [29]

Источник

Проволочную рамку с током имеющую форму квадрата

Проволочная прямоугольная рамка сопротивлением 2 Ом со сторонами a = 10 см и 5a находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл, линии которого перпендикулярны плоскости рамки (см. рисунок). Перегибая проволоку, прямоугольную рамку превращают в квадратную, лежащую в той же плоскости. Какой заряд протечёт по рамке в процессе её деформации? Ответ приведите в Кл.

Для того, чтобы найти заряд, который протечёт по рамке равен нужно модуль изменения потока разделить на сопротивление рамки. Заметим, что поток через рамку изменяется за счёт изменения её площади. Периметр рамки равен 12a,следовательно, из рамки получится квадрат стороной 3a.Найдём заряд, протёкший через рамку:

Q= дробь, числитель — |\Delta\Phi|, знаменатель — R = дробь, числитель — B|S_2 минус S_1|, знаменатель — R = дробь, числитель — B|9a в степени 2 минус 5a в степени 2 |, знаменатель — R = дробь, числитель — 4a в степени 2 B, знаменатель — R = дробь, числитель — 4 умножить на 0,1 в степени 2 умножить на 0,5, знаменатель — 2 =0,01Кл.

Правильный ответ указан под номером: 1.

Формула, использованную в задаче, выодится таким образом. Заряд dqкоторые протекает через рамку за малое время dtравен Idt.Изменение потока через рамку за то же малое время dtравно d\Phi,тогда ЭДС, возникающая в контуре — \varepsilon_i= минус дробь, числитель — d\Phi, знаменатель — dt .Ток, протекающий через рамку равен  дробь, числитель — \varepsilon_i, знаменатель — R .Следовательно,

|dq|=|Idt|=\left| минус дробь, числитель — \varepsilon_i, знаменатель — R dt|= дробь, числитель — d\Phi, знаменатель — dt дробь, числитель — 1, знаменатель — R dt= дробь, числитель — d\Phi, знаменатель — R .

Откуда, проинтегрировав, получаем, Q= дробь, числитель — \Phi_2 минус \Phi_1, знаменатель — R = дробь, числитель — \Delta\Phi, знаменатель — R .

Читайте также:  Расчет неизвестных токов по законам кирхгофа

Аналоги к заданию № 5975: 6010 Все

Проволочная прямоугольная рамка сопротивлением 2 Ом со сторонами a = 10 см и 3a находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл, линии которого перпендикулярны плоскости рамки (см. рисунок). Перегибая проволоку, прямоугольную рамку превращают в квадратную, лежащую в той же плоскости. Какой заряд протечёт по рамке в процессе её деформации? Ответ приведите в мКл.

Для того, чтобы найти заряд, который протечёт по рамке, нужно модуль изменения потока разделить на сопротивление рамки. Заметим, что поток через рамку изменяется за счёт изменения её площади. Периметр рамки равен 8a,следовательно, из рамки получится квадрат стороной 2a.Найдём заряд, протёкший через рамку:

Q= дробь, числитель — |\Delta\Phi|, знаменатель — R = дробь, числитель — B|S_2 минус S_1|, знаменатель — R = дробь, числитель — B|4a в степени 2 минус 3a в степени 2 |, знаменатель — R = дробь, числитель — a в степени 2 B, знаменатель — R = дробь, числитель — 0,1 в степени 2 умножить на 0,5, знаменатель — 2 =0,0025Кл=2,5мКл.

Здравствуйте! Подскажите пожалуйста, откуда вы взяли формулу Q=|dФ|/R ? Я не видел ее ни в одном учебнике или справочнике

Например, тут https://books.google.ru/books?id=EzbW5e__ozAC&pg=PA220&lpg=PA220#v=onepage&q&f=false

Два длинных прямых провода расположены параллельно друг другу. В одной плоскости с ними лежит квадратный проволочный контур, две стороны которого параллельны проводам. По проводам текут одинаковые электрические токи силой I, направленные в противоположные стороны. Электрический ток в проводе 1 начинает уменьшаться. Индукционный ток, который при этом будет протекать по квадратному контуру,

1) направлен против часовой стрелки;

2) направлен по часовой стрелке;

4) может быть направлен как против часовой стрелки, так и по часовой стрелке.

Как известно, причиной возникновения ЭДС индукции является изменение магнитного поля. В данной задаче причиной является уменьшение тока в проводе 1.

Направление магнитного поля, создаваемого проводом, определяется по правилу буравчика: «Если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока». Так как провод 2 ближе к рамке, то в месте расположения рамки будет создаваться поле, преимущественно направленное «к нам».

Индукционный ток всегда имеет такое направление, что он ослабляет действие причины, возбуждающей этот ток. Следовательно, по правилу буравчика определяем, что ток в рамке должен протекать по часовой стрелке.

Два длинных прямых провода расположены параллельно друг другу. В одной плоскости с ними лежит квадратный проволочный контур, две стороны которого параллельны проводам. По проводам текут одинаковые электрические токи силой I, направленные в противоположные стороны. Электрический ток в проводе 1 начинает уменьшаться.

Индукционный ток, который при этом будет протекать по квадратному контуру,

1) направлен против часовой стрелки;

2) направлен по часовой стрелке;

4) может быть направлен как против часовой стрелки, так и по часовой стрелке.

Как известно, причиной возникновения ЭДС индукции является изменение магнитного поля. В данной задаче причиной является уменьшение тока в проводе 1.

Направление магнитного поля, создаваемого проводом, определяется по правилу буравчика: «Если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока.» Так как провод 2 ближе к рамке, то в месте расположения рамки будет создаваться поле, преимущественно направленное «от нас».

Индукционный ток всегда имеет такое направление, что он ослабляет действие причины, возбуждающей этот ток. Следовательно, по правилу буравчика определяем, что ток в рамке должен протекать против часовой стрелки.

Читайте также:  Обмотки тягового двигателя постоянного тока

Аналоги к заданию № 7701: 7733 Все

Квадратная проводящая рамка со стороной l = 50 см и массой m = 400 г лежит на наклонной плоскости с углом наклона к горизонту, равным \alpha.Нижняя горизонтальная сторона рамки шарнирно прикреплена к плоскости так, что рамка может без трения поворачиваться вокруг оси О, проходящей через эту сторону (см. рис., вид сбоку). Система находится в однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией В = 1 Тл, направленной перпендикулярно оси О. Ток какой силой I и в каком направлении надо пропускать по рамке, чтобы она начала приподниматься над плоскостью, поворачиваясь вокруг оси O?

Рамка с током начнёт поворачиваться, когда момент сил относительно оси O, действующий на рамку в магнитном поле, превысит момент силы тяжести. Если пропускать ток через рамку, то на все стороны рамки будет действовать сила Ампера. Моменты силы, приложенные к боковым сторонам, лежащим в плоскости рисунка будут уравновешивать друг друга, создавая противоположно направленные и равные по модулю моменты сил. Сила FA, действующая на верхнюю горизонтальную сторону рамки, по модулю равна BIl и должна действовать вверх, для чего ток в ней должен идти «от нас», за плоскость рисунка (см. рис.). Плечо этой силы относительно оси O равно lcos α, а момент силы равен BIl 2 cosα.

Момент силы тяжести относительно оси O равен mg дробь, числитель — l, знаменатель — 2 косинус \alpha.

Таким образом, должно выполнятся соотношение

BIl в степени 2 косинус \alpha больше или равно mg дробь, числитель — l, знаменатель — 2 косинус \alpha,откуда