INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA; PRAWO FARADAYA

Podobne dokumenty
Indukcyjność. Autorzy: Zbigniew Kąkol Kamil Kutorasiński

Prądy wirowe (ang. eddy currents)

Fizyka współczesna. Zmienne pole magnetyczne a prąd. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej Powstawanie prądu w wyniku zmian pola magnetycznego

Podstawy fizyki sezon 2 6. Indukcja magnetyczna

Wykład FIZYKA II. 4. Indukcja elektromagnetyczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Wykład 14: Indukcja cz.2.

Obwód składający się z baterii (źródła siły elektromotorycznej ) oraz opornika. r opór wewnętrzny baterii R- opór opornika

Magnetyzm cz.ii. Indukcja elektromagnetyczna Równania Maxwella Obwody RL,RC

INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA

RÓWNANIA MAXWELLA. Czy pole magnetyczne może stać się źródłem pola elektrycznego? Czy pole elektryczne może stać się źródłem pola magnetycznego?

Zad. 2 Jaka jest częstotliwość drgań fali elektromagnetycznej o długości λ = 300 m.

Podstawy fizyki sezon 2 5. Pole magnetyczne II

Podstawy fizyki sezon 2 7. Układy elektryczne RLC

Indukcja elektromagnetyczna. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Pracownia fizyczna i elektroniczna. Wykład lutego Krzysztof Korona

) I = dq. Obwody RC. I II prawo Kirchhoffa: t = RC (stała czasowa) IR V C. ! E d! l = 0 IR +V C. R dq dt + Q C V 0 = 0. C 1 e dt = V 0.

Wykład Drgania elektromagnetyczne Wstęp Przypomnienie: masa M na sprężynie, bez oporów. Równanie ruchu

Podstawy fizyki sezon 2 5. Indukcja Faradaya

Wykład 15: Indukcja. Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok

Drgania w obwodzie LC. Autorzy: Zbigniew Kąkol Kamil Kutorasiński

Wykład 14: Indukcja. Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok

Indukcja elektromagnetyczna

Prawa Maxwella. C o p y rig h t b y p lec iu g 2.p l

Ferromagnetyki, paramagnetyki, diamagnetyki.

MAGNETYZM. PRĄD PRZEMIENNY

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Indukcja wzajemna. Transformator. dr inż. Romuald Kędzierski

Pole magnetyczne. Magnes wytwarza wektorowe pole magnetyczne we wszystkich punktach otaczającego go przestrzeni.

Fizyka 2 Wróbel Wojciech

Pracownia fizyczna i elektroniczna. Wykład 1. 9 marca Krzysztof Korona

Podstawy fizyki sezon 2 5. Pole magnetyczne II

Pracownia fizyczna i elektroniczna. Wykład marca Krzysztof Korona

Indukcja własna i wzajemna. Prądy wirowe

Wykłady z Fizyki. Elektromagnetyzm

X L = jωl. Impedancja Z cewki przy danej częstotliwości jest wartością zespoloną

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 27 MAGNETYZM I ELEKTROMAGNETYZM. CZĘŚĆ 2

29 PRĄD PRZEMIENNY. CZĘŚĆ 2

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Indukcja elektromagnetyczna

Kolokwium 2. Środa 14 czerwca. Zasady takie jak na pierwszym kolokwium

Rozdział 8. Fale elektromagnetyczne

Elektrodynamika Część 6 Elektrodynamika Ryszard Tanaś Zakład Optyki Nieliniowej, UAM

Kolokwium 2. Środa 14 czerwca. Zasady takie jak na pierwszym kolokwium

INSTRUKCJA LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI BADANIE TRANSFORMATORA. Autor: Grzegorz Lenc, Strona 1/11

II. Elementy systemów energoelektronicznych

II prawo Kirchhoffa Obwód RC Obwód RC Obwód RC

Indukcja elektromagnetyczna Faradaya

Ćwiczenie 4 WYZNACZANIE INDUKCYJNOŚCI WŁASNEJ I WZAJEMNEJ

Badanie transformatora

Elektrodynamika. Część 6. Elektrodynamika. Ryszard Tanaś. Zakład Optyki Nieliniowej, UAM

Wykład 14. Część IV. Elektryczność i magnetyzm

Badanie transformatora

Siła elektromotoryczna

Indukcja elektromagnetyczna

Elektromagnetyzm. pole magnetyczne prądu elektrycznego

Pole elektromagnetyczne

Prąd przemienny - wprowadzenie

O różnych urządzeniach elektrycznych

24 Indukcja elektromagnetyczna

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO

MGR Prądy zmienne.

Pole magnetyczne Wykład LO Zgorzelec

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI Badanie transformatora jednofazowego

OBWODY MAGNETYCZNE SPRZĘśONE

Fizyka 2 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

LABORATORIUM PODSTAWY ELEKTROTECHNIKI

Prąd d zmienny. prąd zmienny -(ang.:alternating current, AC) prąd elektryczny, którego natężenie zmienia się w czasie.

Charakterystyki częstotliwościowe elementów pasywnych

Ćwiczenie 87. INDUKCJA ELEKROMAGNETYCZNA Pomiar mocy czynnej, biernej i pozornej

Ć wiczenie 2 POMIARY REZYSTANCJI, INDUKCYJNOŚCI I POJEMNOŚCI

E107. Bezpromieniste sprzężenie obwodów RLC

Indukcja elektromagnetyczna

Ćwiczenie 85. INDUKCJA ELEKROMAGNETYCZNA Badanie rezonansu szeregowego

POMIARY CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ IMPEDANCJI ELEMENTÓW R L C

Zakład Fizyki, Uniwersytet Rolniczy ĆWICZENIE 36 ZAWADA OBWODÓW RLC. Kraków, 2004/2015/2016

Temat XXIV. Prawo Faradaya

Podstawy fizyki sezon 2 6. Równania Maxwella

30R4 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - IV POZIOM ROZSZERZONY

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

POLE MAGNETYCZNE Magnetyzm. Pole magnetyczne. Indukcja magnetyczna. Siła Lorentza. Prawo Biota-Savarta. Prawo Ampère a. Prawo Gaussa dla pola

Wielkości opisujące sygnały okresowe. Sygnał sinusoidalny. Metoda symboliczna (dla obwodów AC) - wprowadzenie. prąd elektryczny

Ćwiczenie 84. INDUKCJA ELEKROMAGNETYCZNA Badanie transformatora

ver magnetyzm cd.

POLE MAGNETYCZNE Własności pola magnetycznego. Źródła pola magnetycznego

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2014/2015

POLE MAGNETYCZNE czyli jedna strona zjawisk elektromagnetycznych. Marian Talar

A. istnieniu siły elektrodynamicznej C. zjawisku indukcji elektromagnetycznej B. zjawisku indukcji magnetycznej D. namagnesowaniu zwojnicy

w7 58 Prąd zmienny Generator Napięcie skuteczne Moc prądu Dodawanie prądów zmiennych Opór bierny

cz. 2. dr inż. Zbigniew Szklarski

Elementy indukcyjne. Konstrukcja i właściwości

13 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

Egzamin z fizyki Informatyka Stosowana

Temat: Elementy elektroniczne stosowane w urządzeniach techniki komputerowej

07 K AT E D R A FIZYKI STOSOWA N E J

Wykład FIZYKA II. 2. Prąd elektryczny. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Transkrypt:

INDUKJA EEKTOMAGNETYZNA; PAWO FAADAYA. uch ramki w polu magnetycznym: siła magnetyczna wytwarza SEM. uch magnesu względem ramki : powstanie wirowego pola elektrycznego 3. Prawo Faradaya 4. eguła entza 5. Indukcyjność 6. Energia pola magnetycznego 7. Obwody prądu zmiennego 8. Moc w obwodzie prądu zmiennego

SYMETIA ZJAWISK EEKTO-MAGNETYZNYH Przepływ prądu Pole magnetyczne faraday Pole magnetyczne Przepływ prądu Elektryczność i magnetyzm nie są niezależnymi zjawiskami, lecz jakby dwiema stronami tego samego zjawiska: elektromagnetyzmu. Zjawiska elektryczne i magnetyczne są współzależne. zasem zjawiska elektryczne powodują zjawiska magnetyczne: *gdy płynął prąd, powstawało pole magnetyczne. A czasem jest odwrotnie: *gdy zmienia się pole magnetyczne, to powstaje prąd

AMKA W POU MAGNETYZNYM V uch ramki w obwodzie pojawia się SEM V uch magnesu w obwodzie pojawia się SEM uch nie zachodzi, ale pole zmienia się identycznie w obwodzie pojawia się SEM

PAWO FAADAYA Wszystkie eksperymenty pokazały, że zmiana strumienia magnetycznego przechodzącego przez pętlę z przewodnika powoduje powstanie w tym przewodniku siły elektromotorycznej. Wielkość indukowanej siły elektromotorycznej zależy od szybkości zmian strumienia pola przechodzącego przez powierzchnię rozpiętą na obwodzie: dφ farad farad farad3

KIEUNEK PĄDU INDUKYJNEGO:EGUŁA ENTZA reg entza EGUŁA ENZA kierunek prądu indukcyjnego jest taki, że pole magnetyczne wywołane przez niego przeciwdziała zmianie zewnętrznego strumienia magnetycznego)

WIOWE POE EEKTYZNE () Siła elektromagnetyczna indukowana w obwodzie jest wynikiem powstania pola elektrycznego. Takie wirowe pole nie może być wytworzone przez jakikolwiek statyczny rozkład ładunków.

WIOWE POE EEKTYZNE () Jeśli strumień magnetyczny przez dowolną powierzchnię rozpiętą na dowolnym konturze zamkniętym zmienia się, to powstaje pole elektryczne E takie, że r r dφ E dl to nie jest pole elektrostatyczne!! Ei pole E od nieruchomych ładunków pole E od zmiennego r r E dl r r E dl dφ

PAWO FAADAYA: ZASTOSOWANIE GENEATO PĄDU A TANSFOMATO U pierwotne Transform atory U wtorne r r Φ przechodzi przez Φ A A cos θ cewkę cewka rotuje ze stałą Φ Acos t ω ω zmienny Φ d wywołuje Φ A ω sin ω t zmienną SEM dφ Aωsin ωt Obr ót N zwojów prąd A w cewce pierwotnej zmienne pole i zmienny strumień Φ zmienne napięcie U w cewce wtórnej U pierw U N zwojów U N N d φ d t d φ d t U U N N

INDUKYJNOŚĆ OWODU Prąd płynący przez obwód ( cewkę) wytwarza pole magnetyczne Jeśli prąd się zmienia, to zmienia się strumień pola magnetycznego w cewce J Indukuje się w cewce siła elektromotoryczna dφ Ale strumień zależy od prądu, czyli Φ I, czyli Φ I. di dφ di : współczynnik samoindukcji (indukcyjność). zależy od wielkości opisujących geometrię cewki (liczba zwojów, pole powierzchni zwoju, kształt cewki) oraz od obecności ferromagnetycznego rdzenia w cewce. wymiar : []H (Henr)Vs/A

OIZANIE INDUKYJNOŚI: PZYKŁAD Obliczyć indukcyjność solenoidu o n zwojach na jednostkę długości µ In Φ SSµ In W każdym zwoju cewki indukuje się siła elektromotoryczna dφ nsµ di SEM od wszystkich N zwojów dφ N nsµ N di di N liczba zwojów cewki n liczba zwojów na jednostkę długości Sµ nn

OWÓD OZŁADOWANIE KONDENSATOA PZEZ EWKĘ ewka o ind. i oporze I +q +q -q -q U U Na początku cała energia w polu elektrycznym kondensatora Płynie prąd; ponieważ: r r dφ E dl W U prąd A ponieważ dφ /-di/, oraz, to: to U q dφ I di q di q d q q q cos( ωt), ω q cos( ωt) U cos( t) ω U dq I q sin( ωt) Prąd zmienny płynie zawsze; gdzie jest przechowana energia? UU cos(ωt) II sin(ωt) t

ENEGIA POA MAGNETYZNEGO U U U +q -q U -q +q U prąd qmax prądmax q E prąd qmax W U W M I W U E dq Ładunek dq przepchany jest przez cewkę przeciwko polu E: cewka zyskuje energię di di dq dq dw dq di IdI W I IdI I Utworzenie pola w cewce wymaga pracy; można uważać, że energia pola zawarta w cewce o indukcyjności i prądzie I wynosi W I

ENEGIA POA MAGNETYZNEGO

ENEGIA POA MAGNETYZNEGO () Sd I d N N S I W µ µ Sµ nn cewka (solenoid) o N zwojach i dł. gęstość zwojów nn/ d µ ni Sd Sd V W w w µ µ Utworzenie pola wymaga pracy; jeśli w przestrzeni jest pole magnetyczne o indukcji, to gęstość energii magnetycznej wynosi w µ

OWODY PĄDU ZMIENNEGO odziennie mamy do czynienia z prądem zmiennym i obwodami prądu zmiennego. zy takie obwody zachowują się inaczej niż obwody prądu stałego? Podobnie jak w obwodzie prądu stałego stosunek maksymalnego prądu do napięcia źródła jest stały, lecz zależny zarówno od oporu jak i wartości i sin(ωt) Zmienna SEM sin(ωt) wymusza w obwodzie prąd I I sin( ωt φ) sin( ωt φ) Z I Z + ω ω cos ϕ Z Opór indukcyjny X ω Opór pojemnościowy X ω Wielkości X i X w obwodach prądu zmiennego pełnią rolę oporu. Ponieważ jednak prądy i napięcia nie są w fazie, dlatego tych oporności nie można po prostu dodać do siebie

OWOD EZONANSOWY sin(ωt) I sin( ωt φ) sin( ωt φ) Z I Dla danych i prąd jest maksymalny jeśli ω ω I Z + ω ω napięcie na wejściu anteny z fali elektromagnetycznej napięcie na wyjściu

OWÓD EZONANSOWY W układzie rezonansowym odbiornika Ω,.6 µh, a.567pf, co oznacza, że układ jest w rezonansie dla f ω 88MHz π π Stacja telewizyjna nadaje sygnał, który przy antenie wynosi µv ( sygnał wejściowy) a) Jakie jest natężenie prądu zmiennego w obwodzie i jakie zmienne napięcie na kondensatorze? µv, 88MHz.567pF.6µH Ω napięcie na wyjściu I + ω 5µ A Z ω U IX I I ω 7.46mV b) Jeśli kanał 9 jest nadawany na częstości rezonansowej, a kanał 88+6MHz, to jaki sygnał na kondensatorze otrzymamy z kanału? U U I X + ω ω ω.54mv 7.46 mv.54 mv ω ω ω

MO W OWODZIE PĄDU ZMIENNEGO Moc chwilowa: P(t) *I P(t) I sin(ωt+ϕ) sin(ωt) I ( cos(ϕ)sin(ωt)+ sin(ϕ)cos(ωt)) sin(ωt). moc średnia wydzielona w czasie jednego okresu: sin(ωt+ϕ) P T T I I T sin( ωt + φ)sin( ωt) I T (sin( ωt)cos φ + cos( ωt)sin φ)sin( ωt) T T P I cosφ sin ( ωt) + sin φ cos( ωt) sin( ωt) I cos φ, T sin ( ωt) cos ϕ T Z P Z I cos( φ) I I źródłem strat mocy jest wyłącznie opornik (w kondensatorze i cewce indukcyjnej nie ma strat mocy!). natężenie skuteczne I sk I /. napięcie skuteczne U sk U /. Wtedy: Wszystkie mierniki napięcia i natężenia zmiennego podają wartości skuteczne. P I Isk