Що таке потік у фізиці. Основні формули. Що таке магнітний потік

Поток вектора магнітної індукції У (магнітним потоком) через малу поверхню площею dSназивається скалярна фізична величина, рівна

Тут, - одиничний вектор нормалі до майданчика площею dS, У n- проекція вектора У на напрямок нормалі, - кут між векторами У і n (Рис. 6.28).

Мал. 6.28. Потік вектор магнітної індукції через майданчик

Магнітний потік Ф Bчерез довільну замкнуту поверхню Sдорівнює

Відсутність у природі магнітних зарядів призводить до того, що лінії вектора У не мають ні початку, ні кінця. Тому потік вектора У через замкнуту поверхню має дорівнювати нулю. Таким чином, для будь-якого магнітного поля та довільної замкнутої поверхні Sвиконується умова

Формула (6.28) виражає теорему Остроградського – Гауса для вектора :

Наголосимо ще раз: ця теорема є математичним виразом того факту, що в природі відсутні магнітні заряди, на яких починалися б і закінчувалися лінії магнітної індукції, як це мало місце у разі напруженості електричного поля Е точкових зарядів.

Ця властивість істотно відрізняє магнітне поле від електричного. Лінії магнітної індукції замкнуті, тому число ліній, що входять у певний обсяг простору, дорівнює кількості ліній, що виходять з цього обсягу. Якщо вхідні потоки брати з одним знаком, а що виходять - з іншим, то сумарний потік вектора магнітної індукції через замкнуту поверхню дорівнюватиме нулю.

Мал. 6.29. В. Вебер (1804–1891) – німецький фізик

Відмінність магнітного поля від електростатичного проявляється також у значенні величини, яку ми називаємо циркуляцією- інтеграла від векторного поля замкнутим шляхом. В електростатиці дорівнює нулю інтеграл

взятий за довільним замкнутим контуром. Це пов'язано з потенційністю електростатичного поля, тобто з тим фактом, що робота з переміщення заряду в електростатичному полі не залежить від шляху, але лише від положення початкової та кінцевої точок.

Подивимося, як справи з аналогічною величиною для магнітного поля. Візьмемо замкнутий контур, що охоплює прямий струм, і обчислимо для нього циркуляцію вектора У , тобто

Як було отримано вище, магнітна індукція, створювана прямолінійним провідником зі струмом на відстані Rвід провідника, дорівнює

Розглянемо випадок, коли контур, що охоплює прямий струм, лежить у площині, перпендикулярній до струму, і являє собою коло радіусом Rіз центром на провіднику. У цьому випадку циркуляція вектора У по цьому колу дорівнює

Можна показати, що результат циркуляції вектора магнітної індукції не змінюється при безперервній деформації контуру, якщо при цій деформації контур не перетинає ліній струму. Тоді в силу принципу суперпозиції циркуляція вектора магнітної індукції шляхом, що охоплює кілька струмів, пропорційна їх сумі алгебри (рис. 6.30)

Мал. 6.30. Замкнений контур (L) із заданим напрямом обходу.
Зображено струми I 1 , I 2 і I 3 створюють магнітне поле.
Внесок у циркуляцію магнітного поля вздовж контуру (L) дають тільки струми I 2 та I 3

Якщо вибраний контур не охоплює струмів, циркуляція по ньому дорівнює нулю.

При обчисленні алгебраїчної суми струмів слід враховувати знак струму: позитивним будемо вважати струм, напрямок якого пов'язаний із напрямом обходу по контуру правилом правого гвинта. Наприклад, внесок струму I 2 у циркуляцію - негативний, а внесок струму I 3 – позитивний (рис. 6.18). Скориставшись співвідношенням

між силою струму Iчерез будь-яку замкнуту поверхню Sі щільністю струму для циркуляції вектора У можна записати

де S- будь-яка замкнута поверхня, що спирається на цей контур L.

Такі поля називаються вихровими. Тому для магнітного поля не можна запровадити потенціал, як це було зроблено для електричного поля точкових зарядів. Найбільш наочно різницю потенційного та вихрового полів можна уявити по картині силових ліній. Силові лінії електростатичного поля схожі на їжаків: вони починаються і закінчуються на зарядах (або йдуть у нескінченність). Силові лінії магнітного поля ніколи не нагадують «їжаків»: вони завжди замкнуті та охоплюють поточні струми.

Для ілюстрації застосування теореми про циркуляцію знайдемо іншим методом вже відоме нам магнітне поле нескінченного соленоїда. Візьмемо прямокутний контур 1-2-3-4 (рис. 6.31) та обчислимо циркуляцію вектора У за цим контуром

Мал. 6.31. Застосування теореми про циркуляцію до визначення магнітного поля соленоїда

Другий і четвертий інтеграли дорівнюють нулю в силу перпендикулярності векторів і

Ми відтворили результат (6.20) без інтегрування магнітних полів від окремих витків.

Отриманий результат (6.35) можна використовувати для знаходження магнітного поля тонкого тороїдального соленоїда (рис.6.32).

Мал. 6.32. Тороїдальна котушка: лінії магнітної індукції замикаються всередині котушки і є концентричними колами. Вони спрямовані так, що дивлячись вздовж них, ми побачили б струм у витках, що циркулює за годинниковою стрілкою. Одна з ліній індукції деякого радіусу r 1 ≤ r< r 2 изображена на рисунке


Електричний дипольний момент
Електричний заряд
Електрична індукція
Електричне поле
Електростатичний потенціал Див. також: Портал:Фізика

Магнітний поток- фізична величина, що дорівнює добутку модуля вектора магнітної індукції \vec Bна площу S та косинус кута α між векторами \vec Bта нормаллю \mathbf(n). Потік \Phi_Bяк інтеграл вектора магнітної індукції \vec Bчерез кінцеву поверхню Sвизначається через інтеграл поверхнею:

{{{1}}}

При цьому векторний елемент d Sплощі поверхні Sвизначається як

{{{1}}}

Квантування магнітного потоку

Значення магнітного потоку Φ , що проходить через

Напишіть відгук про статтю "Магнітний потік"

Посилання

Уривок, що характеризує Магнітний потік

- Cest est been, mais ne demenagez pas de chez le prince Ваsil. – J'en sais quelque chose. N'est ce pas? [Це добре, але не переїжджайте від князя Василя. Добре мати такого друга. Я дещо про це знаю. А ви ще такі молоді. Вам потрібні поради. Ви не гніваєтеся на мене, що я користуюсь правами старих. - Вона замовкла, як мовчать завжди жінки, чогось чекаючи після того, як скажуть про свої роки. - Якщо ви одружитеся, то інша справа. - І вона поєднала їх в один погляд. П'єр не дивився на Елен і вона на нього. Але вона була так само страшно близька йому. Він промимрив щось і почервонів.
Повернувшись додому, П'єр довго не міг заснути, думаючи про те, що сталося. Що ж сталося з ним? Нічого. Він тільки зрозумів, що жінка, яку він знав дитиною, про яку він неуважно говорив: «так, гарна», коли йому казали, що Елен красуня, він зрозумів, що ця жінка може належати йому.
«Але вона дурна, я сам казав, що вона дурна, – думав він. - Щось гидке є в тому почутті, яке вона порушила в мені, що те заборонене. Мені казали, що її брат Анатоль був закоханий у неї, і вона закохана в нього, що була ціла історія, і що від цього відіслали Анатоля. Брат її – Іполит… Батько її – князь Василь… Це недобре», думав він; і в той же час як він міркував так (ще міркування ці залишалися незакінченими), він заставав себе усміхненим і усвідомлював, що інший ряд міркувань випливав з-за перших, що він в один і той же час думав про її нікчемність і мріяв про те, як вона буде його дружиною, як вона може полюбити його, як вона може бути зовсім іншою, і як усе те, що він про неї думав і чув, може бути неправдою. І він знову бачив її не якоюсь дочкою князя Василя, а бачив її тіло, тільки прикрите сірою сукнею. «Але ні, чому ж раніше не спадала мені на думку ця думка?» І він знову казав собі, що це неможливо; що щось гидке, неприродне, як йому здавалося, нечесне було б у цьому шлюбі. Він згадував її колишні слова, погляди і слова та погляди тих, хто їх бачив разом. Він згадав слова і погляди Ганни Павлівни, коли вона говорила йому про будинок, згадав тисячі таких натяків з боку князя Василя та інших, і на нього знайшов жах, чи не пов'язав він себе чимось у виконанні такої справи, яка, очевидно, недобре і яку він не повинен робити. Але в той же час, як він сам собі висловлював це рішення, з іншого боку душі виринав її образ зі всією своєю жіночною красою.

У листопаді місяці 1805 року князь Василь мав їхати на ревізію у чотири губернії. Він влаштував для себе це призначення для того, щоб побувати заодно у своїх засмучених маєтках, і захопивши з собою (у місці розташування його полку) сина Анатоля, з ним разом заїхати до князя Миколи Андрійовича Болконського з тим, щоб одружити сина на дочці цього багатого старого. Але перш від'їзду і цих нових справ, князеві Василеві потрібно було вирішити справи з П'єром, який, щоправда, останнім часом проводив цілі дні будинку, тобто у князя Василя, у якого він жив, був смішний, схвильований і дурний (як повинен бути закоханий) у присутності Елен, але ще не робив пропозиції.

Ремонтом щодня займаються тисячі людей у ​​всьому світі. При його виконанні кожен починає замислюватися про ті тонкощі, які супроводжують ремонт: в якій колірній гамі вибрати шпалери, як підібрати штори в колір шпалер, правильно розставити меблі для отримання єдиного стилю приміщення. Але про найголовніше рідко хто замислюється, а цим головним є заміна електропроводки у квартирі. Адже якщо зі старою проводкою щось станеться, то квартира втратить свою привабливість і стане зовсім не придатною для життя.

Як замінити проводку у квартирі знає будь-який електрик, але це під силу будь-якому звичайному громадянину, проте при виконанні даного виду робіт йому слід вибирати якісні матеріали, щоб отримати безпечну електричну мережу у приміщенні.

Першу дію, яку необхідно виконати, спланувати майбутню проводку. На даному етапі потрібно визначити, в яких саме місцях буде прокладено дроти. Також на даному етапі можна вносити будь-які корективи в існуючу мережу, що дозволить максимально комфортно відповідно до потреб господарів розмістити світильники та .

12.12.2019

Вузькогалузеві прилади трикотажної підгалузі та їх технічне обслуговування

Для визначення розтяжності панчішно-шкарпеткових виробів застосовується прилад, схема якого показано на рис. 1.

В основі конструкції приладу лежить принцип з автоматичним врівноваженням коромисла пружними силами виробу, що випробовується, що діють з постійною швидкістю.

Вагове коромисло являє собою рівноплечий круглий сталевий стрижень 6, що має вісь обертання 7. На його правий кінець кріпляться за допомогою байонетного замку лапки або розсувна форма 9 сліду, на які одягається виріб. На лівому плечі шарнірно укріплена підвіска для вантажів 4, яке кінець закінчується стрілкою 5, що показує рівноважний стан коромисла. До початку випробувань виробу коромисло приводять у рівновагу рухомий гирей 8.

Мал. 1. Схема приладу для вимірювання розтяжності панчішно-шкарпеткових виробів: 1 -напрямна, 2 - ліва лінійка, 3 - двигун, 4 - підвіска для вантажів; 5, 10 - стрілки, 6 - стрижень, 7 - вісь обертання, 8 - гиря, 9 - форма сліду, 11 - важіль, що розтягує,

12 - каретка, 13 - ходовий гвинт, 14 - права лінійка; 15, 16 - гвинтові шестерні, 17 - черв'ячний редуктор, 18 - сполучна муфта, 19 - електродвигун


Для переміщення каретки 12 з важелем 11, що розтягує, служить ходовий гвинт 13, на нижньому кінці якого закріплена гвинтова шестерня 15; через неї обертальний рух передається ходовому гвинту. Зміна напрямку обертання гвинта залежить від зміни обертання 19, який за допомогою сполучної муфти 18 пов'язаний з черв'ячним редуктором 17. На вал редуктора посаджена гвинтова шестерня 16 безпосередньо спрямовує рух шестерні 15.

11.12.2019

У пневматичних виконавчих механізмах перестановочное зусилля створюється з допомогою впливу стисненим повітрям на мембрану, чи поршень. Відповідно розрізняють механізми мембранні, поршневі та сильфонні. Вони призначені для встановлення та переміщення затвора регулюючого органу відповідно до пневматичним командним сигналом. Повний робочий хід вихідного елемента механізмів здійснюється за зміни командного сигналу від 0,02 МПа (0,2 кг/см 2 ) до 0,1 МПа (1 кг/см 2 ). Граничний тиск стисненого повітря у робочій порожнині – 0,25 МПа (2,5 кг/см 2 ).

У мембранних прямохідних механізмів шток здійснює зворотно-поступальний рух. Залежно від напрямку руху вихідного елемента вони поділяються на механізми прямої дії (у разі підвищення тиску мембрани) та зворотної дії.

Мал. 1. Конструкція мембранного виконавчого механізму прямої дії: 1, 3 – кришки, 2-мембрана, 4 – опорний диск, 5 – кронштейн, 6 – пружина, 7 – шток, 8 – опорне кільце, 9 – регулювальна гайка, 10 – сполучна гайка


Основними конструктивними елементами мембранного виконавчого механізму є мембранна пневматична камера з кронштейном та рухома частина.

Мембранна пневматична камера механізму прямої дії (рис. 1) складається з кришок 3 і 1 та мембрани 2. Кришка 3 та мембрана 2 утворюють герметичну робочу порожнину, кришка 1 прикріплена до кронштейна 5. До рухомої частини відносяться опорний диск 4, до якого прикріплена мембрана 2, шток 7 з сполучною гайкою 10 і пружина 6. Пружина одним кінцем упирається в опорний диск 4, а іншим через опорне кільце 8 в гайку регулювальну 9, що служить для зміни початкового натягу пружини і напрямку руху штока.

08.12.2019

На сьогоднішній день існує кілька видів ламп. У кожного з них є свої плюси та мінуси. Розглянемо види ламп, які найчастіше використовуються для освітлення в житловому будинку або квартирі.

Перший вид ламп – лампа розжарювання. Це найдешевший вид ламп. До переваг таких ламп можна віднести її вартість, простоту пристрою. Світло від таких ламп є найкращим для очей. До мінусів таких ламп можна віднести невисокий термін служби та велику кількість споживаної електроенергії.

Наступний вид ламп – енергозберігаючі лампи. Такі лампи можна зустріти для будь-яких типів цоколів. Уявляють собою витягнуту трубку в якій знаходиться спеціальний газ. Саме газ створює видиме свічення. У сучасних енергозберігаючих ламп трубка може мати найрізноманітнішу форму. Плюси таких ламп: низьке енергоспоживання порівняно з лампами розжарювання, денне свічення, великий вибір цоколів. До мінусів таких ламп можна віднести складність конструкції та мерехтіння. Мерехтіння зазвичай непомітно, але очі будуть втомлюватися від світла.

28.11.2019

Кабельне складання- Різновид монтажного вузла. Кабельне складання являє собою кілька місцевих, оконцеваних з двох сторін в електромонтажному цеху і ув'язаних в пучок. Монтаж кабельної траси здійснюють, укладаючи кабельну збірку в пристрої кріплення кабельної траси (рис. 1).

Суднова кабельна траса- електрична лінія, яка змонтована на судні з кабелів (пучків кабелів), пристроїв кріплення кабельної траси, ущільнювальних пристроїв тощо (рис. 2).

На судні кабельну трасу розташовують у важкодоступних місцях (по бортах, підволоку та перебирання); вони мають до шести поворотів у трьох площинах (рис. 3). На великих суднах найбільша довжина кабелів сягає 300 м-коду, а максимальна площа перерізу кабельної траси — 780 см 2 . На окремих суднах із сумарною довжиною кабелів понад 400 км для розміщення кабельної траси передбачають кабельні коридори.

Кабельні траси і кабелі, що проходять по них, поділяють на місцеві і магістральні в залежності від відсутності (наявності) пристроїв ущільнення.

Магістральні кабельні траси поділяють на траси з торцевими та прохідними коробками залежно від типу застосування кабельної коробки. Це має сенс для вибору засобів технологічного оснащення та технології монтажу кабельної траси.

21.11.2019

У галузі розробки та виробництва приладів КВП американська компанія Fluke Corporation займає одну з лідируючих позицій у світі. Вона була заснована в 1948 році і з цього часу постійно розвиває, удосконалює технології діагностики, тестування, аналізу.

Інновації від американського розробника

Професійне вимірювальне обладнання від мультинаціональної корпорації використовується для обслуговування систем обігріву, кондиціювання та вентиляції, холодильних установок, перевірки якості повітря, калібрування електричних параметрів. Фірмовий магазин Fluke пропонує придбати сертифіковане обладнання від американського розробника. Повний модельний ряд включає:
  • тепловізори, тестери опору ізоляції;
  • цифрові мультиметри;
  • аналізатори якості електричної енергії;
  • далекоміри, віброміри, осцилографи;
  • калібратори температури, тиску та багатофункціональні апарати;
  • візуальні пірометри та термометри.

07.11.2019

Використовують рівнемір для визначення рівня різних видів рідин у відкритих та закритих сховищах, судинах. З його допомогою вимірюють рівень речовини чи відстань до нього.
Для вимірювання рівня рідини використовують датчики, які відрізняються за типом: радарний рівнемір, мікрохвильовий (або хвилеводний), радіаційний, електричний (або ємнісний), механічний, гідростатичний, акустичний.

Принципи та особливості роботи радарних рівнемірів

Стандартними приладами не визначити рівень хімічно агресивних рідин. Тільки радарний рівнемір здатний його виміряти, тому що не стикається з рідиною під час роботи. До того ж радарні рівнеміри точніші в порівнянні, наприклад, з ультразвуковими або з ємнісними.