Проводника плотность

Рассмотрим механизм возникновения и основные соотношения, характерные для синусоидальной ЭДС. Для этого удобно использовать простейшую модель — рамку, вращающуюся с постоянной угловой скоростью со в равномерном магнитном поле ( 2.1,а). Проводники рамки, перемещаясь в магнитном поле, пересекают его, и в них на основании закона электромагнитной индукции наводится ЭДС. Значение ЭДС пропорционально магнитной индукции В, длине проводника / и скорости перемещения проводника относительно поля v,:

где Ей — максимальное значение ЭДС, В; В — магнитная индукция, Тл; / — длина проводника, м; v — скорость движения проводника относительно магнитных силовых линий, м/с.

242. При движении проводника длиной / в однородном магнитном поле с индукцией В\ и со скоростью 5 м/с на его концах возникла разность потенциалов 0,3 В. Затем проводник начал двигаться равноускоренно с ускорением 1 м/с2, и на его концах при движении в однородном магнитном поле с индукцией В2 = 1 Т возникла разность потенциалов 0,5 В через 10 с после начала ускорения. Определить магнитную индукцию поля BI, учитывая, что направление движения проводника относительно силовых линий поля в обоих случаях одинаково.

v — скорость перемещения проводника относительно потока, м/сек.

Очевидно, что в случае, если электродинамические силы деформируют проводники с отходом их от взаимно перпендикулярного положения или, например, в конструкции электрического аппарата с помощью гибких связей создана возможность такого взаимного поворота или поворота одного проводника относительно другого, то при отходе проводников от взаимно перпендкулярного положения возникают составляющие электродинамических сил, стремящиеся сблизить проводники.

1 Это правило заключается в следующем: если вектор магнитной индукции входит в ладонь, а отогнутый большой палец совпадает с направлением движения проводника относительно поля, то остальные четы-ре пальца указывают направление наводимой э. д. о.

1 Это правило заключается в следующем: если вектор магнитной индукции входит а ладонь, а отогнутый большой палец показывает направление движения проводника относительно поля, то остальные четыре пальца указывают направление наводимой э. д. с.

где v — скорость перемещения проводника относительно магнит ного поля.

1) по наведению (индуцированию) э. д. с. в проводнике (или в контуре) при перемещении проводника относительно поля (или поля относительно проводника);

где de — э.ц.с., наводимая на участке проводника длиной dl; и — скорость перемещения проводника относительно внешнего магнитного поля.

люса S, то достаточно рассмотреть процесс создания электродвижущей силы (сокращенно э. д. с.) только в каком-нибудь одном проводнике, например в проводнике ab. Предположим, что по всей длине активной части проводника, т. е. той его части, которая пересекает линии магнитного поля, индукция В имеет одно и то же значение. Если и — скорость вращения проводника относительно магнитного поля, то по закону электромагнитной индукции в формулировке Фарадея мгновенное значение э. д. с., наводимой в проводнике при вращении якоря, определяется по формуле:

расположенных ближе к поверхности проводника. Наведенные э. д. с. создают большее сопротивление в центральной части провода, чем у поверхности проводника. Ток вследствие этого вытесняется к поверхности проводника, распределяется неравномерно по сечению проводника. Плотность тока становится неодинаковой в различных точках поперечного сечения проводника: в центре — меньше, у поверхности — больше. Центральная часть сечения почти совсем не используется, сечение оказывается как бы меньше "и тем самым сопротивление проводника возрастает. Явление поверхностного эффекта усиливается при увеличении частоты тока, магнитной проницаемости материала проводника, сечения проводника и величины тока. При большой магнитной проницаемости возрастает способность пропускания магнитных силовых линий, увеличивается магнитный поток внутри провода и более резко проявляется поверхностный эффект.

На поверхности проводника плотность заряда равна электрическому смещению. Если рассмотреть точку на поверхности проводника, то при противоположных направлениях положительной нормали к поверхности и вектора D

Установлено, что переменный ток, проходящий по проводнику, распределяется неравномерно по сечению проводника. Плотность тока в различных точках сечения будет неодинаковой.

В цилиндрическом проводнике круглого сечения наибольшая плотность тока будет у поверхности проводника, наименьшая — на оси. Чем больше проводимость проводника и его магнитная проницаемость, чем больше частота тока, тем более неравномерным будет распределение тока. Явление это носит название поверхностного эффекта. В связи с поверхностным эффектом изменяются активное сопротивление и индуктивность проводника. С увеличением частоты активное сопротивление растет, а индуктивность уменьшается. При очень высоких частотах практически можно считать, что весь ток проходит по поверхности проводника, а внутренний магнитный поток обращается в нуль. Внутри проводника электромагнитного поля нет.

На поверхности проводника плотность заряда равна электрическому смещению. Если рассмотреть точку на поверхности проводника, то при противоположных направлениях положительной нормали к поверхности и вектора D

Установлено, что переменный ток, проходящий по проводнику, распределяется неравномерно по сечению проводника. Плотность тока в различных точках сечения будет неодинаковой.

В цилиндрическом проводнике круглого сечения наибольшая плотность тока будет у поверхности проводника, наименьшая на оси. Чем больше проводимость проводника и его магнитная проницаемость, чем больше частота тока, тем более неравномерным будет распределение тока. Явление это носит название поверхностного эффекта. В связи с поверхностным эффектом изменяются активное сопротивление и индуктивность проводника. С увеличением частоты активное сопротивление растет, а индуктивность уменьшается. При очень высоких частотах практически Можно считать, что весь ток проходит по поверхности проводшка, а внутренний магнитный поток обращается в нуль. Внутри проводника электромагнитного поля нет.

Величина, равная отношению тока к площади поперечного сечения проводника S, называется плотностью тока (обозначение 6); таким образом,

При этом предполагается, что ток равномерно распределен по сечению проводника. Плотность тока в проводах обычно измеряется в а/мм*.

за единицу времени через сечения Si и S2, были бы различными. В результате в объеме проводника между этими сечениями накапливался бы положительный или отрицательный заряд. При постоянном токе происходило бы бесконечное накопление зарядов, что невозможно при неизменяющемся токе. Плотность тока при различных площадях поперечного сечения проводника St и S2 не одинакова:

в различных точках поперечного сечения проводника. У поверхности проводника плотность тока получается больше, чем при постоянном токе, а в центре меньше. При высокой частоте неравномерность проявляется так резко, что плотность тока в значительной центральной части сечения проводника практически равна нулю; ток проходит только в поверхностном слое, отчего это явление и получило название поверхностного эффекта. Таким образом, поверхностный эффект приводит к уменьшению сечения проводника, по которому проходит ток (активного сечения), и, следовательно, к увеличению его сопротивления по сравнению с сопротивлением постоянному току. .