Energia câmpului magnetic. Tensiunea electrică alternativă.

În ce an a treia lecție de curent

alternativ vom discuta despre energia

Câmpului magnetic și despre tensiunea

electrică alternativă Se consideră

acest circuit simplu din acest

desen în care avem o sursă de curent

electric o bobină și un rezistor

de asemeni avem un ampermetru experimentat

se stabilește că după deschiderea

intrerupatorului notat cu Cum ampermetrul

Ei continuă să înregistreze curent

bineînțeles după deschiderea intrerupatorului

ca efectiv scoate în sursa a din

circuit Și întrebarea atunci este

de unde vine curentul înregistrat

de către ampermetru a răspunsul

este că nu poate veni decât din

bobina notată cu el și anume Ea

va depozita în timpul funcționării

sursei o anumită energie magnetică

care după deconectarea sursei de

se descarcă prin circuit rezultând

în existența unui curent pentru

o anumită perioadă prin rezistorul

r s Încercăm să calculăm această

energie magnetică întotdeauna când

dorim să calculăm energia ne legăm

de lucru mecanic efectuat de Acel

sistem lucrul mecanic efectuat

pentru avaria fluxul magnetic prin

circuitul parcurs de un curent

electric este egal cu el este egal

cu a ori variația fluxului această

ecuație l egal cu ior Delta fi

variația fluxului a fost stabilită

în lecția precedentă în timpul

derivării legiferate după cum am

spus variația energiei magnetice

este acest lucru mecanic în general

variația unei energii potențiale

este egală cu lucrul mecanic deci

putem scriem legea generală că

variația energiei magnetice din

circuit este egală cu intensitatea

curentului înmulțită cu variația

fluxului magnetic din circuit pentru

a rezolva și a calcula în cazuri

particulare energia magnetică w6

ecuație trebuie să observăm implicația

a și anume că energia magnetică

va fi aria de sub graficul intensității

curentului ca funcție de flux magnetic

Deci în practică pentru a calcula

energia magnetică din această ecuație

reprezenta intensitatea curentului

ca funcție de subsol magnetic și

vom calcula aria de sub acest grafic

ca și comentariu această legătură

dintre ecuații de tipul acesta

și interpretare a geometrică în

din în culoarea albastru deschis

este dată de proprietățile integralei

6 va discuta am în analiza matematică

dar nu sunt Dar ce sub aceste lucruri

de o parte deocamdată putem spune

că e adevărat această interpretare

geometrică pe care am spus o și

Haideți să o aplicăm în cazul ne

bobine bobina în particular din

circuitul nostru bobină știind

că fluxul magnetic este egal cu

inductanța înmulțită cu intensitatea

curentului zici avem această dependență

e de fii în cazul bobinei deci

ce trebuie să facem este să Reprezentăm

grafic acest această dependență

intensitatea curentului ca funcție

de fluxul magnetic și observăm

că este o dependență liniară El

e o constantă Deci vom avea o dreaptă

în concluzie pe dreapta aceasta

Considerăm stare inițială în care

starea finală în care curentul

este 0 și fluxul este 0 și starea

inițială în care fluxul era numită

valoare fii intensitatea curentului

o anumită valoare a și calculăm

aria de sub grafic Deci Revenim

interpretarea geometrică a ceasta

a acestei ecuații este că energia

magnetică va fi aria de sub graficul

e ca funcție de fii Dar acest aceasta

are această formă geometrică este

un triunghi cu unghiul de 90 de

grade la vârf Deci aria va fi produsul

catetelor împărțit la 2 dar prima

catetă această catetă este această

catetă este fii Deci energia magnetică

nu electromagnetică merge energia

magnetică este egal cu fie ori

împărțit la 2 în cazul bobinei

Deci folosind această relație energia

magnetică va fi el e pătrată împărțit

la 2 generarea tensiunii electrice

alternative este una din aplicațiile

esențiale ale fenomenului de inducție

electromagnetică și constă în grote

a unei spire conductoare în jurul

axei perpendiculare pe liniile

de câmp magnetic constant după

cum am văzut și am discutat de

așa de o dată sau chiar de două

ori în lecțiile trecute schema

simplificată era următoarea avem

un magnet permanent cu polii Nord

și Sud în roșu și albastru și un

cadru conductor care a închis apoi

intru în circuit închis care se

rotește în jurul axului propriu

Deci avem o mișcare de rotație

acestui cat si felul acesta după

cum am discutat ce generează un

curent electric dus și o tensiune

electromotoare indusă în acest

scop mărimile caracteristice mișcării

circulare uniforme a fost discutate

în lecția a patra de mecanică vă

rog să le revizuiți în acea lecție

în general sau de obicei mișcarea

cadrului din acest tip de dispozitiv

este circular uniformă în jurul

axului propriu și știm că viteza

unghiulară de rotație este egală

cu variația unghiului de rotație

în unitatea de timp tot din acele

din acea discuție mai știm că această

viteză unghiulară va este egală

cu 2 pi împărțite la ziua ta rotației

și egală de asemeni cu 2 pi ori

frecvența de rotații aceste noțiuni

din au fost discutate în această

lecție fluxul magnetic prin suprafața

conductorului este produsul dintre

inductia Câmpului magnetic b și

vectorul suprafață care se rotește

De ce este egal cu BF ori cosinus

de Alfa unde altfel unghiul dintre

cei doi vectori despre produsul

vectorial produsul scalar și vectorial

a doi vectori am discutat Acum

două sau trei lecții Deci fluxul

magnetic la un moment dat te va

fi egal cu b s ori cosinus de Omega

tei pentru că Alfa din acea de

Ana ceartă ecuații este Omega 3

fluxuri la un moment dat ulterior

va fi fii de te plus Delta Deci

variația fluxului în intervalul

Delta te va fi fluxul la momentul

t plus de el tot a minus fluxuri

la momentul t și folosind această

ecuație obținem că variația fluxului

în intervalul de timp Delta t are

această formă folosim următoarea

ecuație trigonometrică cosinus

de Alfa plus Beta este egal cu

cosinus de Alfa cosinus de beata

minus sinus de Alfa sinus de beton

pentru a desface acest cosinus

Deci desfacem cosinus de omega-3

plus Omega de el tot a conform

acestei ecuații și obținem următoarea

formă a variației fluxului bs înmulțit

cu cosinus de omega-3 cosinus de

Omega Delta t minus sinus de Omega

test sinus de Omega Delta t minus

cosinus de Omega taie din nou am

folosit această formulă trigonometrică

pentru rotații mici Deci pentru

valori Delta Alpha tinzând către

zero ceea ce înseamnă că omegat

a acestor Man omega-3 este foarte

mic putem Scrie următoarele relații

aproximative sinus de Omega Delta

t Deci acest parametru Care este

foarte mic este aproximativ egale

cu Omega Delta t iar cosinus de

Omega Delta t este aproximativ

egale cu 1 această acestei ecuații

pot fi derivate și în cazul rotațiilor

mai mari Deci aceasta aproximație

Nu este neapărat necesar să fie

făcută totuși demonstrația pentru

ori ce valoare a unghiului de alta

așa sau orice valoarea parametrului

Omega Delta t implică noțiune matematică

mai avansate așa că noi continuăm

derivarea tensiune electromotoare

de cea valori a ecuației pentru

Delta fii în acest caz simplu pentru

că îl putem rezolva Deci în acest

caz a rotațiilor mici Putem să

scriem acest lucru ceea ce înseamnă

că cosinus de Omega tei este aproximativ

egale cu 1 și sinus de Omega deltatech

aproximativ egale cu Omega Delta

tem că atunci cosinus de omega-3

se simplifică cu cosinus de omega-3

și obținem această relație simplă

pentru variația fluxului a minus

b minus 2x bs din față Omega Delta

t sinus de omega-3 dar după cum

știm din legea afara de tensiunea

electromotoare hindusă este minus

Delta fi împărțit la Delta t Deci

tensiunea electromotoare indusă

întruna astfel de dispozitiv va

fi bs Omega sinus de Omega 3 din

nou ma normal trebui să scriem

aproximativ egale pentru că noi

am demonstrat o în cazul aproximație

unghiurilor mici dar ea se se poate

demonstra și în cazul general dar

implică noțiune matematică mai

avansate Deci în general valabilă

acestei ecuații ca și comentariu

mă în practică acest tip de dispozitiv

se modifică un pic pentru a crește

valoarea lui i în particular în

loc de un cadru se folosesc multiple

cadre suprapuse unul peste altul

deci de fapt avem n astfel de cadre

și Deci înmulțim partea dreaptă

a acestui quasi cu n unde n este

numărul de spire sau cadre codul

conductoare de asemeni se modifică

un pic geometria acestui acestuia

instrument în sensul că se pune

de multe ori magnetul in interior

Deci m și s va fi în interior asta

permițând creșterea suprafeței

s a spirelor fără a Crește volumul

total al instrumentului aplicațiile

practice ale fenomenului de inducție

electromagnetică electromagnetică

sunt foarte des întâlnite și foarte

important în tehnologia modernă

practic din punct de vedere al

aplicațiilor inducție electromagnetică

este cel mai ușor de folosit mecanism

prin care energia mecanică se transformă

în energie electromagnetică și

Deci mecanică energie mecanică

se transformă în energie electromagnetică

și invers prin acest fenomen și

asta are foarte multe aplicații

primul tip de aplicație este generare

a electricității mergând în acest

sens în turbină centralelor electrice

toate centrale electrice știe că

sunt termoelectrice hidroelectrice

nuclearoelectrice eolie o lene

Folosesc un anumit metode de a

genera o mișcă energie mecanică

de rotație care apoi este pusă

întrun cadrul cu spire întru magnet

pentru a genera energie electromagnetică

ce vedeți aici este turbina unei

centrale foarte mari întâlni centrale

electrice în particular cred că

vine de la o centrală termoelectrică

dar nu contează foarte mult ideea

este că axul acesti turbină este

pus în mișcare de rotație munax

aici și generăm o mișcare de rotație

Cum anume este generat această

mișcare de rotație depinde de tipul

centralei Deci dacă este termică

atunci termoelectrică atunci înseamnă

că avem un fel o forma de vapor

de gaz la presiune mare dacă este

hidroelectrică o cădere de apă

și așa mai departe dacă e o liană

atunci vântul orice caz prin varii

metode se produce rotații acestui

acest ax după aceea este cuplat

la o mulțime de spire de cadre

de circuite electrice care se rotesc

pentru un câmp magnetic generând

pe partea cealaltă curent alternativ

pe care îl primesc dumneavoastră

în casă varianta inversă a inducție

electromagnetice este generare

a puterii mecanice motoarele troll

magnetice Care este procesul invers

folosind curentul alternative k

cai în puț Deci introduce în curent

alternativ care generează forțe

electromagnetice sau electrodinamice

care sunt transformate apoi prin

inducție electromagnetică în energie

mecanică orice motor electromagnetic

folosește are la bază printre altele

acest proces de inducție electromagnetică

și în interior dacă le facem vedem

Vedem astfel de colecții foarte

dance de conductori electrici