Меню

Использование энергии магнитного тока

Использование энергии магнитного тока

Из этой статьи вы узнаете, как использовать энергию магнитного тока в бытовых приборах собственного производства. В статье вы найдёте подробные описания и схемы сборки простых устройств на основе взаимодействия магнитов и индукционной катушки, созданных своими руками.

Использование энергии магнитного тока

Использование энергии привычным способом — это просто. Достаточно залить топливо в бак или включить прибор в электрическую сеть. При этом такие методы, как правило, самые дорогие и имеют тяжёлые последствия для природы — на производство и работу механизмов тратятся колоссальные природные ресурсы.

Для того чтобы получить рабочие бытовые приборы, не всегда нужны внушительные 220 вольт или громкий и громоздкий ДВС. Мы рассмотрим возможность создания простых, но полезных приборов с неограниченным потенциалом.

Технологии применения современных мощных магнитов развивают неохотно — нефтедобывающая и перерабатывающая области промышленности рискуют оказаться не у дел. Будущее всех приводов и активаторов именно за магнитами, в эффективности которых можно убедиться, собрав простые приборы на их основе своими руками.

Наглядное видео действия магнитов

Вентилятор с магнитным двигателем

Для создания такого прибора понадобятся небольшие неодимовые магниты — 2 или 4 шт. В качестве портативного вентилятора лучше всего использовать кулер от блока питания компьютера, т. к. в нём уже есть практически всё, что нужно для создания автономного вентилятора. Главные детали — индукционные катушки и эластичный магнит уже присутствуют в заводском изделии.

Для того чтобы заставить пропеллер вращаться, достаточно разместить магниты напротив статичных катушек, закрепив их по углам рамки кулера. Наружные магниты, взаимодействуя с катушкой, будут создавать магнитное поле. Эластичный магнит (магнитная шина), расположенный в турели пропеллера, будет оказывать постоянное равномерное сопротивление, и движение будет поддерживаться само собой. Чем больше и мощнее будут магниты, тем мощнее будет вентилятор.

Этот двигатель условно называют «вечным», т. к. нет информации о том, что у неодима «закончился заряд» или вентилятор вышел из строя. Но то, что он работает продуктивно и стабильно, подтверждено множеством пользователей.

Видео, как собрать вентилятор на магнитах

Генератор из вентилятора на магнитах

Индукционная катушка имеет одно почти чудесное свойство — при вращении вокруг неё магнита возникает электрический импульс. Это значит, что весь прибор имеет обратное действие — если заставить пропеллер крутиться посторонними силами, мы сможем вырабатывать электроэнергию. Но как раскрутить турель с пропеллером?

Ответ очевиден — всё тем же магнитным полем. Для этого на лопастях размещаем маленькие (10х10 мм) магниты и закрепляем их клеем или скотчем. Чем больше магнитов — тем сильнее импульс. Для вращения пропеллера будет достаточно обычных ферритовых магнитов. К бывшим проводам электропитания подключаем светодиод и даём импульс турели.

Генератор из кулера и магнитов — видеоинструкция

Усовершенствовать такой прибор можно, разместив дополнительно одну или несколько магнитных шин из пропеллеров на рамке кулера. Также можно включить в сеть диодные мосты и конденсаторы (перед лампочкой) — это позволит выпрямить ток и стабилизировать импульсы, получая ровный постоянный свет.

Свойства неодима крайне интересны — его малый вес и мощная энергетика дают эффект, заметный даже на поделках (экспериментальных приборах) бытового уровня. Движение становится возможным благодаря эффективной конструкции подшипниковой турели кулеров и приводов — сила трения минимальная. Отношение массы и энергии неодима обеспечивает лёгкость движения, что даёт широкое поле для экспериментов в домашних условиях.

Свободная энергия на видео — магнитный двигатель

Область применения магнитных вентиляторов обусловлена их автономностью. В первую очередь это автотранспорт, поезда, сторожки, отдалённые стоянки. Ещё одно неоспоримое достоинство — бесшумность — делает его удобным в доме. Можно установить такой прибор в качестве вспомогательного в системе естественной вентиляции (например, в санузел). Любое место, где необходим постоянный небольшой поток воздуха, пригодно для этого вентилятора.

Фонарик с «вечной» подзарядкой

Этот миниатюрный прибор окажется полезным не только в «аварийном» случае, но и для тех, кто занимается профилактикой инженерных сетей, обследованием помещений или поздно возвращается с работы домой. Конструкция фонарика примитивна, но оригинальна — с его сборкой справится даже школьник. Однако при этом у него есть собственный индукционный генератор.

Использование энергии магнитного тока

1 — диодный мост; 2 — катушка; 3 — магнит; 4 — батарейки 3х1,2 В; 5 — выключатель; 6 — светодиоды

Для работы понадобится:

  1. Толстый маркер (корпус).
  2. Медная проволока Ø 0,15–0,2 мм — около 25 м (можно взять со старой катушки).
  3. Световой элемент — светодиоды (в идеале головка от обычного фонарика).
  4. Батарейки стандарта 4А, ёмкость 250 мА/час (от аккумуляторной «Кроны») — 3 шт.
  5. Выпрямительные диоды типа 1Н4007 (1Н4148) — 4 шт.
  6. Выключатель-тумблер или кнопка.
  7. Медный провод Ø 1 мм, маленький магнит (желательно неодим).
  8. Клеевой пистолет, паяльник.

1. Разобрать маркер, удалить содержимое, срезать держатель стержня (должна остаться пластиковая трубка).

2. Установить головку фонарика (осветительный элемент) в крышку съёмную колбы.

3. Спаять диоды по схеме.

4. Сгруппировать батарейки смежно таким образом, чтобы их можно было разместить в корпусе маркера (корпусе фонарика). Подключить батарейки последовательно, на спайке.

5. Разметить участок корпуса так, чтобы видеть свободное пространство, не занятое батарейками. Здесь будет устроена индукционная катушка и магнитный генератор.

6. Намотка катушки. Эту операцию следует выполнять, соблюдая следующие правила:

  • Разрыв проволоки недопустим. При разрыве следует перемотать катушку заново.
  • Намотка должна начаться и закончиться в одном месте, не обрывайте проволоку в середине после достижения необходимого количества витков (500 для ферромагнита и 350 для неодима).
  • Качество намотки не имеет решающего значения, но только в данном случае. Главное требования — количество витков и равномерное распределение по корпусу.
  • Зафиксировать катушку на корпусе можно обычным скотчем.

7. Для проверки работоспособности магнитного генератора нужно подпаять концы катушки — один к корпусу светильника, второй — к выводу светодиодов (используйте паяльную кислоту). Затем поместить магниты в корпус и встряхнуть несколько раз. Если лампы рабочие и всё сделано правильно, светодиоды отреагируют на электромагнитные колебания слабыми вспышками. Эти колебания впоследствии будут выпрямляться диодным мостом и преобразовываться в постоянный ток, который будут накапливать батарейки.

8. Установить магниты в отсек генератора и перекрыть его термоклеем или герметиком (чтобы магниты не прилипали к батарейкам).

9. Вывести усики катушки внутрь корпуса и подпаять к диодному мосту, затем мост соединить с аккумуляторами, а аккумуляторы со светильником через ключ. Все соединения производить на пайку согласно схеме.

10. Установить все детали в корпус и сделать защиту катушки (скотч, кожух или термоусадочная лента).

Видео, как сделать вечный фонарик

Такой фонарик будет подзаряжаться, если его потрясти — магниты должны ходить вдоль катушки для образования импульсов. Неодимовые магниты можно найти в DVD, CD приводе или в жёстком диске компьютера. Также они есть в свободной продаже — подходящий вариант NdFeB N33 D4x2 мм стоит около 2–3 руб. (0,02–0,03 у. е.). Остальные детали, если их нет в наличии, обойдутся не более чем в 60 руб. (1 у. е.).

Читайте также:  Формула расчет силы тока по мощности 380

Для реализации магнитной энергии есть специальные генераторы, но широкого распространения они не получили из-за мощного влияния нефтедобывающей и перерабатывающей отраслей. Однако приборы на основе электромагнитной индукции с трудом, но прорываются на рынок и можно приобрести в свободной продаже высокоэффективные индукционные печи и даже котлы отопления. Также технология широко применена в электромобилях, ветряных генераторах и магнитных двигателях.

Источник

Применение магнитов в промышленности и быту

Главная

Содержание:

Сталкиваясь с различными вещами (приспособлениями, техническими средствами, инструментом, фурнитурой), мало кто задумывается, что их преимущества, оригинальность — результат уникальных характеристик материалов. Изделия, в составе которых есть магниты, прочно вошли в нашу жизнь. Статья рассказывает о сфере применения минерала, лайфхаках с его использованием.

Магнит — что это

Так называют физическое тело кристаллической структуры с собственным магнитным полем. Материал (магнетит) назван по региону открытия залежей минерала в Малой Азии — Магнисии. В промышленности, быту в чистом виде используется редко. Все, с чем приходится иметь дело — неодимовые магниты, сплавы (железо как связующий элемент, неодим, бор). Отличаются компактностью, устойчивостью к размагничиванию, мощностью сцепления (в разы превосходят ферриты), термостойкостью, десятилетиями не теряют уникальных свойств.

Использование в промышленности

Надежность, сила притяжения, хорошие эксплуатационные качества обусловили применение сплава в различных отраслях. Благодаря уникальным свойствам он более востребован, чем редкоземельный (природный) магнит.

Строительство

  • Использование омагниченной воды для приготовления бетонного раствора уменьшает время кристаллизации, повышает прочность искусственного камня.
  • Сварные конструкции успешно замещаются магнитными фиксаторами. Процесс сборки гораздо удобнее, скорость выполнения технологической операции растет.

Нефтепереработка

Магнитные элементы вдоль трубопровода повышают экологичность производства, позволяют создать технологический цикл замкнутого типа, препятствуют образованию отложений на внутренних стенках.

Транспорт

  • Запорные устройства.
  • Датчики.
  • Преобразователи электромеханические.
  • За счет использования неодимовых магнитов уменьшаются габариты электродвигателей, снижается сила трения, растет КПД.
  • Турбины.

Железоотделители

С помощью неодимовых магнитов выполняется удаление примесей металлов из сыпучих веществ, жидких сред. Нивелируется риск поломок оборудования, загрязнения готовой продукции.

Медицина

  • Приборы для МРТ.
  • Медицинский магнитный инструмент.

Компьютерная техника

Неодимовые магниты нашли широкое применение в этой сфере: динамики гаджетов, записывающие головки, винчестеры, DVD-приводы.

И это далеко не весь перечень отраслей народного хозяйства, где применяется уникальный сплав, в состав которого входит неодим.

Использование магнитных элементов в быту

«Народные умельцы» нашли множество способов решения бытовых проблем с помощью этого замечательного сплава. Предела «полета мысли» русского человек нет —неодимовые магниты пригодятся в каждом доме.

Элементы крепления

  • Держатель проводов (кабелей). Закрепить в удобном месте неодимовый магнит, надеть на провод пружину подходящего диаметра, и готова рациональная конструкция.
  • Держатель метиза, инструмента, кухонных принадлежностей. Чтобы шурупы, гвозди всегда были под рукой, положить в карман куртки (рубашки) неодимовый магнит, и не придется таскать за собой баночку с нужным крепежом.

Неодимовый магнит поможет усовершенствовать бытовой инструмент. Закрепленный скотчем на шуруповерте, резко повышает производительность – не нужно тратить время на поиски шурупов.

Не всегда получается удерживать метиз пальцами. Ограниченное пространство, сложность доступа к основе – причин хватает. Неодимовый магнит выручит в подобных ситуациях. Им несложно зафиксировать крепежную деталь в нужном положении, забить гвоздь без риска попасть молотком по пальцам.

Проблема хранения отверток, пассатижей, гаечных ключей, ножей также решается просто. Порядок в гараже, на балконе, кухне обеспечен.

  • Магнитные держатели дверей. Закрепив на створке пластину («пятак»), не придется беспокоиться, что полотно резко закроет проем при сквозняке. Двери пластиковые, деревянные не выдерживают ударных нагрузок, деформируются, приходят в негодность. На основе неодимовых магнитиков изготавливаются антимоскитные сетки, востребованные для жилых строений, садовых участков.
  • Зажимы из магнитов выполняют функцию мини-тисков. Помещение между двумя образцами скрепляемых деталей за счет силы притяжения достигается быстрое, надежное склеивание фрагментов. Если они сложной конфигурации, реализация иного способа потребует больше времени и усилий.

Восстановление утраченных свойств инструмента

Отвертками приходится пользоваться регулярно. Если магнитное напыление наконечника изначально отсутствует или истерлось, возникают проблемы в работе. Удержать крепеж поможет неодимовая шайба, закрепленная на стержне. Без каких-либо затрат превращает обычную отвертку в магнитный инструмент.

Поиск скрытых металлических конструкций

Неодимовый магнит помогает точно определить местоположение швеллера, трубы, арматуры под облицовкой. Кто занимался ремонтом, сверлением стен, потолка, знает, сколько сверл, буров, коронок приходится менять в процессе работы «вслепую».

Очистка моторного масла

Сливная пробка с неодимовым магнитом в поддоне картера «собирает» металлическую пыль, препятствует ее попаданию в двигатель.

Магнитный инструмент

Незаменимый помощник домашнему мастеру. Продается в большом сортаменте, но если нет под рукой, несложно изготовить самостоятельно.

  • Закрепив фрагмент сплава на кончике рейки, штапика, таким телескопическим магнитным инструментом несложно найти мелкий метиз, закатившийся между половиц, в угол комнаты, собрать металлическую стружку.
  • Сверление. Разновидность востребованного в быту магнитного инструмента – дрель на подставке из сплава. Повышается точность, уменьшается вибрация.
  • Телескопические ручки, захваты с деталями из сплава упрощают работу в стесненных условиях ограниченного пространства, избавляют от необходимости тратить время на поиски потерявшейся металлической фурнитуры, метиза.

Хороший хозяин придумает, как изготовить и использовать самодельный магнитный инструмент.

Источник

Использование энергии магнитного тока

Использование энергии магнитного тока

Из этой статьи вы узнаете, как использовать энергию магнитного тока в бытовых приборах собственного производства. В статье вы найдёте подробные описания и схемы сборки простых устройств на основе взаимодействия магнитов и индукционной катушки, созданных своими руками.

Использование энергии магнитного тока

Использование энергии привычным способом — это просто. Достаточно залить топливо в бак или включить прибор в электрическую сеть. При этом такие методы, как правило, самые дорогие и имеют тяжёлые последствия для природы — на производство и работу механизмов тратятся колоссальные природные ресурсы.

Для того чтобы получить рабочие бытовые приборы, не всегда нужны внушительные 220 вольт или громкий и громоздкий ДВС. Мы рассмотрим возможность создания простых, но полезных приборов с неограниченным потенциалом.

Технологии применения современных мощных магнитов развивают неохотно — нефтедобывающая и перерабатывающая области промышленности рискуют оказаться не у дел. Будущее всех приводов и активаторов именно за магнитами, в эффективности которых можно убедиться, собрав простые приборы на их основе своими руками.

Наглядное видео действия магнитов

Вентилятор с магнитным двигателем

Для создания такого прибора понадобятся небольшие неодимовые магниты — 2 или 4 шт.

Для того чтобы заставить пропеллер вращаться, достаточно разместить магниты напротив статичных катушек, закрепив их по углам рамки кулера. Наружные магниты, взаимодействуя с катушкой, будут создавать магнитное поле. Эластичный магнит (магнитная шина), расположенный в турели пропеллера, будет оказывать постоянное равномерное сопротивление, и движение будет поддерживаться само собой. Чем больше и мощнее будут магниты, тем мощнее будет вентилятор.

Этот двигатель условно называют «вечным», т. к. нет информации о том, что у неодима «закончился заряд» или вентилятор вышел из строя. Но то, что он работает продуктивно и стабильно, подтверждено множеством пользователей.

Читайте также:  Меня от железных вещей бьет током

Видео, как собрать вентилятор на магнитах

Генератор из вентилятора на магнитах

Индукционная катушка имеет одно почти чудесное свойство — при вращении вокруг неё магнита возникает электрический импульс. Это значит, что весь прибор имеет обратное действие — если заставить пропеллер крутиться посторонними силами, мы сможем вырабатывать электроэнергию. Но как раскрутить турель с пропеллером?

Ответ очевиден — всё тем же магнитным полем. Для этого на лопастях размещаем маленькие (10х10 мм) магниты и закрепляем их клеем или скотчем. Чем больше магнитов — тем сильнее импульс. Для вращения пропеллера будет достаточно обычных ферритовых магнитов. К бывшим проводам электропитания подключаем светодиод и даём импульс турели.

Генератор из кулера и магнитов — видеоинструкция

Усовершенствовать такой прибор можно, разместив дополнительно одну или несколько магнитных шин из пропеллеров на рамке кулера. Также можно включить в сеть диодные мосты и конденсаторы (перед лампочкой) — это позволит выпрямить ток и стабилизировать импульсы, получая ровный постоянный свет.

Действие магнитной шины смотрите на видео

Свойства неодима крайне интересны — его малый вес и мощная энергетика дают эффект, заметный даже на поделках (экспериментальных приборах) бытового уровня. Движение становится возможным благодаря эффективной конструкции подшипниковой турели кулеров и приводов — сила трения минимальная. Отношение массы и энергии неодима обеспечивает лёгкость движения, что даёт широкое поле для экспериментов в домашних условиях.

Свободная энергия на видео — магнитный двигатель

Область применения магнитных вентиляторов обусловлена их автономностью. В первую очередь это автотранспорт, поезда, сторожки, отдалённые стоянки. Ещё одно неоспоримое достоинство — бесшумность — делает его удобным в доме. Можно установить такой прибор в качестве вспомогательного в системе естественной вентиляции (например, в санузел). Любое место, где необходим постоянный небольшой поток воздуха, пригодно для этого вентилятора.

Фонарик с «вечной» подзарядкой

Этот миниатюрный прибор окажется полезным не только в «аварийном» случае, но и для тех, кто занимается профилактикой инженерных сетей, обследованием помещений или поздно возвращается с работы домой. Конструкция фонарика примитивна, но оригинальна — с его сборкой справится даже школьник. Однако при этом у него есть собственный индукционный генератор.

Использование энергии магнитного тока1 — диодный мост; 2 — катушка; 3 — магнит; 4 — батарейки 3х1,2 В; 5 — выключатель; 6 — светодиоды

Для работы понадобится:

  1. Толстый маркер (корпус).
  2. Медная проволока Ø 0,15–0,2 мм — около 25 м (можно взять со старой катушки).
  3. Световой элемент — светодиоды (в идеале головка от обычного фонарика).
  4. Батарейки стандарта 4А, ёмкость 250 мА/час (от аккумуляторной «Кроны») — 3 шт.
  5. Выпрямительные диоды типа 1Н4007 (1Н4148) — 4 шт.
  6. Выключатель-тумблер или кнопка.
  7. Медный провод Ø 1 мм, маленький магнит (желательно неодим).
  8. Клеевой пистолет, паяльник.

1. Разобрать маркер, удалить содержимое, срезать держатель стержня (должна остаться пластиковая трубка).

2. Установить головку фонарика (осветительный элемент) в крышку съёмную колбы.

3. Спаять диоды по схеме.

4. Сгруппировать батарейки смежно таким образом, чтобы их можно было разместить в корпусе маркера (корпусе фонарика). Подключить батарейки последовательно, на спайке.

5. Разметить участок корпуса так, чтобы видеть свободное пространство, не занятое батарейками. Здесь будет устроена индукционная катушка и магнитный генератор.

6. Намотка катушки. Эту операцию следует выполнять, соблюдая следующие правила:

  • Разрыв проволоки недопустим. При разрыве следует перемотать катушку заново.
  • Намотка должна начаться и закончиться в одном месте, не обрывайте проволоку в середине после достижения необходимого количества витков (500 для ферромагнита и 350 для неодима).
  • Качество намотки не имеет решающего значения, но только в данном случае. Главное требования — количество витков и равномерное распределение по корпусу.
  • Зафиксировать катушку на корпусе можно обычным скотчем.

7. Для проверки работоспособности магнитного генератора нужно подпаять концы катушки — один к корпусу светильника, второй — к выводу светодиодов (используйте паяльную кислоту). Затем поместить магниты в корпус и встряхнуть несколько раз. Если лампы рабочие и всё сделано правильно, светодиоды отреагируют на электромагнитные колебания слабыми вспышками. Эти колебания впоследствии будут выпрямляться диодным мостом и преобразовываться в постоянный ток, который будут накапливать батарейки.

8. Установить магниты в отсек генератора и перекрыть его термоклеем или герметиком (чтобы магниты не прилипали к батарейкам).

9. Вывести усики катушки внутрь корпуса и подпаять к диодному мосту, затем мост соединить с аккумуляторами, а аккумуляторы со светильником через ключ. Все соединения производить на пайку согласно схеме.

10. Установить все детали в корпус и сделать защиту катушки (скотч, кожух или термоусадочная лента).

Видео, как сделать вечный фонарик

Такой фонарик будет подзаряжаться, если его потрясти — магниты должны ходить вдоль катушки для образования импульсов. Неодимовые магниты можно найти в DVD, CD приводе или в жёстком диске компьютера. Также они есть в свободной продаже — подходящий вариант NdFeB N33 D4x2 мм стоит около 2–3 руб. (0,02–0,03 у. е.). Остальные детали, если их нет в наличии, обойдутся не более чем в 60 руб. (1 у. е.).

Для реализации магнитной энергии есть специальные генераторы, но широкого распространения они не получили из-за мощного влияния нефтедобывающей и перерабатывающей отраслей. Однако приборы на основе электромагнитной индукции с трудом, но прорываются на рынок и можно приобрести в свободной продаже высокоэффективные индукционные печи и даже котлы отопления. Также технология широко применена в электромобилях, ветряных генераторах и магнитных двигателях.

Источник



Электромагнитная индукция — причины возникновения, значение и способы применения явления

При изменении тока в электрической цепи возникает магнитное поле. Причиной этого является электромагнитная индукция. Это явление широко применяется на практике.

В статье рассказывается о том, что это такое, и каковы его основные закономерности.

Явление электромагнитной индукции

При изменении тока происходит образование магнитного поля. Это явление, в свою очередь, влияет на движение электронов.

Если рассматривать одиночный провод, расположенный прямо, то он будет создавать поле, направление силовых линий которого идёт по кругу в перпендикулярной ему плоскости.

Если в магнитном поле происходят изменения, то это увеличивает или ослабляет силу тока, который проходит по проводнику. Направление изменения зависит от того, как меняется поле. Это явление позволяет преобразовывать электрическую энергию в механическую или наоборот.

Учёный, которому принадлежит заслуга открытия взаимодействия электрического и магнитного полей — Майкл Фарадей.

Были проведены опыты, которые показали, что изменение магнитного поля способно порождать движение электронов. Это явление впоследствии назвали индукционным током.

Опыты, выполненные этим учёным, выглядят следующим образом:

Фарадей сделал катушку с полой серединой. Её концы соединил с гальванометром. Взял в руки магнит и поместил его внутрь катушки. Если его вдвигать или выдвигать, то на гальванометре отклоняется стрелка, доказывая наличие тока. Чем быстрее выполняемое движение, тем выше его сила. Аналогичный эффект будет достигнут, если магнит будет неподвижен, но будет перемещаться соленоид.

В следующем опыте были использованы две катушки. Большая подключена к гальванометру, а вторая — к источнику. Одна из катушек была настолько узкой, чтоб могла проходить внутрь второй. Если её поместить туда и несколько раз включить и выключить ток, то на гальванометре стрелка отклонится, показывая наличие тока.

Читайте также:  При каких условиях замкнутом проводящем контуре возникает индукционный ток

Если взять два соленоида под током и один из них подвигать рядом с другим, то в них также возникнет движение электронов.

При проведении таких опытов более быстрое движение создаёт более сильное движение электронов.

Одновременно с Фарадеем аналогичные исследования осуществил Джозеф Генри, однако опубликовал свои результаты позже.

Объяснение явления

Движение носителей заряда — электронов происходит в том случае, когда на них действует электродвижущая сила, создаваемая разностью потенциалов.

Возникновение тока под действием изменения магнитного поля происходит из-за того, что оно создаёт такую силу, которая носит название ЭДС индукции. Хотя явление индуктивности было обнаружено Фарадеем, он не дал ему теоретического объяснения.

Теория электромагнитного поля в физике была создана Максвеллом в 1861 году. Этому явлению присущи такие черты:

источником движения электронов является переменное магнитное поле;

его наличие можно обнаружить по производимому воздействию на электрические заряды;

это поле не является потенциальным;

силовые линии поля представляют собой замкнутые кривые.

Работа магнитного поля выражается в создании электродвижущей силы для электронов.

Закон электромагнитной индукции Фарадея

Основной характеристикой магнитного поля является магнитный поток. Зрительно его можно представить, как силовые линии, пронизывающие перпендикулярную плоскую фигуру, ограниченную замкнутой линией. Эти линии выражают вектор магнитной индукции.

Произведение модуля этой величины на площадь для равномерного и однородного магнитного поля равно потоку поля через рассматриваемый контур.

При рассмотрении сложного поля, фигуру разбивают на небольшие участки, в которых поле равномерно и суммируют значения для каждого из них. Для вычисления в таких случаях используются методы дифференциального и интегрального исчисления.

Электромагнитная индукция измеряется в Тесла (Тл). Эта единица получила своё название в честь великого учёного-физика.

Закон Фарадея количественно описывает влияние магнитного поля на движение электронов. Он утверждает следующее: скорость изменения потока электромагнитного поля равна порождаемой им электродвижущей силе, воздействующей на электроны и создающей ток.

Нужно заметить, что когда магнитное поле порождается изменением силы тока, то возникающая электродвижущая сила воздействует на него противоположным образом. Это можно прояснить на таком примере.

Если рассматривается провод, и в нём увеличивается сила тока, то это создаёт магнитное поле. Оно, в свою очередь, создаёт ЭДС, которая препятствует увеличению.

Правило Ленца

Это правило даёт возможность правильно определить направление индукционного тока в различных ситуациях. Оно формулируется следующим образом: направление тока, порождённого индукцией, создаёт такое изменение магнитного потока, препятствующее изменению внешнего поля, благодаря которому оно возникло.

Это можно пояснить на следующем примере. Будет рассмотрена ситуация, когда внешнее магнитное поле со временем будет возрастать, а его силовые линии направлены вверх.

Это произойдёт, например, в той ситуации, когда снизу к контуру, расположенному горизонтально, будут приближать магнит так, чтобы его северный полюс был обращён вверх. В этом случае магнитный поток будет увеличиваться, создавая электродвижущую силу.

В контуре будет создан индукционный ток. Он будет таким, чтобы магнитные силовые линии были противоположными по отношению к тем, которые характеризуют первоначальное. Теперь можно определить направление индукционного тока в контуре.

Как известно, если смотреть со стороны создаваемого поля, то он будет направлен по часовой стрелке. То есть, если смотреть сверху, направление будет против неё.

На этом примере можно увидеть, как с помощью правила Ленца можно определить направление магнитного поля и индукционного тока.

Самоиндукция

В этом случае рассматривается ситуация, когда изменение движения электронов порождает ЭДС, вызывающий индукционный ток в этом же проводнике.

Взяв за основу правило Ленца, можно утверждать, что он имеет направление, противоположное первоначальному изменению.

Самоиндукция похожа на явление инерции. Тяжёлое тело невозможно остановить мгновенно. Также нельзя изменить силу тока за один миг до нужной величины из-за наличия явления самоиндукции.

Это свойство можно продемонстрировать следующим опытом. Нужно сделать две электрических цепи. В одной из них имеется источник и лампочка. Другая сделана аналогичным образом, но различие состоит в том, что в цепь добавлена катушка.

В первой цепи после включения лампочка загорается сразу. Во второй, учитывая наличие индуктивного элемента, это происходит с заметным опозданием.

После размыкания свет в первой лампочке отключается практически мгновенно, а во второй это происходит замедленно. Важно отметить, что в процессе выключения индукционный ток может превысить первоначальный. Поскольку в этой ситуации он направлен также, как и рабочий, то сила тока может возрасти. В некоторых цепях это может вызвать перегорание лампочки.

Индуктивность

Проводник, через который проходит изменяющийся ток, способен накапливать энергию путём использования магнитного поля. У прямолинейного отрезка провода эта способность имеет незначительную величину.

Однако, если речь идёт о катушке, то её величина гораздо сильнее. Эта характеристика называется индуктивностью. Она обозначается как «L» и играет важную роль при определении различных характеристик электромагнитного поля.

Магнитный поток в определённом контуре можно выразить посредством формулы Ф = L* I, а электродвижущую силу в виде E = L* (dI/dt).

Ток, проходящий через контур, способен создать электромагнитное поле, причём оно будет тем сильнее, чем быстрее будут происходить его изменения.

На практике для увеличения индуктивности катушки используют вставленные внутрь стержни из ферромагнетика.

Энергия магнитного поля

Электрический ток создаёт магнитное поле. При этом он затрачивает определённую энергию. Её величина равна той работе, которая была затрачена на создание поля. Она вычисляется по следующей формуле:

Здесь использовались такие обозначения:

W – энергия магнитного поля;

Если магнитное поле по какой-то причине пропадёт, то его энергия выделится в той или иной форме.

Применение электромагнитной индукции

Это явление активно применяется в различных сферах жизни человеческого общества.

Далее будут приведены несколько наиболее известных примеров:

радиовещание невозможно без использования явления электромагнитной индукции;

в медицине магнитотерапия является одним из эффективных методов лечения;

при фундаментальных исследованиях для разгона элементарных частиц применяются синхрофазотроны, работа которых основана на явлении индуктивности;

счётчики электричества, применяемые в быту для его учёта, используют рассматриваемое явление;

для того, чтобы передавать произведённую электростанциями электрическую энергию на большие расстояния, применяются трансформаторы, работа которых построена на использовании электромагнитной индукции;

в металлургии для плавки металла применяются индукционные печи.

Использование этого явления очень широко распространено. Приведённые примеры являются только частью различных вариантов использования.

Все формулы по теме «Электромагнитная индукция»

Для того чтобы кратко освежить в памяти формулы, относящиеся к магнитной индукции, далее приводится перечень наиболее важных из них.

Открытие законов, которые описывают поведение электромагнитного поля, является одним из важнейших достижений науки за всю историю. В современной жизни использование этого явления происходит практически во всех областях жизни общества.

Источник