Как определить силу взаимодействия проводов…

Взаимодействие параллельных проводников с током

Как определить силу взаимодействия проводов...

             

Введение……………………………………………………………………….3I. Знакомство с явлением ………………………………………………..51.1. Экспериментальная установка……………………………..51.2. Сила взаимодействия параллельных токов………………61.3.Магнитное поле вблизи двух параллельных проводников……………………………………………….…………….9II. Количественная величина сил ……………………………………102.1 Количественный расчет силы, действующей наток в магнитном поле…………………………………………..10III. Электрическое взаимодействие…………………………………133.1 Взаимодействие параллельных проводников……………13Заключение…………………………………………………………………..15Список использованой литературы…………………………………16ВведениеАктуальность: Для более полного понимания темы электромагнетизм, необходимо детальнее рассмотреть раздел взаимодействия двух параллельных проводников с током. В данной работе рассматриваются особенности взаимодействия двух параллельных проводников с током. Объясняется их взаимное притягивание и отталкивание. Рассчитывается количественная составляющая сил ампера, для проведенного в ходе работы эксперимента. Описывается действие друг на друга магнитных полей существующих вокруг проводников с током, и наличие электрической составляющей взаимодействия, существованием которой часто пренебрегают.Цель:Опытным путем рассмотреть существование сил которые участвуют во взаимодействии двух проводников с током и дать им количественную характеристику.Задачи: — Рассмотреть на опыте наличие сил ампера в проводниках, по которым проходит электрический ток.- Описать взаимодействие магнитных полей вокруг проводников с током.- Дать объяснение происходящим явлениям притяжения и отталкивания проводников.- Сделать количественный расчет сил взаимодействия двух проводников.- Теоретически рассмотреть наличие электрической составляющей взаимодействия двух проводников с током.Предмет исследования:Электромагнитные явления в проводниках.Объект исследования: Сила взаимодействия параллельных проводников с током.Методы исследования: Анализ литературы,наблюдение и экспериментальное исследование.I. Знакомство с явлением1.1 Знакомство с явлениемДля нашей демонстрации нам необходимо взять две очень тонкие полоски алюминевой фольги длиной около 40 см. Укрепив их в картонной коробке, как показано на рисунке 1. Полоски должны быть гибкими, ненатянутыми, должны находиться рядом, но не соприкасаться. Расстояние между ними должно быть всего 2 или 3 мм. Соеденив полоски с помощью тонких проводов, подсоеденим к ним батарейки, так чтобы в обеих полосках ток шел в противоположных направлениях. Такое соединение будет закорачивать батарейку и вызовет кратковременный ток » 5А[1] .Чтобы батарейки не вышли из строя их нужно подключать на несколько секунд каждый раз.Подсоеденим теперь одну из батарей противоположными знаками и пропустим ток в одном направлении.При удачном подключении видимый эффект мал, но зато легко наблюдаем.Обратим внимание на то, что этот эффект никак не связан с сообщениям заряда полоскам. Электростатически они остаются нейтральными.[2] Чтобы в этом убедиться, что с полосками ничего не происходит когда они действительно заряжаются до этого низкого напряжения, подсоеденим обе полоски к одному полюсу батарейки, или одну из них к одному полюсу, а другую ко второму. (Но не будем замыкать цепь во избежании появления токов в полосках.)1.2 Сила взаимодействия параллельных токовВ ходе эксперимента мы наблюдали силу, которую нельзя обЪяснить в рамках электростатики. Когда в двух параллельных проводниках ток идет только в одном направлении, между ними существует сила притяжения. Когда токи идут в противоположных направлениях, провода отталкиваются друг от друга.Фактическое значение этой силы действующей между параллельными токами, и ее зависимость от расстояния между проводами могут быть измерены с помощью простого устройства в виде весов.[3] В виду отсутствия таковых, примим на веру, результаты опытов которые показывают, что эта сила обратно пропорциональна расстоянию между осями проводов: F ~1/r .Поскольку эта сила должна быть обусловлена каким – то влиянием, распространяющимся от одного провода к другому, то такая цилиндрическая геометрия создаст силу, зависящую обратно пропорционально первой степени расстояния. Вспомним, что электростатическое поле распространяется от заряженного провода тоже с зависимостью от расстояния вида 1/r.Исходя из опытов видно также что сила взаимодействия между проводами зависит от произведения протекающих по ним токов. Из симметрии можно сделать вывод что если эта сила пропорциональна I1 , она должна быть пропорциональна и I2. То, что эта сила прямо пропорциональна каждому из токов, представляет собой просто экспериментальный факт[4]. Добавляя коэффициент пропорциональности, можем теперь записать формулу для силы взаимодействия двух параллельных проводов: F ~ l/r , F ~I1 I2 ; следовательно, Коэффициент пропорциональности будет содержать связанный с ним множетель 2p , не в саму константу.[5] Взаимодействие между двумя парралельными проводами выражается в виде силы на еденицу длины. Чем длиннее провода тем больше сила:Расстояние r между осями проводов F/l измеряется в метрах. Сила на 1 метр длины измеряется в ньютонах на метр, и токи I1 I2 – в амперах. В этом случае значение m0 в точности равно 4p*10-7 .В школьном курсе физики первым дается определение кулону через ампер, не давая при этом определения амперу, и затем принимается на веру значение константы k , появляющейся в законе Кулона.Только теперь возможно перейти ктому, чтобы рассмотреть определение ампера.Когда полагается что m0 =4p*10-7 , уравнение для F/l определяет ампер. Константа m0 называется магнитной постоянной. Она аналогична константе e0 электрической постоянной. Однако в присвоении значений этим двум константам имеется операционное различие. Мы можем выбирать для какой-нибудь одной из них любое произвольное значение. Но затем вторая константа должна определяться на опыте, поскольку кулон и ампер связаны между собой. В (СИ) выбирается m0 и затем измеряетсяe0 .Исходя теперь из выше описанной формулы значение ампера можно выразить словами: если взаимодействие на 1м длины двух длинных параллельных проводов, находящихся на расстоянии 1м друг от друга, равна 2*10-7 Н, то ток в каждом проводе равен 1А.В случае, когда взаимодействующие провода находятся перпендикулярно друг к другу, имеется лиш очень небольшая область влияния, где провода проходят близко друг к другу, и поэтому можно ожидать, что будет мала и сила взаимодействия между проводами. На самом деле эта сила равна нулю. Поскольку силу можно считать положительной, когда токи параллельны, и отрицательной, когда токи антипараллельны, вполне правдоподобно, что эта сила должна быть равна нулю, когда провода перпендикулярны, ибо это нулевое значение лежит посередине между положительными и отрицательными значениями.1.3 Магнитное поле вблизи двух параллельныхпроводниковКак уже было рассмотрено выше, между параллельными токами действует сила притяжения. Картина линий поля показана на рисунке 3 показывает, что вокруг двух параллельных токов поле усиливается, в то время как между проводами ослабляется. Если воспользоваться предложенной Фарадеем моделью, в которой линии поля рассматриваются как упругие нити, стремящиеся сократиться и в то же время отталкивающие друг друга, то мы придем к заключению, что линии магнитного поля пытаются стянуть два провода вместе в центральную область, где их поля взаимно уничтожаются.На рисунке 4 видим противоположную ситуацию. Провода и здесь параллельны, но токи в них антипараллельны. Теперь поля между проводами складываются конструктивно, в то время как во внешних областях происходит частичная компенсация полей. Линии поля отталкивают друг друга и поэтому пытаются раздвинуть провода.II. Количественная величина сил 2.1 Количественный расчет силы, действующей на ток в магнитном поле.В 1.3 было показано, как выглядит кар­тина линий поля, когда провод с током находится во внешнем магнитном поле. Круговые линии создаваемого током магнитного поля усиливают линии внешнего поля по одну сторону тока и ослабляют по другую. В соответствии с нашей моделью, приписывающей ли­ниям поля упругие свойства, провод бу­дет выталкиваться в область более сла­бого поля. В случае показанных на рисунке 5 направлений напряженности магнитного поля и электрического тока провод будет выталкиваться с силой F влево. Когда в 1.2 рассматривалась сила магнитного взаимодействия двух параллельных токов, было высказано утверждение, что выводимое из экспери­мента уравнение имеет вид В этом пункте будет рассмотрена модель маг­нитного поля, создаваемого одним из токов, с которым другой ток мог бы взаимодействовать. Теперь по формуле для напряженности В магнит­ного поля, создаваемого длинным пря­молинейным проводом, по которому идет ток I1 Эта формула представляет собой часть формулы для силы взаимо­действия двух проводов. Теперь ее мож­но записать вследующем виде:Сила, действующая на направленный пер­пендикулярно к напряженности магнит­ного поля ток, равнаЕсли ток не перпендикулярен к ли­ниям магнитного поля, эта сила стано­вится меньше. В самом деле, сила обра­щается в нуль, когда ток параллелен полю. Качественно к этому заключению можно прийти с помощью правила пра­вой руки и нашей модели взаимодей­ствующих полей.На рисунке 6 показаны линии поля, создаваемого током, который направлен параллельно внеш­нему полю.Результирующее поле по какую-нибудь одну сторону от провода не сильнее, чем по другую, и поэтому мы не можем ожидать, что к проводу будет приложена какая-то сила.Количественный способ описания та­кой геометрической зависимости со­стоит использовании векторного про­изведения. Действующая на ток сила представляет собой вектор, и он про­порционален произведению двух других векторов, I и В . Окончательная формула для силы, действующей на ток в маг­нитном поле, имеет вид:Взаимное расположение этих векторов показано на рисунке 7. Сила F должнабыть перпендикулярна как напряженно­сти магнитного поля В, так и проводу I. Направление силы может быть найдено или с помощью правила правого винта для векторного произведения, или обра­щением к модели линий магнитного по­ля. Модуль силы равен F=ILBsinj где j — угол между линиями поля и прово­дом. Когда угол j = 90°, сила макси­мальна и имеет направление, которое считается положительным в соответ­ствии с правилом правой руки. Когда j=0, действующая на провод сила рав­на нулю. Когда j =270°, ток в проводе имеет противоположное по сравнению с первым случаем направление; сила максимальна, но теперь имеет направле­ние, принимаемое за отрицательное.Рассчитаем теперь, какие значения полей и сил создавались в опыте с дву­мя параллельными полосками алюми­ниевой фольги.Примем, что замкнутая батарейка, (в начальный момент времени по показаниям мультиметра обеспечивала ток 5 А) и что алюминиевые полоски имели дли­ну 40 см при расстоянии междуними всего 2 мм. Напряженность магнитного поля, создаваемого одной полоской на таком расстоянии от другой, равнаСила, действующая на второй провод в таком. магнитном поле, равна:F=ILBsinj= 5A*0,4м*5*10-4 Тл*sin90°=10*10-4 H.Эта сила очень мала (масса 1г имеет вес только 1*10-2 Н. Чтобы обнаружить столь малую силу, были выбраны легкие и гибкие полоски из алюминиевой фольги.III. Электрическое взаимодействие3.1 Взаимодействие параллельных проводниковВ выше описанных примерах при рассмотрении был затронут вопрос о наличии на проводах избыточных поверхностных зарядов. При рассмотрении подобных ситуаций наличие этих зарядов игнорируется хотя они присутствуют на каждом из проводов, протекает по ним ток или нет.Из этого следует что кроме магнитной силы необходимо учитывать и электрическую Fэ .Рассмотрим задачу:Пусть дано два длинных провода с пренебрежительно малым сопротивлением R , а с другого конца подключены к источнику постоянного напряжения. Радиус сечения каждого провода в h =20 раз меньше расстояния между осями проводов. При каком значении сопротивления R результирующая сила взаимодействия проводов обратится в нуль?Решение:Пусть на единицу длины провода приходится избыточный заряд l. Тогда электрическая сила, действующая на единицу длины провода со стороны другого провода, может быть найдена с помощью теоремы Гаусса:Где L – расстояние между осями проводов. Магнитную силу, действующую на единицу длины провода можно найти с помощью теоремы о циркуляции вектора В:Где I — сила тока в проводнике.Дальше следует отметить, что обе силы – электрическая и магнитная – направлены в разные стороны.Электрическая сила обусловливает притяжение проводов, в то время как магнитная – их отталкивание. Найдем соотношение этих сил:Между величинами I иl существует определенная связь[6] Где U=IR . поэтому из соотношения (2) следует, чтоПосле подстановки (3) в (1) получим: Результирующая сила взаимодействия обращается в нуль, когда последнее отношение равно единице. Это будет при R=R0 Если RFэ – провода отталкиваются, если R>R0 ,то Fм

Источник: https://zinref.ru/000_uchebniki/02800_logika/011_lekcii_raznie_28/405.htm

1.2. Взаимодействие проводников с током

Как определить силу взаимодействия проводов...

Опытпоказывает, что проводники, по которымтекут электрические токи, взаимодействуютдруг с другом. Так, например, два тонкихпрямолинейных параллельных проводникапритягиваются друг к другу, еслинаправления протекающих в них токовсовпадают, и отталкиваются, еслинаправления токов противоположны (рис.2).

Рис.2. Взаимодействие параллельных проводниковс током.

Определяемаяэкспериментально сила взаимодействияпроводников, отнесенная к единице длиныпроводника (т.е., действующая на 1мпроводника) вычисляется по формуле:

,

гдеи –силы токов в проводниках, – расстояние между ними в системе СИ,- так называемая, магнитная постоянная().

Связьмежду электрической и магнитнойпостояннымиопределяется соотношением:

где=3·108м/с– скорость света в вакууме.

Наосновании эмпирической формулы для установлена единицасилы тока в системе СИ – Ампер (А).

Ампер– сила такого неизменяющегося тока,который, проходя по двум прямолинейнымпроводникам бесконечной длины и ничтожномалого кругового сечения, расположеннымв вакууме на расстоянии 1 м один отдругого, вызывает силу взаимодействиямежду ними, равную 2·10-7Н на 1 м длины.

Итак,при протекании электрического тока попроводнику в окружающем его пространствепроисходят какие-то изменения, чтозаставляет проводники с токомвзаимодействовать, а магнитную стрелкувблизи проводника с током поворачиваться.

Таким образом, мы пришли к выводу, чтовзаимодействие между магнитами,проводником и током, между проводникамис током осуществляется посредствомматериальной среды, получившей названиемагнитногополя.

Из опыта Эрстеда следует, что магнитноеполе имеет направленныйхарактер,поскольку угол поворота стрелки зависитот величины и направления протекающеготока. Это подтверждается также и опытамипо взаимодействию проводников с током.

1.3. Индукция магнитного поля

Рассмотримвзаимодействие прямого проводника стоком с магнитным полем подковообразногомагнита. В зависимости от направлениятока проводник втягивается иливыталкивается из магнита (рис. 3).

Рис.3. Взаимодействие прямого проводника стоком с магнитным полем подковообразногомагнита.

Мыпришли к заключению, что на проводникс током, помещенный в магнитное поле,действует сила. Причем эта сила зависитот длины проводника и величины протекающегопо нему тока, а также от его ориентациив пространстве. Можно найти такоеположение проводника в магнитном поле,когда эта сила будетмаксимальной.Это и позволяет ввести понятие силовойхарактеристики магнитного поля.

Силовойхарактеристикой магнитного поля являетсяфизическая величина, определяемая вданном случае как

,

Онаполучила название индукциимагнитного поля. Здесь — максимальная сила, действующая напроводник с токомв магнитном поле,-длина проводника,-сила тока в нем.

Единицаизмерения вектора магнитной индукции– тесла.

1Тл – индукция такого магнитного поля,которое действует с силой 1 Н на каждыйметр длины прямолинейного проводника,расположенного перпендикулярнонаправлению поля, если по проводникутечет ток 1А:

1Тл=1 Н/(А·м).

Индукциямагнитного поля – величина векторная.Направление векторамагнитной индукциив нашем случае связано с направлениямииправиломлевой руки (рис.4):

есливытянутые пальцы направить по направлениютока в проводнике, а силовые линиимагнитного поля будут входить в ладонь, то отогнутый большой палец укажетнаправление силы ,действующейна проводник с током со стороны магнитногополя.

Рис.4. Правило левой руки

Численноезначениевектора можноопределить и через момент сил, действующихна рамку с током в магнитном поле:

,

-максимальный вращательный момент,действующий на рамкус током в магнитномполе, -площадь рамки,-сила тока в ней.

Занаправление вектора вэтом случае (рис. 5) принимается направлениенормали кплоскости витка, выбранное так, чтобы,глядя навстречу ,ток по витку протекал бы против часовойстрелки.

Единицаизмерения вектора магнитной индукции– тесла.

Занаправление вектора вэтом случае (рис. 5) принимается направлениенормали кплоскости витка, выбранное так, чтобы,глядя навстречу ,ток по витку протекал бы против часовойстрелки.

Рис.5. Ориентирующее действие магнитногополя на рамку с током.

Силовыелинии магнитного поля (линиииндукции магнитного поля)– это линии, в каждой точке которыхвектор направленпо касательной к ним.

Модульмагнитной индукции пропорционаленгустоте силовых линий, т.е. числу линий,пересекающих поверхность единичнойплощади, перпендикулярную этим линиям.

Втаблице 1 приведены картины силовыхлиний для различных магнитных полей.

Так,например, направление линий магнитнойиндукции прямого провода с токомопределяетсяпо правилубуравчика (или «правого винта»):

еслинаправление поступательного движениябуравчика совпадает с направлениемтока в проводнике, то направлениевращения ручки буравчика совпадает снаправлением вектора магнитной индукции.

Такимобразом, силовые линии магнитного полябесконечного прямого проводника с токомпредставляют собой концентрическиеокружности, лежащие в плоскости,перпендикулярной проводнику. С увеличениемрадиуса rокружностимодуль вектора индукции магнитногополя уменьшается.

Дляпостоянного магнита за направлениесиловых линий магнитного поля принятонаправление от северного полюса магнитаNк южному S.

Картиналиний индукции магнитного поля длясоленоида поразительно похожа на картинулиний индукции магнитного поля дляпостоянного магнита. Это навело на мысльо том, что внутри магнита имеется многомаленьких контуров с током. Соленоидтоже состоит из таких контуров – витков.Отсюда и сходство магнитных полей.

Таблица1

Силовыелинии магнитного поля

Источник магнитного поляКартина силовых линий
Прямойпроводс током
Кольцевойвитокс током

Таблица1 (продолжение)

Источник магнитного поляКартина силовых линий
Постоянныймагнит
Катушка с током (соленоид)
Магнитное поле Земли

Принципсуперпозиции для вектора :результирующая индукция поля в некоторойточке равна векторной сумме индукцийотдельных полей:

.

Важнаяособенность линий магнитной индукции– они не имеют ни начала, ни конца, т.е.линиимагнитной индукции всегда замкнуты.Этим магнитное поле отличается отэлектростатического. Его силовые линииимеют источники: они начинаются наположительных зарядах и заканчиваютсяна отрицательных.

Поляс замкнутыми силовыми линиями называютвихревыми.Магнитное поле – вихревое поле.Замкнутостьлиний магнитной индукции – фундаментальноесвойство магнитного поля. Оно заключаетсяв том, что магнитныхзарядов в природе нет.Источниками магнитного поля являютсядвижущиесяэлектрические заряды.

Источник: https://studfile.net/preview/4001696/page:2/

Сила взаимодействия двух параллельных проводников с токами

Как определить силу взаимодействия проводов...

Если взять два параллельных проводника с токами, расположенных на расстоянии а друг от друга, то вокруг каждого из них будет возникать собственное магнитное поле, причем проводник с током I1 окажется в магнитном поле проводника с током I2 и наоборот. В результате на проводники будут действовать электромагнитные силы F1 и F2, направление которых определяется по правилу левой руки.

Þ провода с токами одинакового направления притягиваются друг к другу с силой F.

Намагничивание ферромагнитных материалов

У ферромагнетиков . Они используются во всех электрических машинах. Если ввести ферромагнитный сердечник в катушку с током, то магнитное поле этой катушки увеличивается в сотки и в тысячи раз.

В ферромагнетиках имеются произвольно намагниченные области, которые называют доменами, или области спонтанного намагничивания. Магнитные поля их направлены хаотически, а результирующее магнитное поле равно «0».

Если такой ферромагнетик поместить во внешнее магнитное поле, например – в катушку с током, то домены будут разворачиваться в направлении внешнего магнитного поля, и результирующее поле резко возрастает. При этом говорят, что ферромагнетик намагнитился.

Процесс намагничивания ферромагнетика, помещенного в катушку с током, можно объяснить с помощью кривой намагничивания.

 — кривая Столетова

Под действием внешнего поля, создаваемого током в катушке, домены начнут ориентироваться в направлении внешнего поля.

Кривую можно разбить на три участка:

1. Участок ОА – здесь магнитная индукция растет пропорционально к увеличению напряженности магнитного поля;

2. Участок АВ (колено кривой) – здесь рост магнитной индукции замедляется, т.к. большинство доменов уже сориентированы в направлении внешнего поля; пропорциональность между В и Н нарушается;

3. Участок ВС – здесь все домены сориентированы в направлении внешнего поля, рост магнитной индукции прекращается. Наступает магнитное насыщения.

Перемагничивание ферромагнетиков

Магнитный гистерезис

Если после достижения насыщения сердечника уменьшать ток в катушке (напряженность внешнего поля), то магнитная индукция также будет уменьшаться, т.к. часть доменов вернется в положение, которое они занимали до намагничивания. Однако другая часть останется сориентированной в направлении внешнего магнитного поля.

В точке А внешнее магнитное поле равно нулю, а магнитная индукция не равна нулю. Это значение магнитной индукции называется остаточной магнитной индукцией.

Чтобы размагнитить сердечник необходимо приложить внешнее поле обратного направления и довести его до значения, определяемого отрезком ОВ, который называют коэрцитивной силой. Если продолжать увеличивать внешнее поле, то вновь получим насыщение.

Выводы:

1. Изменение магнитной индукции отстает (запаздывает) во времени от изменения напряженности внешнего поля.

2. Это запаздывание называется магнитным гистерезисом, а кривая намагничивания, характеризующая этот процесс, называется петлей гистерезиса.

3. Перемагничивание ферромагнетиков связано с затратой энергии, которая превращается в тепло. Потери энергии, связанные с процессом перемагничивания, называются потерями гистерезиса.

Величина энергии, затраченной на 1 цикл перемагничивания, пропорциональна площади петли гистерезиса.

При перемагничивании происходит изменение размеров тел (10-6). Это явление называется магнитострикцией.

Магнитожесткие и магнитомягкие материалы

Магнитомягкие – хорошо намагничиваются и хорошо размагничиваются. Площадь петли гистерезиса у них невелика. Коэрцитивная сила небольшая. Имеют большую магнитную проницаемость.

К ним относится электротехническая сталь, трансформаторная сталь, пермолон (железо с никелем). Они используются во всех электромагнитах.

Магнитожесткие – плохо намагничиваются и плохо размагничиваются. Характеризуются большой площадью петли гистерезиса, большой коэрцитивной силой и остаточной магнитной индукцией.

К ним относятся углеродистые, вольфрамовые, кобальтовые и другие сплавы.

Магнитные цепи

Магнитной цепью называют устройство, в котором замыкается магнитный поток. Бывают разветвленные и неразветвленные.

Неразветвленная цепьРазветвленная цепь

Кроме того, магнитные цепи бывают однородные и неоднородные. Однородные цепи изготавливают из одного материала, они имеют одинаковую площадь сечения.

Закон Ома и закон Кирхгофа для магнитных цепей

Закон Ома: магнитное напряжение на любом участке т.к. .

Если , то , где  — магнитное сопротивление. .

Магнитный поток прямо пропорционален магнитному напряжению и обратно пропорционален магнитному сопротивлению.

Закон Кирхгофа

1 правило: алгебраическая сумма магнитных токов в точке разветвления равна 0.

2 правило: основано на законе полного тока .

Алгебраическая сумма МДС равна алгебраической сумме магнитных напряжений на отдельных участках цепи.

.

Закон Ома и закон Кирхгофа для расчета магнитных цепей не используют, т.к. магнитное сопротивление, в отличие от электрического, зависит от величины магнитного напряжения.

Для расчета магнитных цепей используют закон полного тока.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/2_113640_sila-vzaimodeystviya-dvuh-parallelnih-provodnikov-s-tokami.html

Задача № Магнитное поле прямолинейных проводов с током Рассчитать магнитное поле в заданных точках, определить силу взаимодействия проводов с током рис По

Как определить силу взаимодействия проводов...

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Задача № 1. Магнитное полепрямолинейных проводов с током

Рассчитатьмагнитное поле в заданных точках,определить силу взаимодействия проводовс током рис 1. По проводам ЛЭП протекаюттоки I1и I2.Провода закреплены на опорах, расстояниемежду которыми L=50м.

I1, A

I2, A

Точки для расчета

х ● 1800

х ● 1800

Ж, Ш

Порядокрасчета.

  1. Найти расстояние от каждого провода до заданных точек.

  2. Найти напряженность магнитного поля, созданного каждым из проводов в заданных точках.

  3. Графически определить результирующую напряженность магнитного поля в заданных точках. Для этого все векторы напряженности откладывать в одном масштабе с учетом правила буравчика.

  4. Определить магнитную индукцию в заданных точках.

  5. Найти силу взаимодействия проводов с токами, указать направление силы.

рис 1

Задача№ 2. Расчет неразветвленной цепипеременного тока

схема

А

И, В

90

R1, Ом

5

R2, Ом

4

R3, Ом

2

Rк, Ом

3

L1, мГн

25,4

L2, мГн

25,4

Lк, мГн

96

С1, мкФ

1061

С2, мкФ

796

С3, мкФ

1592

Участок цепи

АГ

Порядокрасчета.

  1. Рассчитать реактивные сопротивления катушек и конденсаторов.

  2. Найти полное сопротивление цепи.

  3. Найти действующее значение тока.

  4. Определить сдвиг фаз тока и напряжения.

  5. Найти действующие значения напряжения на каждом элементе цепи.

  6. Построить векторную диаграмму тока и напряжений.

  7. Определить общее напряжение цепи и сравнить с его значением на векторной диаграмме.

  8. Определить активную, реактивную и полную мощности цепи.

  9. По векторной диаграмме определить напряжение на заданном участке цепи и сдвиг фаз на этом участке.

Схема А

Задача№ 3. Расчет разветвленной цепи переменноготока

схема

А

И, В

100

Ψuо

-30

R1, Ом

12

R2, Ом

8

Х1, Ом

16

Х2, Ом

6

Порядокрасчета.

  1. Найти полное сопротивление каждой ветви.

  2. Найти силу тока в ветвях.

  3. Определить сдвиг фаз токов в ветвях и приложенного напряжения.

  4. Определить активные и реактивные составляющие токов в ветвях.

  5. Определить ток в неразветвленной части цепи.

  6. Определить сдвиг фаз напряжения и тока.

  7. Построить векторную диаграмму токов с учетом начальной фазы напряжения.

Схема А

Задача№ 4 Расчет простой электрической цепи

СХ

E, В

I, А

R0, Ом

R1

R2

R3

R4

R5

4

I2=2

1

50

26

40

35

25

Определитьэквивалентное сопротивление, ЭДС, токв каждом резисторе, потенциал т. А,сделать проверку по 1 закону Кирхгофа,составить баланс мощностей для цепи.

Схема4

Задача № 5. Эквивалентное преобразование ∆-каи λ сопротивлений

Найтиэквивалентное сопротивление, ток вкаждом резисторе, сделать проверку по2 закону Кирхгофа

Сх

Е

Ri

R1

R2

R3

R4

R5

λ в ∆

2

30

1

6

1

50

20

30

Схема2

Найтиэквивалентное сопротивление, ток вкаждом резисторе, сделать проверку по2 закону Кирхгофа

Задача№ 6. Расчет сложных схем

Расчитатьзаданную цепь:

  1. с помощью узловых и контурных уравнений

  2. методом контурных токов

  3. методом наложения

  1. методом узлового напряжения

Внутреннеесопротивление источников R0=1Ом

схема

Е1

Е2

Е3

R1

R2

R3

R4

R5

R6

2

175

210

20

29

60

18

38

60

Схема2

  1. Документ

    Определитьсилувзаимодействия заряда со стержнем. 799 314030 . Электрическое поле в воздухе создаётся тонкойпрямолинейной … противоположных направлениях токипо 16 А. Определить индукцию магнитногополя: а) в точке А, удаленной на от одного провода и …

  2. Урок

    … опыты с рамкой (см. рис. 1.5, 1.6). В магнитномполепрямолинейного проводника с токоммагнитная стрелка в каждой точке устанавливается по касательной к окружности (см …

  3. Решение

    … Представленная в задаче схема постоянного тока, может быть рассчитана на основе … на рис. 1. По проводнику течет ток А. Найти магнитную индукцию в точках М … ток I = 50 А. Виток помещен в однородное магнитноеполе В = 0,20 Тл. Определить момент силы

  4. Сборник задач

    … d — толщина пластины. Силавзаимодействия в вакууме двух длинных параллельных прямолинейных проводников с силамитока I\ и /2, отнесенная … = 10 см, по которому течет ток 7 = 20 А. Определитьмагнитную индукцию поля в точке А (рис. 21.4), находящейся …

  5. Документ

    … крестиком на рис. 1-2. В результате взаимодействиятока i в проводнике и поля возникнет электромагнитная сила , (1-2) направление которой определяетсяпо правилу левой …

Другие похожие документы..

Источник: https://gigabaza.ru/doc/55117.html

Biz-books
Добавить комментарий