Magnetický tok v cívce: 7 důležitých faktů, které byste měli vědět

V tomto článku popíšeme 7 důležitých faktů souvisejících s magnetickým tokem v cívce.

Magnetický tok v cívce je v podstatě celkový počet siločar magnetického pole, které procházejí celkovým povrchem cívky. Jak víme, siločáry magnetického pole jsou v podstatě mírou čistého magnetického pole povrchu, a proto je jasné, že čisté magnetické pole, které prochází danou povrchovou plochou, je známé jako magnetický tok tohoto povrchu.

Zde si musíme ujasnit jednu věc, že ​​existuje rozdíl mezi celkovým počtem siločar magnetického pole a čistým počtem siločar magnetického pole. Čistý počet siločar magnetického pole znamená rozdíl mezi počtem siločar magnetického pole, které směřují jedním směrem, a počtem siločar magnetického pole, které jsou nasměrovány jiným směrem.

Obecný výraz magnetického toku je - Φ = BA = BAcosθ kde B je magnetické pole a A je oblast a θ je úhel mezi B a normální letadlo. Existují dva typy magnetického toku. Jedním z nich je magnetický tok uzavřeným povrchem a druhým je magnetický tok otevřeným povrchem. Magnetický tok uzavřeným povrchem je vždy nulový, ale magnetický tok otevřeným povrchem není nulový.

Jak vzniká magnetický tok v cívce?

Důvodem generace magnetický tok v cívce je elektrický proud. Nyní popíšeme, jak vzniká magnetický tok v cívce s tokem proudu a také si dáme jasný obrázek o tom, jak se mění magnetický tok, který je s cívkou spojen.

Vezměme si příklad cívky s proudem a magnetu, který je umístěn před ní. Když se tento magnet přiblíží k cívce nebo daleko od cívky, dojde k efektu v cívce. Tento efekt je známý jako magnetický tok. Ve skutečnosti pohyb magnetu přináší změny v magnetickém poli cívky. Tímto způsobem v něm vzniká magnetický tok.

Tento jev indukce magnetického toku v cívce přiblížením nebo vzdálením magnetu od cívky je známý jako princip indukce. Pomocí tohoto principu lze pomocí magnetu indukovat magnetické pole nebo přesněji magnetický tok.

Jak vypočítat magnetický tok spojený s cívkou?

Nyní vypočítáme hodnotu magnetického toku, který je spojen s cívkou. Řekněme, že na dané cívce je N počet závitů a její průřez je A. Rovina cívky je udržována rovnoběžná s magnetickým polem. Takže matematický výraz pro výpočet magnetického toku spojeného s cívkou je  Φ = Nx(BA) = NBAcosθ

KdeN je počet závitů kolem cívky,B je magnetické pole aA je oblast a θ je úhel meziB a normální letadlo. Zde je úhel mezi magnetickým polem B a normálou roviny 90 stupňů. Znamená to, že θ = 90 stupňů. proto , Φ = NBAcosθ = NBAcos90 = NBAx0 = 0 [jako cos 90=0]. Takže hodnota magnetického toku spojeného s cívkou je nulová, když je její rovina rovnoběžná s magnetickým polem.

Jak se mění magnetický tok cívkou?

Magnetický tok spojený s cívkou se mění podle Faradayových zákonů elektromagnetické indukce. První zákon říká, že změna v počtu čistých magnetických siločar nebo přesněji magnetického toku spojeného s cívkou indukuje emf nebo napětí v cívce.

Druhý zákon říká, že rychlost změny magnetického toku je rovna indukovanému emf, které bylo generováno v cívce.

Požadovaný matematický výraz pro druhý zákon je-

∈ ∝ – dΦ/dt kde ∈ je indukované emf. Nyní, pokud je v dané cívce N počet závitů, bude tento výraz zapsán jako ∈ = – N.dΦ/dt. Toto (-) znaménko znamená, že indukované emf se snaží vzdorovat změně magnetického toku.

Protože Φ lze také zapsat jako Φ = ∬ B.dA (kde dA je hodnota nekonečně malé plochy), výše uvedené vyjádření indukovaného emf lze také zapsat jako ∈ = – Nd/dt(∬ B.dA). Pomocí tří metod budeme schopni změnit hodnotu magnetického toku spojeného s cívkou.

1. Pokud změníme sílu magnetu – pokud se síla magnetu zvýší, znamená to, že se zvýší i hodnota magnetického pole. V důsledku zvýšeného magnetického pole se také zvýší indukované emf, protože je přímo úměrné magnetickému poli.
2. Pokud změníme plochu povrchu - protože indukované emf je přímo úměrné ploše povrchu, indukované emf se bude zvyšovat s rostoucí hodnotou plochy povrchu a indukované emf bude klesat s klesající hodnotou plochy povrchu.

 3. Jakákoli změna, ke které dojde v úhlu mezi magnetickým polem a normálou k rovině, je také dalším důvodem změny hodnoty indukovaného emf.

Když se drátěná smyčka otáčí v magnetickém poli?

S pomocí velmi jednoduchého příkladu budeme schopni na tuto otázku odpovědět. Vezměme hodnotu magnetického toku jako funkci frekvence w pohyblivé cívky. Φ = BAcoswt

Proto ,  ∈ = – dΦ/dt = -d/dt(BAcoswt) = wBAsinwt

Když je hodnota wt v rozmezí 0 až π, pak je hodnota sin wt +ve, zatímco hodnota sin wt je -ve, když hodnota wt leží mezi π a 2π. Magnetický tok se používá k průchodu cívkou, když se cívka začne otáčet v poloze, kde je její rovina kolmá k magnetickému poli.

Jakmile se cívka začne otáčet, magnetický tok spojený s cívkou se sníží. Tímto způsobem, když se jeho rovina stane rovnoběžnou s magnetickým polem, hodnota magnetického toku se stane nulovou. Poté se hodnota toku opět začne zvyšovat. Pokud se cívka stále otáčí, pak opět hodnota magnetického toku dosáhne maximální hodnoty.

Jaké tři faktory způsobují změnu magnetického toku cívky?

Tři faktory, které způsobují změnu magnetického toku dané cívky, jsou: (1) magnetické pole (2) plocha povrchu a (3) úhel mezi magnetickým polem a normálou k rovině.

1.Pokud změníme sílu magnetu – pokud se síla magnetu zvýší, znamená to, že se zvýší i hodnota magnetického pole. Protože indukované emf je přímo úměrné magnetickému poli, indukované emf se také zvýší.

2.Pokud změníme plochu povrchu - protože indukované emf je přímo úměrné ploše povrchu, indukované emf se bude zvyšovat s rostoucí hodnotou plochy povrchu a indukované emf bude klesat s klesající hodnotou plochy povrchu.

3. Jakákoli změna, ke které dojde v úhlu mezi magnetickým polem a normálou k rovině, je také dalším důvodem změny hodnoty indukovaného emf.

Problém praxe

Rovnoměrné magnetické pole 0.2 T vytváří kruhovou smyčku, která se otáčí. Plocha kruhové smyčky je 1×10^-2 m². Pokud je rovina smyčky kolmá vzhledem k magnetickému poli, vypočítejte hodnotu magnetického toku.

Odpovědět :

B = 0.2 T

A = 10 x 10^-2 m²

θ = 0 stupňů

Víme, Φ = BAcosθ

                          = 0.2 x 10 x 10^-2 x cos 0

                          = 2 x 10^-2 tkadlec

Proč investovat do čističky vzduchu?

V tomto článku jsme probrali několik faktů, které souvisejí s magnetickým tokem v cívce.

Také čtení:

• Jehla je magnetická
• Magnetický tok a plocha
• Vazba magnetického toku vs
• Magnetický tok a čas
• Magnetický tok a proud
• Je prach magnetický
• Magnetické pole vs elektromagnetické pole
• Magnetické pole a vzdálenost
• Je zrcadlově magnetický
• Je struska magnetická