Magnetický tok v drátu: 7 faktů, které byste měli vědět

Množství siločar magnetického pole, které prochází danou oblastí, se nazývá magnetický tok. Magnetický tok pomáhá předpovídat směr a účinek magnetického pole v dané oblasti.

Magnetická pole jsou základní příčinou vzniku magnetického toku. Popisuje interakci pole v každém bodě spojeném s pohybujícími se náboji v této oblasti. Protože drát nese náboje, proberme v tomto příspěvku stručně fakta spojená s magnetickým tokem v drátu.

Je v drátu magnetický tok?

V vodiči s proudem je magnetický tok. Pohybující se náboje vždy přispívají k vytváření magnetického pole. Toto magnetické pole indukuje magnetický tok v drátu.

Protože víme, že drát může generovat elektrické pole, i když se náboje nepohybují. Podobně může drát generovat magnetický tok pouze tehdy, když dojde k pohybu nábojů. Pohybující se náboje generují magnetické pole v drátu. Pokud uvažujeme drátovou smyčku, magnetické siločáry procházejí smyčkou a vytvářejí tok.

Předpokládejme, že stejnoměrné magnetické pole je generováno ve vodiči o jednotkové délce, kterým prochází proud kolmý k poli. V tomto případě působí normálová síla ve směru kolmém k magnetickému poli i proudu. To vytváří magnetický tok v drátu.

Jaký je magnetický tok v drátu?

Celkový počet magnetických siločar pronikající z dané oblasti drátu se nazývá magnetický tok ve drátu. Magnetický tok v drátu také popisuje účinek magnetické síly vyvinuté v drátu.

Uvažujeme-li drát, který se skládá z pohybujících se nábojů, vzniká magnetické pole. Magnetické siločáry v drátu mají vždy směr; směr, kterým magnetické siločáry procházejí uvnitř drátu, je obvykle reprezentován magnetickým tokem. Magnetický tok je vektorová veličina, protože má jak velikosti, tak směr.

Magnetický tok je pomyslná čára, která vizualizuje sílu magnetického pole generovaného v drátu a směr šíření siločar. Jednotkou SI magnetického toku je Weber(Wb), označený písmenem φ_B, kde B představuje magnetické pole.

Jaká je hustota magnetického toku v drátu?

Normální reakční síla vyvíjená na jednotku délky daného drátu na jednotku proudu, kde je magnetické pole v pravém úhlu k toku proudu, se nazývá hustota magnetického toku. Jednotkou hustoty magnetického toku je Tesla, označovaná písmenem B.

Hustota magnetického toku jednoduše měří sílu magnetického pole v drátu. Hustota magnetického toku popisuje počet siločar, které mohou existovat v drátu, který vede proud kolmo k poli. Hustota magnetického toku je také vektorová veličina.

Protože drát přenáší proud, hustota magnetického toku je silně ovlivněna elektrickým polem, podobně jako elektrický proud ovlivněný druhým elektrickým polem. Vzorec pro zjištění hustoty magnetického toku v drátu je uveden níže.

B=F/Il Kde F je kolmá síla, I je proud a l je délka drátu.

Okolní prostředí drátu také ovlivňuje hustotu toku. Velikost hustoty toku závisí na dvou faktorech,

• Síla proudu
• Kolmá vzdálenost od bodu drátu

Víme, že B je velmi závislé na délce drátu, ale poloměr drátu nemůže být zanedbatelný, i když je velmi malý. Takže hustota magnetického toku pro dlouhý rovný drát je dán

Kde μ je propustnost média. Ve vakuu je propustnost 4π×10-7Hm-1.

Jak zjistit magnetický tok drátu?

Magnetický tok pronikající drátem se vypočítá pomocí magnetického pole vyvinutého v drátu a plochy průřezu drátu. Součin plochy a magnetického pole jednoduše udává magnetický tok.

φ_B=BA

Generovaný magnetický tok je vždy kolmý k magnetickému poli. Svírá tedy úhel mezi normálním a magnetickým polem. Vzhledem k této skutečnosti je magnetický tok dán

φ_B=BA cosθ

Kde θ je úhel mezi normálním a magnetickým polem.

Pro nalezení magnetického toku ve vodiči je nutné dodržet kroky uvedené níže.

• Určete uvedené hodnoty magnetického pole, plochy a úhlu. Pokud není plocha drátu výslovně uvedena, vypočítejte plochu pomocí rozměrů daného drátu (pomocí délky, tloušťky, poloměru atd.)
• Pokud je úhel dán, nepoužívejte ve výpočtu stejný úhel. Odečtěte daný úhel o 90° a získaný úhel pak použijte pro výpočet.
• Magnetické pole musí být vyjádřeno v Tesle a plocha musí být v m².
• Poté vložte hodnoty do rovnice, vypočítejte φ_B a získanou hodnotu vyjádříte pomocí Wb.

Jaké jsou faktory, které ovlivňují magnetický tok v drátu?

Existují čtyři faktory, které ovlivňují magnetický tok v drátu; oni jsou

• Síla magnetického pole B
• Plocha průřezu drátu
• Úhel mezi normálou k povrchu a magnetickým polem v drátu
• Tok proudu v drátu

Malá změna faktoru, jak již bylo zmíněno dříve, ovlivňuje magnetický tok v drátu. Síla magnetického pole koreluje s magnetickým tokem v drátu, pokud je magnetické pole generované v drátu silné, magnetický tok v drátu se zvyšuje. Plocha drátu také přímo odpovídá magnetickému toku. Čím větší je plocha drátu, tím více tavidla může drátem proniknout.

Magnetické pole musí být kolmé k povrchu, aby magnetický tok mohl vzájemně pronikat ve správném úhlu. Proud přímo souvisí s magnetickou silou. Jak se tok proudu zvětšuje, zvětšuje se magnetická síla zvýšením síly pole; tím se také zvýší tok.

Změna kteréhokoli z výše uvedených faktorů vede ke změně magnetického toku. Změna magnetického toku indukuje elektromotorickou sílu v drátu.

Co se stane s magnetickým tokem, když nahradíme drát svazkem drátů?

Síla magnetického toku se zvyšuje se svazkem drátů. Vzhledem k tomu, že magnetický tok je způsoben magnetickým polem vyvíjejícím se v drátu v důsledku pohybu nábojů, jak svazek drátů nahrazuje jeden drát, síla magnetického pole se zvyšuje a zvyšuje tok.

Magnetické pole se řídí principem superpozice: „magnetické pole působící na bod v důsledku více zdrojů se rovná vektorovému součtu všech jednotlivých magnetických polí v tomto bodě. To nakonec vysvětluje, že pokud vezmeme v úvahu bod, kde se ke generování magnetických polí používá více drátů, každý jednotlivý drát přispívá určitým magnetickým polem k vytvoření silného pole.

Magnetický tok pronikající ze svazku drátů je také způsoben magnetickým polem, kterým přispívá každý drát. Takže magnetický tok ze svazku drátu je větší. Vzorec udává magnetický tok v důsledku svazku drátů

φ_B=n BA cosXNUMX; Kde n představuje počet drátů použitých ke generování toku.

Vyřešené problémy s magnetickým tokem v drátu

Vypočítejte magnetický tok v drátu, ve kterém kolmo k povrchu drátu o ploše 4.2 m působí rovnoměrné magnetické pole 0.08T².

Řešení:

Je dána – síla magnetického pole, B=4.2T

Plocha průřezu vodiče A=0.08m²

Protože úhel mezi povrchem a magnetickým polem není uveden, můžeme úhel zanedbat. Vzorec udává magnetický tok

φ_B=BA

φ_B=(4.2)(0.08)

φ_B= 0.336 Wb.

Drát o ploše 0.0078m² generuje magnetické pole 3.33T pod úhlem 35° kolmo k drátěné smyčce. Vypočítejte magnetický tok generovaný tímto drátem.

Řešení:

Je dáno –magnetické pole B=3.33T.

Plocha drátu A=0.0078m²

Úhel kolmý k magnetickému poli = 35°.

Úhel lze nalézt jako θ=90° (naměřený úhel)

90 = 35°-XNUMX°

55 = XNUMX°

Magnetický tok je

φ_B=BA cosθ

φ_B=(3.33)(0.0078)cos(55)

φ_B=(0.0259)(0.573)

φ_B= 0.01488 Wb

Proč investovat do čističky vzduchu?

Z tohoto příspěvku se dozvíme, že magnetický tok v drátu je vektorová veličina, která popisuje účinek magnetické síly generované v drátu. Magnetický tok je způsoben intenzitou magnetického pole, které se řídí principem superpozice.

• Jak funguje větrací otvor mikrovlnné trouby: Věda za tím
• Jak funguje mikrovlnný senzor: Věda za ním
• Jak fungují fúzní reaktory? 5 faktů, které byste měli vědět!
• Kdy začíná jaderná fúze? 7 faktů, které byste měli vědět!
• 9 příkladů nasycených uhlovodíků: Fakta, která byste měli vědět!
• 13 příkladů kapalných uhlovodíků: Fakta, která byste měli vědět!

Přečtěte si více o Je Magnetický Tok Vektor?

Také čtení:

• Magnetický tok a hustota magnetického toku
• Jak zvýšit sílu magnetického pole
• Je kobalt magnetický
• Je zlato magnetické
• Je magnetická uhlíková ocel
• Mění se velikost magnetického pole
• Magnetické pole mezi dvěma paralelními dráty
• Je magnetický tok nulový
• Aplikace elektromagnetického tlumení vířivými proudy
• Je cín magnetický