14 Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.

Правило правой руки Если расположить большой палец правой руки по направлению тока, то направление обхвата проводника четырьмя пальцами покажет направление линий магнитной индукции

Правило правой руки и правило буравчика одно и тоже.

15 Все вещества обладают определенными магнитными свойствами, т. е. являются магнетиками. Для большинства веществ магнитная проницаемость μ близка к единице и не зависит от величины магнитного поля. Вещества, для которых магнитная проницаемость незначительно меньше единицы (μ < 1), называются диамагнетиками, незначительно больше единицы (μ > 1) — парамагнетиками. Вещества, магнитная проницаемость которых зависит от величины внешнего поля и может значительно превышать единицу (μ » 1), называются ферромагнетиками.

Примерами диамагнетиков являются свинец, цинк, висмут (μ = 0,9998); парамагнетиков — натрий, кислород, алюминий (μ = 1,00023); ферромагнетиков — кобальт, никель, железо (μ достигает значения 8⋅103).

Впервые объяснение причин, вследствие которых тела обладают магнитными свойствами, дал Анри Ампер (1820 г.). Согласно его гипотезе, внутри молекул и атомов циркулируют элементарные электрические токи, которые и определяют магнитные свойства любого вещества.

16 Магніторушійна сила (МРС) - фізична величина, що характеризує роботу непотенційного сил, що породжують магнітний потік в магнітних ланцюгах; аналог ЕРС в електричних ланцюгах. Величина вимірюється в амперах ( СІ) або ж у Гілберта ( СГС), причому 1А =   = 1.257 Гб.

Магніторушійна сила   в індукторі або електромагніт обчислюється за формулою:

де ω - кількість витків в обмотці, I - струм в провіднику.

Вираз для магнітного потоку в магнітного ланцюга, також відоме як закон Хопкінса, має наступний вигляд:

де Φ - величина магнітного потоку, Rm - магнітний опір провідника. Даний запис є аналогом закону Ома в електричних ланцюгах.

магнитное напряжение - это магнитодвижущая сила еще называют ампервитки из-за выражения МДС = N x I N - число витков I - ток проще говоря соответствует общей силе тока, проходящего через магнитное поле замкнутого контура. еще есть закон Хопкинсона МДС = Rm x Ф Rm - магнитное сопротивление Ф – поток

17 При подключении к источнику переменного тока с синусоидально изменяющейся э. д. с. электрических цепей с линейными сопротивлениями в них будут действовать синусоидально изменяющиеся напряжения и проходить синусоидально изменяющиеся токи. Переменные токи, э. д. с. и напряжения характеризуются четырьмя основными параметрами: периодом, частотой, амплитудой и действующим значением.

Период. Промежуток времени Т, в течение которого э. д. с, напряжение и или ток i совершают полный цикл изменений, называется периодом. Чем быстрее вращается виток или ротор генератора переменного тока, тем меньше период изменения э. д. с. или тока.

Частота. Число полных периодов изменения э. д. с, напряжения или тока в 1 с называется частотой,

f = 1 / T

Она измеряется в герцах (Гц), т. е. числом периодов в секунду. Чем больше частота, тем меньше период изменения тока, напряжения или э. д. с. (рис. 169,б). В Советском Союзе все электрические станции переменного тока вырабатывают ток, изменяющийся с частотой 50 Гц, т. е. 50 периодов в секунду. В автоматике и радиотехнике применяют электрические токи и более высоких частот. Такие частоты измеряются в килогерцах (1 кГц=103 Гц) и мегагерцах (1 МГц=106 Гц)

Совокупность векторов, характеризующих процессы в цепи переменного тока, построенных в выбранных масштабах и с соблюдением правильной их ориентации друг относительно друга, называется векторной диаграммой.

Согласно закону Джоуля-Ленца, вся электрическая энергия, сообщаемая проводнику в результате работы сил электрического поля, превращается в тепловую энергию. С помощью закона Ома можно записать для потребителя с сопротивлением R: Обычно под законом Джоуля-Ленца понимают уравнение, определяющее не энергию, а мощность тепловых потерь.

 а) длина вектора в масштабе равна амплитуде функции Im ;

 б) начальное положение вектора при t = 0 определяется начальной фазой a ;

 в) вектор равномерно вращается с угловой скоростью w, равной угловой частоте функции.

18 Из всех возможных форм периодических токов и напряжений наибольшее распространение получили синусоидальные. По сравнению с другими синусоидальные токи и напряжения имеют то преимущество, что позволяют наиболее экономично осуществлять производство, передачу на расстояние и использование электрической энергии. Только при помощи синусоидальных токов удается сохранить неизменными формы кривых токов и напряжений на всех участках линейной ЭЦ.

В настоящее время производство и передача электрической энергии в во всех европейских странах (включая Россию) осуществляется при помощи трехфазного синусоидального тока с частотой 50 Герц, В СЩА и Японии- с частотой 60 Гц.

Различные области техники используют весьма широкий диапазон частот в зависимости от технических потребностей. В авиации, например, успешно применяется синусоидальный ток с частотой 400 Гц, т.к. при такой частоте снижаются габаритные размеры и вес авиационного оборудования. В электротехнологических установках используют диапазон от 500 Гц до 50 мГц. Частоты от нескольких сотен мегагерц до миллиарда Гц применяют в радиотехнике.

Мгновенные, средние и действующие значения синусоидальных напряжений и токов.

Синусоидальные напряжения и токи представляют собой величины, изменяющиеся во времени по синусоидальному закону

Максимальные из мгновенных значений синусоидальных величин называются их амплитудами (I_m, U_m).

Время, за которое совершается одно полное колебание, называется периодом Т.

Число периодов в секунду называется частотой (f) и измеряется в Герцах, т.е.

f=1/T, Гц.

Аргумент синусоидальной функции (ωt+ψ) ,

измеряемый в угловых единицах (радианах или градусах), называется фазой синусоиды.

Значение аргумента синусоидального тока или напряжения в начальный момент времени (t=0) называется начальной фазой (ψ_i, ψ_u). Начальная фаза определяется абсциссой ближайшей к началу отсчета точки перехода отрицательной полуволны тока или напряжения в положительную. Если эта точка находится слева от оси ординат, то начальная фаза считается положительной (ψ >0), если справа, то начальная фаза –отрицательна (ψ <0).

При совместном рассмотрении двух синусоидально изменяющихся величин одинаковой частоты вводится понятие фазового сдвига между ними.

Так фазовый сдвиг φ между напряжением и током равен разности начальных фаз напряжения и тока, т.е.

φ = ψ_u -ψ_i .

Если φ >0, то напряжение опережает по фазе ток; если φ <0, то напряжение отстает по фазе от тока (или ток опережает напряжение); если φ =0, то напряжение совпадает по фазе с током.

Для оценки эффективности действия периодического тока используют его тепловое или электродинамическое действие и сравнивают с аналогичным действием постоянного тока за один и тот же интервал времени, равный периоду тока Т.

Значение периодического тока, равное такому значению постоянного тока, который за время периода «Т» производит тот же самый тепловой или электродинамический эффект, что и периодический ток, называется действующим значением периодического тока. Действующие значения периодического тока , напряжения , ЭДС далее будем обозначать прописными буквами без индексов (I, U, E и т.п.).

Энергия, преобразуемая в тепло в резистивном элементе с сопротивлением R за время «Т» при протекании через него постоянного тока I, определяется выражением

W_{R_}=I²RT.