|
|
Влияние магнитных полей на живые организмыВ последнее время в народном хозяйстве заметно расширилась сфера применения магнитных полей или установок, создающих магнитные поля. При этом напряженность поля и площадь его рассеяния растут. Имеются сообщения, что существующие установки могут возбуждать в зазоре электромагнита поля напряженностью 8×106-2×108 А/м (напряженность естественного магнитного поля Земли приблизительно равна 40 А/м). При некоторых технологических процессах магнитное поле является основным фактором, например, при производстве постоянных магнитов, и оператор находится под влиянием достаточно сильного поля. Так, при производстве магнитов в области рук операторов напряженность поля достигает 8000-40000 А/м, в области туловища — 2000-50000 А/м. Сильными источниками ЭМП могут служить токи промышленной частоты (¦= 50 Гц). Измерения напряженности ЭМП в районах прохождения электрических высоковольтных линий передачи показывают, что под линией она может достигать нескольких тысяч вольт на метр. Так как волны этого диапазона сильно поглощаются почвой, то уже на небольшом удалении от линии (50—100 м) напряженность падает до нескольких сот и даже нескольких десятков вольт на метр. Часто высоковольтные линии электропередачи проходят рядом с жилой застройкой и даже пересекают ее. Согласно данным ряда авторов, напряженности 300—1000 В/см могут оказывать неблагоприятное действие на организм, а 5000—10 000 В/см вызывают гибель животных. В связи с этим необходимо гигиеническое изучение и нормирование данного фактора. ГЛАВА 17. ПОТОК ВЕКТОРА МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ. ТЕОРЕМА ГАУССА
17.1 Потоком вектора магнитной индукции (магнитным потоком) через площадку dS называется скалярная физическая величина, равная
где Поток вектора магнитной индукции через произвольную поверхность
Для однородного поля и плоской поверхности, расположенной перпендикулярно вектору
Из этой формулы определяется единица магнитного потока вебер (Вб): 1 Вб — магнитный поток, проходящий через плоскую поверхность площадью 1 м2, расположенную перпендикулярно однородному магнитному полю, индукция которого 1 Тл (1 Вб=1 Тл×м2). Теорема Гаусса для поля
Эта теорема отражает факт отсутствия магнитных зарядов, вследствие чего линии магнитной индукции не имеют ни начала, ни конца и являются замкнутыми. В качестве примера рассчитаем поток вектора
Магнитный поток через один виток соленоида площадью S равен
а полный магнитный поток, сцепленный со всеми витками соленоида и называемый потокосцеплением,
Обобщая результаты своих многочисленных опытов, Фарадей пришел к количественному закону электромагнитной индукции ei. Он показал, что всякий раз, когда происходит изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции, в контуре возникает индукционный ток; возникновение индукционного тока указывает на наличие в цепи электродвижущей силы, называемой электродвижущей силой электромагнитной индукции. Значение индукционного тока, а следовательно, и э.д.с. электромагнитной индукции ei, определяются только скоростью изменения магнитного потока, т.е. ei Теперь необходимо выяснить знак ei. Знак магнитного потока зависит от выбора положительной нормали к контуру. В свою очередь, положительное направление нормали связано с током правилом правого винта. Следовательно, выбирая определенное положительное направление нормали, мы определяем как знак потока магнитной индукции, так и направление тока и э.д.с. в контуре. Пользуясь этими представлениями и выводами, можно соответственно прийти к формулировке закона электромагнитной индукции Фарадея: какова бы ни была причина изменения потока магнитной индукции, охватываемого замкнутым проводящим контуром, возникающая в контуре э.д.с. ei Знак минус показывает, что увеличение потока Правило Ленца: индукционный ток в контуре имеет всегда такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного по тока, вызвавшего этот индукционный ток. Закон Фарадея может быть непосредственно получен из закона сохранения энергии. Рассмотрим проводник с током I, который помещен в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости контура, и может свободно перемещаться. Под действием силы Ампера Если полное сопротивление контура равно e откуда где
  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...  Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
, (17.1)
— проекция вектора 
на направление нормали к площадке dS (a — угол между векторами 
и 
— вектор, модуль которого равен dS, а направление совпадает с направлением нормали 
. (17.2)
и
.
.
.
,
.
. (17.3)
. (17.4)
называется э.д.с. ei < 0, т.е. поле индукционного тока направлено навстречу потоку; уменьшение потока 
вызывает ei > 0, т.е. направления потока и поля индукционного тока совпадают. Знак минус в формуле (17.4) является математическим выражением правила Ленца — общего правила для нахождения направления индукционного тока.
, направление которой показано на рисунке, проводник перемещается на отрезок 
. Эта сила совершает работу 
. Произведение 
, а 
, таким образом, сила Ампера производит работу dA = I d F, где d F — пересеченный проводником магнитный поток.
, то, согласно закону сохранения энергии, работа источника тока за время 
равная (eIdt) будет складываться из работы на джоулеву теплоту 
и работы по перемещению проводника в магнитном поле 
:
,
,
ℰi есть закон Фарадея.