MAGNETIZAM II. Elektromagnetska indukcija

Σχετικά έγγραφα
ELEKTROMAGNETSKE POJAVE

MAGNETIZAM I. Magnetsko polje Magnetska indukcija Magnetska uzbuda Sile u magnetskom polju

ILIŠTA U RIJECI Zavod za elektroenergetiku. Elektrostatika. Električni potencijal Električni napon. Osnove elektrotehnike I: Elektrostatika

0.01 T 1. = 4 π. Rezultat: C.

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

Pismeni dio ispita iz Matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja u zavisnosti od parametra a:

Fizika 2. Auditorne vježbe - 7. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Računarstvo. Elekromagnetski valovi. 15. travnja 2009.

Magnetsko polje ravnog vodiča, strujne petlje i zavojnice

Elektricitet i magnetizam. 2. Magnetizam

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

Gauss, Stokes, Maxwell. Vektorski identiteti ( ),

Elektrodinamika ( ) ELEKTRODINAMIKA Q t l R = ρ R R R R = W = U I t P = U I

Kinetička energija: E

Magnetizam. Magnetizam

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

Operacije s matricama

gdje je Q naboj što ga primi kondenzator, C kapacitet kondenzatora.

ZADATCI S NATJECANJA

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

Elektron u magnetskom polju

dužina usmjerena (orijentirana) dužina (zna se koja je točka početna, a koja krajnja) vektor

18. listopada listopada / 13

Jednoliko pravocrtno gibanje Jednoliko promjenljivo pravocrtno gibanje Slobodni pad Kružno gibanje Mirovanje s obzirom na pomicanje Uvjeti mirovanja

numeričkih deskriptivnih mera.

9. GRAVITACIJA Newtonov zakon gravitacije

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

5. FUNKCIJE ZADANE U PARAMETARSKOM OBLIKU I POLARNIM KORDINATAMA

Elektromagnetska indukcija

Popis oznaka. Elektrotehnički fakultet Osijek Stručni studij. Osnove elektrotehnike I. A el A meh. a a 1 a 2 a v a v. a v. B 1n. B 1t. B 2t.

II. ANALITIČKA GEOMETRIJA PROSTORA

MATRICE I DETERMINANTE - formule i zadaci - (Matrice i determinante) 1 / 15

VEŽBE Elektrostatika

Rotacija krutog tijela

Periodičke izmjenične veličine

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

PRAVAC. riješeni zadaci 1 od 8 1. Nađite parametarski i kanonski oblik jednadžbe pravca koji prolazi točkama. i kroz A :

Elementi spektralne teorije matrica

ELEKTRIČNO I MAGNETNO POLJE

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

π π ELEKTROTEHNIČKI ODJEL i) f (x) = x 3 x 2 x + 1, a = 1, b = 1;

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

VEKTOR MOMENTA SILE ZA TAČKU. Vektor momenta sile, koja dejstvuje na neku tačku tela, za. proizvoljno izabranu tačku.

TRIGONOMETRIJSKE FUNKCIJE I I.1.

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

Elektrodinamika

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

2, r. a : b = k i c : d = k, A 1 c 1 B 1

θ a ukupna fluks se onda dobija sabiranjem ovih elementarnih flukseva, tj. njihovim integraljenjem.

Rad, snaga, energija. Tehnička fizika 1 03/11/2017 Tehnološki fakultet

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

PRIMJER 3. MATLAB filtdemo

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

Ampèreova i Lorentzova sila zadatci za vježbu

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

1.4 Tangenta i normala

Matematička analiza 1 dodatni zadaci

Riješeni zadaci: Limes funkcije. Neprekidnost

Magnetizam. Magnetostatika

Kinematika materijalne toke. 3. dio a) Zadavanje krivocrtnog gibanja b) Brzina v i ubrzanje a

5. predavanje. Vladimir Dananić. 27. ožujka Vladimir Dananić () 5. predavanje 27. ožujka / 16

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

namotanih samo u jednom sloju. Krajevi zavojnice spojeni su s kondenzatorom kapaciteta 10 µf. Odredite naboj na kondenzatoru.

Dijagonalizacija operatora

POGON SA ASINHRONIM MOTOROM

21. ŠKOLSKO/OPĆINSKO/GRADSKO NATJECANJE IZ GEOGRAFIJE GODINE 8. RAZRED TOČNI ODGOVORI

Vježba 081. ako zavojnicom teče struja jakosti 5 A? A. Rezultat: m

2.7 Primjene odredenih integrala

Magnetske veličine Magnetski krug Djelovanje magnetskog polja Elektromagnetska indukcija Realna zavojnica Transformator

Algebra Vektora. pri rješavanju fizikalnih problema najčešće susrećemo skalarne i vektorske

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

kondenzatori električna struja i otpor Istosmjerni strujni krugovi

Rešenje: X C. Efektivne vrednosti struja kroz pojedine prijemnike su: I R R U I. Ekvivalentna struja se određuje kao: I

Induktivno spregnuta kola

radni nerecenzirani materijal za predavanja

7 Algebarske jednadžbe

α (alfa) α = K -1 toplinski koeficijent α (alfa) koeficijent linearnog rastezanja Ω (om)- jedinica za električni otpor Ω = V / A

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

konst. Električni otpor

Materija u magnetskom polju

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

Magnetska svojstva materijala

SLOŽENO KRETANJE TAČKE

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

mr. sc. Boris Ožanić, dipl. ing. SIGURNOST U PRIMJENI ELEKTRIČNE ENERGIJE Veleučilište u Karlovcu

p d R r E 1, ν 1 Slika 15. Stezni spoj glavčina-osovina (vratilo); puna osovina (slika a), šuplja osovina (slika b)

- Rad je dejstvo sile duž puta tj. kvantitativno povezuje silu i pomeraj koji je ona izazvala

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

Dinamika krutog tijela. 14. dio

( , treći kolokvij) 3. Na dite lokalne ekstreme funkcije z = x 4 + y 4 2x 2 + 2y 2 3. (20 bodova)

Izvori magnetskog polja

Transcript:

MAGNETIZAM II Elektomagnetska indukcija

Elektomagnetska indukcija 0ested stuje koz vodič stvaaju magnetsko polje Faaday stvaanje inducianih napona u vodičima u magnetskom polju Elektomagnetska indukcija je pojava inducianja (stvaanja) napona odnosno elektomotone sile u vodičima u magnetskom polju, uslijed pomjene magnetskog toka koz vodič oblika petlje zbog gibanja vodiča (avnog ili petlje) u magnetskom polju

Elektomagnetska indukcija Faadayev i Lentzov zakon elektomagnetske indukcije Faadayev zakon : tenutna vijednost inducianog napona (elektomotone sile) e ind u zatvoenoj vodljivoj petlji jednaka je bzini pomjene magnetskog toka obuhvaćenog tom petljom e ind dφ dt Lenzov zakon: značenje pedznaka (-) minus u izazu induciani napon ima potivan smje djelovanja od uzoka koji ga je stvoio induciana elektomotona sila nastoji poizvesti stuju takvog smjea koja se svojim učinkom potivi pomjeni magnetskog toka

Elektomagnetska indukcija Faadayev i Lentzov zakon elektomagnetske indukcije pimje: smje induciane ems (i induciane stuje) povećanje toka Φ za iznos dφ uzokuje elektomotonu silu koja nastoji potjeati stuju koja stvaa tok supotnog smjea smanjenje toka Φ za iznos dφ uzokuje elektomotonu silu koja nastoji potjeati stuju koja stvaa tok supotnog smjea

Elektomagnetska indukcija Faadayev i Lentzov zakon elektomagnetske indukcije ako se petlja sastoji od više zavoja (N-boj zavoja) tada svaki zavoj dopinosi inducianom naponu (elektomotonoj sili) e ind N dφ dt pimje: povećanje magnetskog toka u svitku pibližavanjem magneta izaziva inducianje elektomotone sile (i stuje) koja se nastoji supostaviti pomjeni

Elektomagnetska indukcija Elektomagnetska indukcija u vodiču koji se giba u magnetskom polju vodljivo tijelo (vodič) sadži slobodne nosioce naboja gibanjem vodiča gibaju se i naboji, te na njih djeluje sila F Qv B ako je smje bzine gibanja vodiča okomit na smje magnetskog polja, iznos sile F Q v B smje sile: pavilo lijeve uke djelovanjem sile azdvajaju se naboji (na jednom kaju vodiča pozitivni naboji, a na dugom kaju negativni naboji)

Elektomagnetska indukcija u vodiču koji se giba u magnetskom polju azdvajanjem naboja nastaje elektično polje između naboja naboji se azdvajaju sve dok ne nastupi stanje avnoteže avnoteža je uspostavljena kada je magnetska sila na naboj u gibanju (naboj u vodiču) jednaka sili na naboj koju izaziva elektično polje azdvojenih naboja F m Qv B QE F e F m F e odeđivanje smjea inducianog napona (konvencionalni smje) pavilo lijeve uke pste u smje gibanja vodiča silnice magnetskog polja udaaju u dlan palac pokazuje smje inducianog napona (gdje su naboji sa (+) pedznakom)

Elektomagnetska indukcija u vodiču koji se giba u magnetskom polju ako se izaz za avnotežu podijeli sa iznosom naboja Q Fm Fe / dobija se izaz za induciano elektično polje u vodiču E ind v B Q ako je vekto bzine okomit na vekto magnetskog polja, induciano elektično polje je E ind v B F m Qv B QE F e ako je vodič avan duljine l i ako siječe silnice magnetskog polja pod pavim kutom, za induciani napon (elektomotonu silu) e ind vijedi izaz e ind v B l

Elektomagnetska indukcija u vodiču koji se giba u magnetskom polju za vodič poizvoljnog oblika de ind e ind l ( v B) dl ( v B) dl za avni vodič duljine l ( ili vodič poznate aktivne duljine l) e ind ( v B) l e ind v B l sinθ cosϕ θ - kut između vektoa bzine v i vektoa magnetskog polja B v B ϕ - kut između vodiča i vektoa ( )

Gibanje vodiča po vodljivim (metalnim) tačnicama ako vodič kliže po tačnicama elektomotona sila se inducia samo u vodiču koji se giba u magnetskom polju u takvom stujnom kug poteći će stuja uzokovana inducianom elektomotonom silom induciana stuja (smje stuje je takav da se nastoji supostaviti pomjeni toka) stuja teče dok postoji gibanje vodiča na vodič duljine l potjecan stujom I u homogenom magnetskom polju indukcije B djeluje sila (vekto stujnog elementa i vekto magnetskog polja su međusobno okomiti) F I l B smje te sile supotan je smjeu gibanja vodiča da bi se ostvailo gibanje vodiča potebno je djelovati vanjskom silom odnosno potebno je uložiti ad petvoba mehaničke enegije u elektičku

Induciani napon u otiajućoj petlji pimje dobivanja izmjeničnog napona (geneato izmjeničnog napona) sustav se sastoji od: svitka od N zavoja koji se okeće oko osi (svitak namotan na valjkasto željezo oto) magneta (miujućeg elektomagneta stato) kliznih pstenova (spojeni sa kajevima petlje) koji otiaju zajedno sa petljom četkica za spajanje na vanjski kug svitak (petlja pavokutnog oblika sa N zavoja na slici pikazan samo jedan zavoj bez amatue) otia u magnetskom polju indukcije B kutnom bzinom ω

Induciani napon u otiajućoj petlji Magnetski tok koz petlju ovisi o kutu α (kut između vektoa povšine i vektoa B) Φ B S B S cosα ako je kutna bzina ωkonst. αω t Φ B S cosωt induciani napon (induciana elektomotona sila) e ind N dφ dt N B S ω sin ωt E max sin ωt je sinusoidalnog oblika

Napomene sinusoidalni napon naziva je izmjenični (AC altenating cuent) tenutna vijednost (iznos i polaitet ) ovisi o vemenskom tenutku kaakteistične veličine amplituda - maksimalna vijednost sinusoidalnog napona peiod T [s]- odgovaa tajanju jednog oketa za to vijeme napon opiše jednu sinusoidu fekvencija f [Hz1/s] odgovaa boju oketaja u jednoj sekundi boj ponavljanja peioda u jednoj sekundi (odgovaa boju sinusoida u jednoj sekundi) kutna bzina ω [ad/s] kutna bzina oketanja (ad/s) jedan oketaj pilikom kužnog gibanja odgovaa kutu 2π adijana i pitom se opisuje jedan peiod sinusoide (3 oketaja u sekundi odgovaaju kutnoj bzini od 6π ad/s; pi tome napon u jednoj sekundi opisuje 3 puta sinusoidu, odnosno ima fekvenciju 3 Hz) veza: ω2πf

Elektomoto (izmjenični) ako se u pethodnom sustavu umjesto tošila stavi izmjenični izvo sustav adi kao moto petvoba elektičke enegije u mehaničku na vodiče petlje potjecane stujom u magnetskom polju djeluje speg sila (moment) koji zakeće petlju

Samoindukcija i koeficijent samoindukcije Svitak potjecan stujom stvaa magnetski tok. Ako se stuja koz svitak mijenja, posljedica je pomjena magnetskog toka koz petlju. Pomjena magnetskog toka koz petlju uzokuje inducianje napona (elektomotone sile). Ovakva indukcija (napon indukcije) u svitku uzokovan pomjenom vlastite stuje koz svitak naziva se samoindukcija. Smje inducianog napona (induciane elektomotone sile) je takav da se nastoji supostaviti pomjenama stuje (odnosno stuja koju bi potjeala induciana elektomotona sila nastoji svojim smjeom i iznosom zadžati postojeći magnetski tok koz svitak)

Samoindukcija i koeficijent samoindukcije Općenito za bilo kakav stujni kug, tok je popocionalan stuji Φ k I induciani napon u tom istom stujnom kugu sa N zavoja zbog pomjene stuje e ind N dφ dt N k di dt L di dt gdje je k konstanta popocionalnosti veličina L koeficijent samoindukcije ili induktivitet jedinica [H] Heni integacijom gonjeg izaza izaz za induktivitet N Φ L I Ψ I gdje je ψ ukupni ili ulančani tok vlastiti induktivitet stujog kuga numeički je jednak ukupnom (ulančanom) toku stujnog kuga, kojega stvaa stuja jakosti jedan ampe induktivitet je važan paameta stujnih kugova

Induktivitet cilindičnog svitka duljine l, polumjea, (l>>), sa N zavoja u jednom sloju Ulančeni tok svitka tok mjeodavan za indukciju u petlji je ulančani tok Ψ (Ψ boj zavoja N x tok koz svaki zavoj Φ; tok koz svaki zavoj ΦBS ) Ψ Induktivitet svitka uz LΨ/I L N Φ N B S N N l 2 μ0 2 π μ0 2 induktivitet L ovisi samo o geometiji i svojstvu mateijala N l I π svici su važni konstuktivni elementi kojima je glavna kaakteistična elektična veličina upavo induktivitet L za svitke za koje se ne može petpostaviti l>>, abi se koektivni Nagaokin fakto

Za paksu je potebno poznavati (i izačunavati) induktivitete tousnog svitka avnog ili zakivljenog vodiča dvožičnog (višežičnog) voda koaksijalnog kabela i d.

Magnetska enegija u induktivitetu Ako stuja koz svitak (induktivitet) aste (od nule do neke vijednosti), izgađuje se magnetsko polje svitka, i povećava se magnetska enegija sadžana u svitku Odnosno kada se stuja povećava koz induktivitet elektična enegija petvaa se u magnetsku. Magnetska enegija ovisi samo o konačnoj (tenutačnoj) vijednosti stuje, a ne o načinu postizanja te vijednosti. Akumuliana magnetska enegija induktiviteta sadžana je u njegovom magnetskom polju Ako je stuja koz induktivitet konstantna nema pomjene magnetske enegije Ako stuja koz induktivitet opada induktivitet se ponaša kao izvo, magnetska enegija se petvaa u elektičnu, dolazi do azgadnje magnetskog polja

Magnetska enegija u induktivitetu Potjecanjem stuje I koz induktivitet izgađen je ulančani tok ΨL I i pohanjena magnetska enegija u induktivitetu pomjena enegije dw dw p( t) dt u( t) i( t) dt i L di dt dt i L di Ψ di ukupna magnetska enegija induktiviteta potjecanog stujom I W I i L di 0 L I 2 2

Međuindukcija i međuinduktivitet pojava kod koje se zbog pomjene jakosti stuje u jednom stujnom kugu (pimau) inducia napon u dugom stujnom kugu (sekundau) Općenito neka je svitak 1 potjecan stujom I 1 Stuja I 1 koz pima stvaa tok Φ 1, a od toga koz svitak 2 polazi tok Φ 12 (ostali tok Φ 1σ se asipa) induciani napon u svitku 2 dφ12 di1 di1 e2 ind N 2 N 2 k M12 dt dt dt gdje je M koeficijent međuinukcije međuinduktivitet ovisi samo o geometiji postoa i mateijalu koz koji polaze magnetske silnice integacijom gonjeg izaza izaz za međuinduktivitet N Φ 2 12 M 12 I1 Ψ I 12 1 pomoću međuinduktiviteta i pomjene stuje može se izaziti napon međuindukcije bez poznavanja veličina magnetskog polja

Međuinduktivitet dva svitka na istoj jezgi jezga od željeza služi da se tok koji stvaa pvi svitak ne asipa tok koji stvaa svitak 1 μ N I Φ B S 0 μ 1 1 S l sav tok polazi koz zavojnicu 2 međuinduktivitet M N Φ I N N l 2 12 1 2 12 μ0 μ 1 S induciani napon na svitku 2 (sekundau) ovisi o međuinduktivitetu (mateijalu jezge, boju zavoja pimaa i sekundaa, geometiji jezge) i stuji pimaa di1 e2 ind M12 dt

Tansfomatoi napave koje koiste pojavu međuindukcije za tansfomaciju napona (povećanje ili smanjenje napona) u idealnom slučaju omje tansfomacije može se diektno izvesti iz Faadayevog zakona za pima sa izmjeničnim izvoom napona dφ1 e ind N 1 1 dt isto vijedi za sekunda dφ2 e ind N 2 2 dt kako su tokovi su idealnom slučaju isti (pomjene toka) e e ind1 ind 2 N N 1 2

Tansfomatoi odnosno vijedi U 1 U 2 N N 1 2 Snaga na pimau jednaka je snazi na sekundau (petp. nema gubitaka) P I 1U 1 I2U 2 konačno slijedi I I 2 1 U U 1 2 N N 1 2