Вокруг движущихся электрических. Подготовила И.А. Боярина. Вокруг любого проводника с током, т.е. движущихся электрических зарядов, существует магнитное поле. Ток следует рассматривать. Несостоятельность принципа для заряженных тел

1. Электромагнитное поле это такой вид материи, которая возникает вокруг движущихся зарядов. Например, вокруг проводника с током. Электромагнитное поле состоит из двух составляющих это электрическое и магнитное поле. Независимо друг от друга они существовать не могут. Одно порождает другое. При изменении электрического поля тут же возникает магнитное. Электромагнитная волна распространяется в пространстве во все стороны от своего источника. Можно себе представить включению лампочку, лучи света от нее распространяются во все стороны. Электромагнитная волна при распространении переносит энергию в пространстве. Чем сильнее ток в проводнике вызвавший поле, тем больше энергия переносимая волной. Также энергия зависит от частоты излучаемых волн, при увеличении ее в 2,3,4 раза энергия волны увеличится в 4,9,16 раз соответственно. То есть энергия распространения волны пропорциональна квадрату частоты.

2. Фильтр в электронике - устройство для выделения желательных компонентов спектра электрического сигнала и/или подавления нежелательных. Фильтры, находящие применение в обработке сигналов, бывают

аналоговыми или цифровыми

пассивными или активными

линейными и нелинейными

рекурсивными и нерекурсивными

Среди множества рекурсивных фильтров отдельно выделяют следующие фильтры (по виду передаточной функции):

фильтры Чебышёва

фильтры Бесселя

фильтры Баттерворта

эллиптические фильтры

По тому, какие частоты фильтром пропускаются (задерживаются), фильтры подразделяются на

фильтры низких частот (ФНЧ)

фильтры высоких частот (ФВЧ)

полосно-пропускающие фильтры (ППФ)

полосно-задерживающие (режекторные) фильтры (ПЗФ)

фазовые фильтры

Классификация фильтров

В конструкциях пассивных аналоговых фильтров используют сосредоточенные или распределённые реактивные элементы, такие как катушки индуктивности и конденсаторы. Сопротивление реактивных элементов зависит от частоты сигнала, поэтому, комбинируя их, можно добиться усиления или ослабления гармоник с нужными частотами. Активные аналоговые фильтры строятся на основе усилителей, охваченных петлёй обратной связи (положительной или отрицательной). В активных фильтрах возможно избежать применения катушек индуктивности, что позволяет уменьшить физические размеры устройств, упростить и удешевить их изготовление.

3. Электрический генератор - это устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию. Классификация электромеханических генераторов

По типу первичного двигателя:

Турбогенератор - электрический генератор, приводимый в движение паровой турбиной или газотурбинным двигателем;

Гидрогенератор - электрический генератор, приводимый в движение гидравлической турбиной;

Дизель-генератор - электрический генератор, приводимый в движение дизельным двигателем;

Ветрогенератор - электрический генератор, преобразующий в электричество кинетическую энергию ветра;

По виду выходного электрического тока

Трёхфазный генератор

С включением обмоток звездой

С включением обмоток треугольником

По способу возбуждения

С возбуждением постоянными магнитами

С внешним возбуждением

С самовозбуждением

С последовательным возбуждением

С параллельным возбуждением

Со смешанным возбуждением.

Простейший генератор постоянного тока представляет собой помещенную между полюсами магнита рамку из проводника, концы которого присоединены к изолированным полукольцам, называемым пластинами коллектора. К полукольцам (коллектору) прижимаются положительная и отрицательная щетки, которые замыкаются внешней цепью через электрическую лампочку. Для работы генератора рамку проводника с коллектором необходимо вращать. В соответствии с правилом правой руки при вращении рамки проводника с коллектором в ней будет индуктироваться электрический ток, изменяющий свое направление через каждые пол-оборота, так как магнитные силовые линии каждой стороной рамки будут пересекаться то о одном, то в другом направлении. Вместе с этим через каждые пол-оборота изменяется контакт концов проводника рамки и полуколец коллектора со щетками генератора. Во внешнюю цепь ток будет идти в одном направлении, изменяясь только по величине от 0 до максимума. Таким образом, коллектор в генераторе служит для выпрямления переменного тока, вырабатываемого рамкой. Для того чтобы электрический ток был постоянным не только по направлению, но и по величине, (по величине - приблизительно постоянным), коллектор делают из многих (36 и более) пластин, а проводник представляет собой много рамок или секций, выполненных в виде обмотки якоря. 1 - полюс электромагнита; 2 - катушка возбуждения; 3 - контактное кольцо; 4 - щетка генератора; S - внешняя цепь; 6 - рамка проводника; 7 - источник постоянного тока.

На вопрос Магнитное поле образуется движущимся зарядом? заданный автором Двутавровый лучший ответ это Все именно так. Движение относительно. Поэтому магнитное поле будет наблюдаться в той системе, относительно которой движется заряд. Чтобы получилось магнитное поле, вовсе не обязательно движение двух разноименно заряженных частиц. Просто при протекании тока в проводниках заряды скомпенсированы и более слабые (по сравнению с электростатическими) магнитные эффекты выходят на первый план.
Расчеты по выводу уравнений магнитных полей из СТО и кулоновского поля можно найти в любом учебнике по электродинамике. Например в Фейнмановских лекциях по физике, т. 5 (Электричество и магнетизм) Гл. 13 (Магнитостатика) в §6 подробно рассмотрен как раз этот вопрос.
Учебник можно найти по ссылке http:// lib. homelinux. org/_djvu/P_Physics/PG_General courses/Feynman/Fejnman R., R.Lejton, M.Se"nds. Tom 5. E"lektrichestvo i Magnetizm (ru)(T)(291s).djvu
Много интересного есть и в 6-м томе (Электродинамика) .
http:// lib. homelinux. org/_djvu/P_Physics/PG_General courses/Feynman/Fejnman R., R.Lejton, M.Se"nds. Tom 6. E"lektrodinamika (ru)(T)(339s).djvu
(уберите только лишние пробелы в адресе сайта)
А излучение и магнитное поле от заряженной палочки, которой размахиваете, будет малым не из-за скорости, а из-за ничтожности заряда (и величины тока, создаваемого движением столь малого заряда - можете посчитать сами).

Ответ от Просачиваться [гуру]
Само понятие движения относительно. Поэтому да, в одной системе координат магнитное поле будет, в другой оно будет другим, в третьей его вовсе не будет. На самом деле магнитного поля вообще нет, просто эффекты специальной теории относительности для движущихся зарядов удобно описывать введением фиктивного поля, называемого магнитным и сильно упрощающего расчеты. До появления теории относительности магнитное поле считали самостоятельной сущностью и лишь потом установили, что приписываемые ему силы прекрасно рассчитываются и без него на основе теории относительности и закона Кулона. Но, конечно, теорию относительности куда сложнее применять практически, чем правило буравчика 😉 И так как электрическое и магнитное поле оказываются тесно связаны (хотя второе - наглядная интерпретация следствий изменений первого) , говорят о едином электромагнитном поле.
А насчет бегания по комнате с заряженной палочкой, тут и теории относительности не надо - конечно, образуется магнитное поле, излучаются волны и так далее, только очень слабые. Посчитать напряженность создаваемого поля - задача для школьника.

Ответ от Посовеститься [гуру]
Ну вот, опять курил в туалете вместо физики.. . Учебник слабо открыть? Там чётко написано "электромагнитное поле" и т. д. и т. л. Любят у нас лисапеты сочинять да вечные двигатели придумывать. На торсионных полях..

Ответ от VintHeXer [активный]
Вообще ИМХО по закону Ампера и ещё какой-то очень умной формулы, имеющей в записи синус угла, уже показывает, что нужно движение заряженной частицы в проводнике (опять же ИМХО) , тк сила тока будет при напряжении и сопротивлении.. . Напряжение вродь как есть (частица то заряжена) , а вот сопротивление в вакууме.. .
А вообще хрен знает.. . Особенно про движение зар-ой частицы в вакууме))

Ответ от Krab Вark [гуру]
Ну, подробный вывод надо искать в учебниках физики. Такой можно скачать, например, тут:)
"хоть и с Вашей помощью – но дети постепенно выведут магнитное притяжение или отталкивание токов в электронейтральных проводниках из закона Кулона и теории относительности. Для них это будет чудо, сотворенное собственными руками. Большего в средней школе не требуется. В университете им небрежно объяснят, как из закона Кулона для неподвижных зарядов и формул преобразований квадратичных дифференциальных форм в теории относительности следуют уравнения электромагнитных полей Максвелла. "
А вообще надо в таких вопросах ставить галочку в поле возможности делать комментарии.. .

Магнитное поле на Википедии
Посмотрите статью на википедии про Магнитное поле

Вокруг любого проводника с током, т.е. движущихся электрических зарядов, существует магнитное поле. Ток следует рассматривать как источник магнитного поля! Вокруг неподвижных электрических зарядов существует только электрическое поле, а вокруг движущихся зарядов – и электрическое, и магнитное. ХАНС ЭРСТЕД ()

1. Магнитное поле возникает только около движущихся электрических зарядов. 2. Оно ослабевает по мере удаления от проводника с током (или движущегося заряда) и точных границ поля указать нельзя. 3. Действует на магнитные стрелки определённым образом 4. Обладает энергией и имеет свою внутреннюю структуру, которая отображается с помощью магнитных силовых линий. Магнитные линии магнитного поля тока представляют собою замкнутые линии, охватывающие проводник

Если контура с током последовательно соединить в одном месте пространства, то такое образование называется соленоидом. Магнитное поле сконцентрировано внутри соленоида, снаружи рассеяно, и магнитные силовые линии внутри соленоида параллельны между собой и поле внутри соленоида считается однородным, вне соленоида - неоднородным. Поместив внутрь соленоида стальной стержень, мы получим простейший электромагнит. При прочих равных условиях магнитное поле электромагнита гораздо сильнее магнитного поля соленоида.

Совпадают ли магнитные полюсы Земли с географическими полюсами? Менялось ли местоположение магнитных полюсов в истории планеты? Что является надёжным защитником жизни на Земле от космических лучей? В чём заключена причина появления магнитных бурь на нашей планете? С чем связаны магнитные аномалии? Почему магнитная стрелка имеет вполне определённое направление в каждом месте Земли? Куда она указывает?

Электрическое поле — это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие электрически заряженных частиц.

Введение понятия электрического поля понадобилось для объяснения взаимодействия электрических зарядов , т. е. для получения ответа на вопросы: почему возникают силы , действующие на заряды, и как они передаются от одного заряда к другому?

Понятия электрического и магнитного полей ввел великий английский физик Майкл Фарадей. Согласно идее Фарадея, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле . Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот. По мере удаления от заряда поле ослабевает.

С введением понятия поля в физике утвердилась теория близкодействия , главным отличием которой от теории дальнодействия является идея о существовании определенного процесса в пространстве между взаимодействующими телами, который длится конечное время.

Идея эта получила подтверждение в работах великого английского физика Дж. К. Максвелла, который теоретически доказал, что электромагнитные взаимодействия должны распространяться в пространстве с конечной скоростью — с , равной скорости света в вакууме (300 000 км/с). Экс-периментальным доказательством этого утверждения явилось изобретение радио.

Электрическое поле возникает в пространстве, окружающем неподвижный заряд, точно так же, как вокруг движущихся зарядов — токов либо постоянных магнитов — возникает магнитное поле. Магнитные и электрические поля могут превращаться друг в друга, образуя единое элект-ромагнитное поле. Электрическое поле (как и магнитное) является лишь частным случаем обще-го электромагнитного поля. Переменные электрические и магнитные поля могут существовать и без зарядов и токов , их породивших. Электромагнитное поле переносит определенную энергию, а также импульс и массу. Таким образом, электромагнитное поле — физическая сущность, обла-дающая определенными физическими свойствами.

Итак, природа электрического поля состоит в следующем:

1. Электрическое поле материально, оно существует независимо от нашего сознания.

2. Главным свойством электрического поля является действие его на электрические заряды с некоторой силой. По этому действию устанавливается факт его существования. Действие поля на единичный заряд — напряженность поля — является одной из его основных ха-рактеристик, по которой изучается распределение поля в пространстве.

Электрическое поле неподвижных зарядов называют электростатическим . Со временем оно не меняется, неразрывно связано с зарядами, его породившими, и существует в пространстве, их окружающем.