Fórmula electromagnética de física de secundaria
Campo magnético
1. La intensidad de la inducción magnética es una cantidad física que se utiliza para expresar la fuerza y la dirección del campo magnético. es un vector, unidad T), 1T=1N/A?m
2. Fuerza en amperios F=BIL (Nota: L⊥B) {B: Intensidad de inducción magnética (T), F: Amperios; fuerza (F), I: Resistencia actual (A), L: longitud del cable (m)}
3. Fuerza de Lorentz f=qVB (Nota V⊥B); , q: carga de partícula cargada (C), V: velocidad de partícula cargada (m/s)｝
4. Cuando se ignora la gravedad (no se considera la gravedad), el movimiento de las partículas cargadas ingresa al campo magnético. (maestro dos):
(1) Las partículas cargadas ingresan al campo magnético a lo largo de la dirección del campo magnético paralelo: no se ven afectadas por la fuerza de Lorentz y se mueven en línea recta a una velocidad uniforme V =V0
(2) Las partículas cargadas se mueven a lo largo del Introduzca el campo magnético en la dirección perpendicular al campo magnético: haga un movimiento circular uniforme, las reglas son las siguientes a) Dirección F = f = mV2/ r = mω2r = mr(2π/T)2 = qVB; r = mV/qB; T = 2πm/qB; ( b) El período de movimiento no tiene nada que ver con el radio y la velocidad lineal del movimiento circular. trabajar con partículas cargadas (bajo cualquier circunstancia); (c) Clave para resolver el problema: dibujar la trayectoria, encontrar el centro del círculo, determinar el radio y el ángulo central (= 2 Ángulo tangente cordal doble).
Nota: (1) Las direcciones de la fuerza de Ampere y la fuerza de Lorentz se pueden determinar mediante la regla de la mano izquierda, pero para la fuerza de Lorentz, se debe prestar atención a lo positivo y negativo de la carga. partículas.
Inducción electromagnética
1.1) E=nΔΦ/Δt (fórmula universal) {Ley de inducción electromagnética de Faraday, E: fuerza electromotriz inducida (V), n: número de vueltas de la bobina de inducción, ΔΦ /Δt: tasa de cambio del flujo magnético}
2)E=BLV vertical (movimiento de la línea del campo magnético de corte) {L: longitud efectiva (m)}
3)Em=nBSω(La fuerza electromotriz inducida máxima del alternador) {Em: valor pico de la fuerza electromotriz inducida}
4)E=BL2ω/2 (un extremo del conductor se fija y se corta con ω rotación) {ω: velocidad angular (rad/s), V: Velocidad (m/s)｝
2. Flujo magnético Φ=BS {Φ: flujo magnético (Wb), B: intensidad de inducción magnética del campo magnético uniforme (T), S: área de frente (m2)}
3. Los polos positivo y negativo de la fuerza electromotriz inducida se pueden determinar mediante la dirección de la corriente inducida {la dirección de la corriente dentro de la fuente de alimentación: del polo negativo al polo positivo}
Puntos de conocimiento de la física y el electromagnetismo de la escuela secundaria
Fenómeno magnético
La primera brújula se llamó Sinan.
Magnetismo: Los imanes pueden absorber sustancias como el acero.
Polo magnético: La parte magnética más fuerte del imán se llama polo magnético. El imán es más fuerte en los extremos y más débil en el medio. Para un imán que gira libremente en el plano horizontal, el polo magnético que apunta al norte cuando está estacionario se llama polo sur (polo S), y el polo magnético que apunta al norte se llama polo norte (polo N). ).
La ley de interacción entre polos magnéticos: los polos magnéticos con el mismo nombre se repelen y los polos magnéticos con nombres diferentes se atraen. Después de dividir un imán permanente en varias partes, cada parte todavía tiene dos polos magnéticos.
Magnetización: Proceso de hacer que un objeto que inicialmente no era magnético se vuelva magnético.
Magnetización del acero y el hierro dulce: Después de magnetizar el hierro dulce, su magnetismo desaparece fácilmente y se denomina material magnético blando. Una vez magnetizado el acero, sus propiedades magnéticas se mantienen durante mucho tiempo y se le denomina material magnético duro. Por lo tanto, el acero se utiliza para fabricar imanes permanentes y el hierro dulce se utiliza para fabricar el núcleo de hierro de los electroimanes. La razón por la que los imanes atraen los clavos de hierro es porque después de magnetizar los clavos de hierro, se forman diferentes polos magnéticos entre las partes de contacto de los clavos de hierro y el imán, y los diferentes polos magnéticos se atraen entre sí.
Cómo determinar si un objeto es magnético:
①Juzgue basándose en las propiedades del imán para atraer hierro.
②Juzga en función de la directividad del imán.
③Juzga según las reglas de interacción magnética.
④Juzga en función del polo magnético más fuerte. Los materiales magnéticos se han utilizado ampliamente en la vida moderna. Los materiales magnéticos en cintas de audio y video y disquetes de computadora tienen magnetismo duro.
2. Campo magnético
Campo magnético: La sustancia que existe alrededor del imán. Es una sustancia especial que es invisible e intangible. El campo magnético es invisible e intangible. Podemos entenderlo en función de su efecto sobre otros objetos. Aquí se utiliza el método de conversión. (Este método también se utiliza para comprender la corriente eléctrica).
El campo magnético ejerce una fuerza sobre el imán colocado en él. La interacción entre los polos magnéticos se produce a través de campos magnéticos.
La dirección del campo magnético está estipulada: en un determinado punto del campo magnético, la dirección del polo norte cuando la pequeña aguja magnética está estacionaria es la dirección del campo magnético en ese punto.
Líneas de campo magnético: dibuja unas curvas direccionales en el campo magnético. La dirección de la curva en cualquier punto es la misma que la del polo norte de una aguja magnética colocada en ese punto. Dirección de las líneas del campo magnético: cuando se utilizan líneas de campo magnético para describir el campo magnético, las líneas del campo magnético siempre comienzan desde el polo N del imán y regresan al polo S del imán.
Explicación:
① Las líneas de campo magnético son curvas direccionales introducidas para describir el campo magnético de forma intuitiva y vívida. No existen objetivamente. Pero el campo magnético existe objetivamente.
② Las líneas del campo magnético son curvas cerradas.
③La densidad de las líneas del campo magnético indica la fuerza del campo magnético.
④ Las líneas del campo magnético se distribuyen tridimensionalmente alrededor del imán, no de forma plana.
⑤Las líneas del campo magnético no se cruzan.
Campo geomagnético: El campo magnético que existe en el espacio alrededor de la tierra. La aguja magnética apunta hacia el norte porque se ve afectada por el campo geomagnético. Polos geomagnéticos: el polo norte del campo geomagnético está cerca del polo sur geográfico y el polo sur del campo geomagnético está cerca del polo norte geográfico. Declinación magnética: los polos geográficos y los polos geomagnéticos no coinciden. Este fenómeno fue descubierto por primera vez por Shen Kuo en la dinastía Song de mi país.
3. Electromagnetismo
El efecto magnético de la corriente Hay un campo magnético alrededor del cable energizado, y la dirección del campo magnético está relacionada con la dirección de la corriente. se llama efecto magnético de la corriente. Este fenómeno fue descubierto por el físico danés Oersted en 1820. Oersted fue la primera persona en el mundo en descubrir la conexión entre la electricidad y el magnetismo.
El campo magnético de un solenoide energizado El campo magnético de un solenoide energizado es el mismo que el de una barra magnética. La polaridad en ambos extremos está relacionada con la dirección de la corriente, y la relación entre la dirección de la corriente y los polos magnéticos se puede juzgar mediante la regla de Ampere.
Regla de Ampere: Sostenga el solenoide con su mano derecha y deje que sus cuatro dedos apunten en la dirección de la corriente en el solenoide. El extremo señalado por su pulgar es el polo N del solenoide.
4. Electroimán
El electroimán tiene un núcleo de hierro dulce insertado en el solenoide. Es magnético cuando fluye corriente a través de él y pierde su magnetismo cuando no hay corriente. Este tipo de imán se llama electroimán.
Principio de funcionamiento: efecto magnético de la corriente eléctrica.
Factores que afectan la fuerza magnética del electroimán: cuanto mayor es la corriente, más fuerte es el magnetismo del electroimán; cuantas más vueltas tiene la bobina, más fuerte es el magnetismo del electroimán; el magnetismo del electroimán será más potente.
Características: La presencia o ausencia de su magnetismo se puede controlar encendiendo y apagando la corriente; la dirección de sus polos magnéticos se puede cambiar cambiando la dirección de su magnetismo; relacionado con el tamaño de la corriente, el número de vueltas de la bobina y la presencia o ausencia de un núcleo de hierro.
Aplicaciones de los electroimanes: grúas electromagnéticas, relés electromagnéticos.
5. Relés electromagnéticos y altavoces
Los relés electromagnéticos son dispositivos que utilizan la conmutación de circuitos de bajo voltaje y corriente débil para controlar indirectamente circuitos de alto voltaje y alta corriente.
Relé electromagnético: Es esencialmente un interruptor controlado por un electroimán. Aplicación: Utilice bajo voltaje y corriente débil para controlar alto voltaje y corriente fuerte para operación remota y control automático.
Un altavoz es un dispositivo que convierte señales eléctricas en señales acústicas. Se compone principalmente de imanes permanentes, bobinas y conos de papel cónicos.
6. Motor eléctrico
El efecto del campo magnético sobre los cables energizados Los cables energizados están sujetos a la fuerza en el campo magnético. La dirección de la fuerza está relacionada con la dirección de. la corriente y la dirección de las líneas del campo magnético. Cuando la dirección de la corriente o la dirección de las líneas de flujo magnético se vuelven opuestas, la dirección de la fuerza sobre el cable que transporta corriente también se vuelve opuesta.
El motor eléctrico está compuesto principalmente por un rotor y un estator. El motor eléctrico se fabrica utilizando el principio de que la bobina energizada se ve obligada a girar en el campo magnético.
Cuando el motor está funcionando, en el momento en que la bobina gira a la posición de equilibrio, la corriente en la bobina se desconecta, pero debido a la inercia de la bobina, la bobina puede continuar girando después de girar en esta posición, la dirección de la corriente. en la bobina está determinada por la acción del conmutador. Se produce el cambio.
Cuando el motor funciona, convierte la energía eléctrica en energía mecánica. El motor tiene una estructura simple, fácil control, tamaño pequeño, alta eficiencia y puede tener potencia grande o pequeña.
7. El magnetismo genera electricidad
Inducción electromagnética El fenómeno de que un conductor genere corriente eléctrica debido a su movimiento en un campo magnético se llama inducción electromagnética, y la corriente generada se llama corriente inducida. . El físico británico Faraday descubrió las condiciones y leyes para utilizar campos magnéticos para generar corriente eléctrica en 1831. Condiciones para generar corriente inducida: Parte del conductor en el circuito cerrado se mueve en el campo magnético para cortar las líneas del campo magnético.
La dirección de la corriente inducida en un conductor: relacionada con la dirección del movimiento del conductor y la dirección de las líneas del campo magnético.
Un generador está compuesto principalmente por un rotor y un estator. Cómo funciona un generador: el fenómeno de la inducción electromagnética. En el proceso de generación de electricidad, el generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica. La corriente cuya dirección cambia constantemente se llama corriente alterna o, para abreviar, corriente alterna (CA). La red eléctrica de mi país utiliza fuente de alimentación de CA, la frecuencia es de 50 Hz, el ciclo es de 0,02 segundos y la dirección actual cambia 100 veces por segundo.