Билет №1

1. Поясните термины: электромагнитное поле, электрический заряд, электрическая постоянная или диэлектрическая проницаемость вакуума, объемная, поверхностная и линейная плотность электрического заряда, напряжённость электрического поля.

Электромагнитное поле это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между подвижными и неподвижными электрически заряженными частицами

Электрический заряд [Кл] – скалярная величина, связанная с элементарными частицами и с макроскопическими телами, характеризующая их электромагнитные взаимодействия. Электрический заряд подчиняется закону сохранения и закону Кулона

Электрическая постоянная или диэлектрическая проницаемость вакуума [Ф/м] – это скалярная постоянная, связывающая электрические и механические величины в соотношении:

основанном на законе Кулона в вакууме, где F – значение модуля силы между двумя частицами с электрическими зарядами соответственно Q₁ и Q₂, расположенными на расстоянии r между собой. Электрическая постоянная

пФ/м, где c=299792458 м/с (скорость света)

Распределенный электрический заряд представляется функцией плотности электрического заряда от пространственных координат. Для определения плотностей зарядов в какой-либо точке пространства применяется понятие длины, площади или объема малой области, включающей эту точку, размеры которой малы по сравнению со всей рассматриваемой областью, но достаточны для размещения в ней заряженных частиц. Объемная плотность электрического заряда [Кл/м³] равна суммарному электрическому заряду Q малой области, деленному на ее объем V: . Поверхностная плотность электрического заряда [Кл/м²] равна суммарному электрическому заряду Q малой области поверхности, делённому на ее площадь S: . Линейная плотность электрического заряда [Кл/м] равна суммарному электрическому заряду Q на малой области линии, делённому на ее длину l: .

Характеризует электрическое поле векторная величина – напряжённость электрического поля [В/м], которая определяет силу, действующую на любую заряженную частицу в покое в электрическом поле, равную произведению и электрического заряда Q частицы: .

2. Расчет потерь на вихревые токи в электромагните.

Переменный магнитный поток вызывает в электропроводящей среде вихревые токи (токи Фуко). Электрическая энергия этих токов частично преобразуется в тепловую. В макроскопической модели вихревые токи приближенно принимают индуцированными в эквивалентном витке или соленоиде, расположенном на поверхности магнитопровода. При этом сам магнитопровод принимается не электропроводящим с прежними магнитными свойствами. Комплексное сопротивление эквивалентного витка должно обеспечивать значение магнитного потока такое же, как в реальных условиях. В этом случае потери на вихревые токи в объеме магнитопровода из электропроводящего материала будут равны потерям на активном сопротивлении эквивалентного витка (или соленоида)

,

где — плотность индуцированного в объеме трубки вихревого тока; — электрическая проводимость материала; — ток в эквивалентном витке. Ток будет дополнительным источником МДС в магнитной цепи, а также может быть представлен как магнитное напряжение на соответствующем по значению комплексном магнитном сопротивлении.