Elektronická forma

Elektronická forma Elektronická forma

apfyz.upol.cz
from apfyz.upol.cz More from this publisher
11.07.2015 Views

3.2. UŽITÍ LAPLACEOVA ZÁKONA K VÝPOČTU MAGNETICKÉ INDUKCE MAGNETICKÉHOPOLE RŮZNÝCH VODIČŮ S PROUDEMa) Magnetická indukce od úseku přímého vodiče s proudemUsnadnění výpočtu – přímý vodič s proudem I je v ose x souřadné soustavy (x, y, z), obr. 3.2.Užitím vztahu (3.4) vypočítáme indukci v bodě P na ose y, při kolmé vzdálenosti od vodiče d.• Uvažujme úsek přímého vodiče od X 1 do X 2 .r r• Ve vzdálenosti X od počátku je element dl = i dl .r r r• Polohový vektor = −iX + jd.r r r r r rdl × = i dX × − i X + jd = k .• Vektorový součin ( ) ddXPo dosazení (3.4) a integraciZavedeme substitucijmenovatele integranduPo dosazení2 2( d )Xdr µ r0B = Ikd4πX 2dX∫X 2 2( X + d )31 2d= cot gα, X = d cot gα, dX = − αα d , vypočteme2sin323222⎛ 2 cos α 2 ⎞ ⎛ 2 cos α + sin α ⎞ dX 2 = ⎜d+ d ⎟ = ⎜d⎟ =22⎝ sin α ⎠ ⎝ sin α ⎠ sin+ .α 2r r µ0Ir µ IB = k2cos4πd∫4πdα10( − sinα) dα= k ( cosα− α )Vektor B r je kolmý na rovinu určenou bodem P a proudovodičem.Lze nahradit jednotkový vektor k r jednotkovým vektorem t r 0tečny ke kružnici se středem navodiči (procházející uvažovaným bodem a ležícím v rovině vodiče s proudem)r µ0IB = tr0( cosα2− cosα1)(3.7)4πdAmpérovo pravidlo pravé ruky.321.33α

) Magnetická indukce od kruhového závitu s proudem• Kruhový závit (R, střed v počátku x, y, z) ležící v rovině (x, z) protékaný proudem I.• Určujeme B r v bodě P na ose závitu (z) vzdáleném d od středu (obr.3.3)• V bodě na závitu [ X 0,Z], zvolme dlr orientovaný ve směru I.• Polohový vektor r bodu P vzhledem k dlr jer r r33r3 2 2 22 2= −iX + jd − kZ r = ( X + d + Z ) 2 = ( R + d ) 2 .• Element proudovodičer r rdl = i dX + kdZ .• Zavedeme polární souřadniceX = R sin β Z = R cos βdX = R cos βdβ dZ = −Rsin βdβ.r• Vektorový součin dlr r ri j kr rdl ×= R cos βdβ0 − R sin βdβ=r= i Rd sinr×− R sin β d − R cos βrr2 22 2βdβ+ j( R sin βdβ+ R cos βdβ) + kRd cos βdβ14444424444432R dβ• Dosazením do (3.4) a integrací po délce závitu podle β od 0 do 2 π , tj.⎛⎞⎜ 2π2πr= rr r2πµ0IB ∫ cos .4π2( ) ⎜⎜iRd ∫ sin βdβ+ jR ∫ dβ+ kRd βdβ32 2R + d 14243 142431442443⎟ ⎟⎟⎟ 2 000⎝02π0 ⎠

) Magnetická indukce od kruhového závitu s proudem• Kruhový závit (R, střed v počátku x, y, z) ležící v rovině (x, z) protékaný proudem I.• Určujeme B r v bodě P na ose závitu (z) vzdáleném d od středu (obr.3.3)• V bodě na závitu [ X 0,Z], zvolme dlr orientovaný ve směru I.• Polohový vektor r bodu P vzhledem k dlr jer r r33r3 2 2 22 2= −iX + jd − kZ r = ( X + d + Z ) 2 = ( R + d ) 2 .• Element proudovodičer r rdl = i dX + kdZ .• Zavedeme polární souřadniceX = R sin β Z = R cos βdX = R cos βdβ dZ = −Rsin βdβ.r• Vektorový součin dlr r ri j kr rdl ×= R cos βdβ0 − R sin βdβ=r= i Rd sinr×− R sin β d − R cos βrr2 22 2βdβ+ j( R sin βdβ+ R cos βdβ) + kRd cos βdβ14444424444432R dβ• Dosazením do (3.4) a integrací po délce závitu podle β od 0 do 2 π , tj.⎛⎞⎜ 2π2πr= rr r2πµ0IB ∫ cos .4π2( ) ⎜⎜iRd ∫ sin βdβ+ jR ∫ dβ+ kRd βdβ32 2R + d 14243 142431442443⎟ ⎟⎟⎟ 2 000⎝02π0 ⎠

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!