Скачать + смотреть онлайн

видео 2022

бесплатно в хорошем качестве HD

Строго запрещено смотреть анал видео. Крутые - все самые шикарные мамки видео. Мега лучший пердос video.

PhysBook
PhysBook
Представиться системе

Kvant. Мал да силен

Материал из PhysBook

Дроздов В. Мал, да силен //Квант. — 1996. — № 2. — С. 40.

По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала "Квант"

Как-то, разбираясь в лаборантской школьного физического кабинета, я обнаружил паспорт кольцеобразного электромагнита, питаемого постоянным током напряжением 4 - 6 В. В нем указывалось, что при напряжении 4 В подъемная сила электромагнита такова, что он может удерживать груз массой 50 кг. Самого электромагнита, выпущенного более тридцати лет назад, к сожалению, уже не было.

Давайте проведем несложный теоретический расчет и покажем, что небольшой электромагнит действительно может удержать груз массой, равной массе учащегося. Мысленно сконструируем простейший электромагнит!. Представим себе, что цилиндрический сердечник электромагнита изготовлен из трансформаторной стали с магнитной проницаемостью μ = 8000. Пусть его длина l = 20 см, а диаметр d = 2 см. Навьем на сердечник однослойную обмотку из медного провода, покрытого весьма тонким слоем изоляции (удельное электрическое сопротивление меди ρ = 1,7·10-8 Ом·м). При диаметре провода d1 = 1 мм число витков равно N = 200.

Сначала естественно вычислить энергию W магнитного поля электромагнита. Для этого воспользуемся известной формулой \(~W = \frac{LI^2}{2}\), где I — ток в обмотке, L — индуктивность катушки. Из физических соображений ясно, что индуктивность катушки зависит от ее геометрии и магнитных свойств сердечника. Строгий расчет дает \(~L = \frac{\mu \mu_0 N^2 S}{l}\), где μ0 = 4π·10-7 Гн/м — магнитная постоянная, \(~S = \frac{\pi d^2}{4}\) — площадь поперечного сечения сердечника. Вывод этой формулы можно найти, например, в учебном пособии для 10 класса школ и классов с углубленным изучением физики под редакцией А. А.Пинского (М.: Просвещение, 1993, с. 305.). Итак, энергия поля равна

\(~W = \frac{\mu \mu_0 N^2 SI^2}{2l},\)

а плотность энергии —

\(~w = \frac{W}{Sl} = \frac{\mu \mu_0 N^2 I^2}{2l^2}.\)

Плотность энергии любого вида измеряется в джоулях, деленных на кубический метр. Заметим, что Дж/м3 = Н/м2 =Па — единица давления. Интуиция подсказывает: именно величина w и есть давление торца сердечника и якоря, изготовленного из того же материала и плотно прижатого к сердечнику (считаем соприкасающиеся плоские поверхности достаточно хорошо обработанными). Значит, подъемную силу электромагнита можно определить так:

\(~F = wS = \frac 12 \mu \mu_0 \left( \frac{NI}{l} \right)^2 S.\)

Осталось связать силу тока I с напряжением U. По закону Ома \(~I = \frac UR\), \(~R = \frac{\rho l_1}{S_1}\) — сопротивление обмотки, \(~S_1 = \frac{\pi d^2_1}{4}\) — площадь сечения провода, \(~l_1 = \pi dN\) — его длина. Учитывая очевидное равенство \(~N = \frac{l}{d_1}\), найдем \(~I = \frac{Ud^3_1}{4 \rho dl}\). Тогда формула для подъемной силы преобразуется к виду

\(~F = \left( \frac{\pi \mu_0}{128} \right) \cdot \left( \frac{\mu}{\rho^2} \right) \cdot \left( \frac{d^2_1}{l} \right)^2 \cdot U^2.\)

Величины, входящие в формулу, для удобства анализа разбиты на четыре сомножителя. Первый — константа, второй характеризует вещества сердечника и провода, третий определяется их размерами, четвертый — внешнее напряжение (оно не должно быть чрезмерным, а то обмотка катушки нагреется, задымится и перегорит).

Положив в формуле U = 4 В, получим F = 341 Н, что соответствует поднимаемой массе m = 35 кг. При этом по обмотке течет ток I = 14,7 А. Если U = 6 В, то F = 767 Н, m = 78 кг, I = 22 А. Оба тока вполне допустимы, так как медный провод диаметром 1 мм плавится при токе 80 А. А чтобы катушка слишком не нагрелась, ее не надо чрезмерно долго держать включенной.

Видим, что даже малый электромагнит, питаемый от низковольтного напряжения, может поднять весьма немалый груз.

Смотреть HD

видео онлайн

бесплатно 2022 года