Энергия, вовлеченная в работу, проделанную здесь?

Когда провод, по которому течет ток я Протекая внутри него и в магнитном поле, провод испытывает силу Лоренца, и эта сила перемещает провод на определенное расстояние. Икс (независимо от того, насколько малы), можем ли мы утверждать, что сила Лоренца совершает работу над проволокой?

Если так...

Какая энергия передается здесь? И какая потенциальная энергия была преобразована для того, чтобы этот провод двигался? Что является источником энергии?

Силу, действующую на проволоку, можно представить как сумму элементарных сил, действующих на составляющие ее частицы. Можно предположить, что эти элементарные силы задаются формулой Лоренца Ф "=" д Е + д в с × Б Чтобы ответить вам на другие вопросы, вам нужно будет уточнить настройку. Как поддерживается ток в проводе? Проталкивая провод через магнитное поле или через какой-то источник напряжения?
По источнику напряжения, как хотите: Генератор, аккумулятор и т.д...

Ответы (1)

По предположению, существует электрический ток (с плотностью Дж ) течет по проводу (представьте себе цепь или стержень на рельсах). При помещении в магнитное поле возникает магнитная сила ∫ Дж с × Б г В воздействуя на проволоку (на ядра, из которых она состоит), некоторые ее части начнут двигаться (со скоростью в ), а их кинетическая энергия будет увеличиваться со скоростью

г Е к / г т "=" ∫ в ⋅ ( Дж с × Б ) г В
Если ток обусловлен источником напряжения (батарейкой), то кинетическая энергия провода (и его внутренняя энергия) исходит от этого источника. В проводе есть электрическое поле Е направлен вдоль него, поддерживая ток, и скорость, с которой батарея теряет энергию, равна
р "=" ∫ Дж ⋅ Е г В .

Известно, что в пределе идеального проводника напряженность магнитного поля уравновешивает электрическую напряженность:

в с × Б "=" − Е .
Таким образом, мощность, теряемая аккумулятором,
р "=" ∫ − Дж ⋅ ( в с × Б ) г В .
Переставляя члены, получаем
р "=" ∫ в ⋅ ( Дж с × Б ) г В .
что то же самое, что д Е к / д т , поэтому вся энергия батареи уходит в кинетическую энергию провода. Если проводник имеет некоторое сопротивление, электрическая напряженность не будет полностью уравновешена магнитной электродвижущей силой. в / с × Б и д Е к / д т будет ниже, чем р так как часть энергии источника будет рассеиваться во внутреннюю энергию провода.

Можете ли вы предоставить мне рекомендации для изучения? Интересно, почему не используется ток I вместо плотности J? Почему мы не можем использовать мощность x время, чтобы вычислить общую используемую энергию?
Приведенное выше рассуждение содержится в книге Ландау Лифшица «Электродинамика сплошных сред», издательство Pergamon Press, но это продвинутая книга. Вы можете начать с книги Перселла об электричестве и магнетизме (курс физики Беркли) и со стандартного учебника Гриффитса. Суммарная энергия, переданная от батареи к проводу, может быть записана как мощность x время только в том случае, если эта мощность постоянна во времени. Это произойдет, когда ток и скорость движения провода достигнут устойчивых постоянных значений. Это может произойти, например, в электродвигателе, передающем постоянный крутящий момент и вращающемся с постоянной угловой скоростью.
Я предполагаю, что в моем примере и ток, и скорость нестабильны, если да, то почему?
Я не понимаю вашего вопроса. Пожалуйста, подробно опишите пример.
Пояснение: В моем примере стабильны ли течение и скорость? Так что мы можем использовать формулу P xt, чтобы найти энергию, переданную от источника напряжения?
Таким образом, если мощность меняется... мощность x время больше не правильно?
Пример: у нас есть источник питания, который применяет мощность 5 Вт в течение 1 секунды для перемещения провода, мы можем рассчитать, что передаваемая энергия составляет 5 Дж (при условии отсутствия потерь).
Да. Но на практике источники питания не фиксируют мощность сами по себе. Батарея, например, обычно фиксирует напряжение. В случае электрической цепи, состоящей из стержня на рельсах в магнитном поле, подключение источника напряжения к цепи инициирует изменение в системе. Электрический ток начнет течь, и стержень начнет двигаться. Это нестационарный процесс, при котором мощность будет увеличиваться от нуля до некоторого максимального значения, а затем, вероятно, будет колебаться, как в цепи RLC.
Только через некоторое время, если рельсы имеют пренебрежимо малое сопротивление, можно ожидать, что благодаря постоянному сопротивлению стержня установится стационарное движение и тогда мощность, подаваемая аккумулятором, будет постоянной.
Под стержнями и рельсами вы подразумеваете такую ​​систему: farside.ph.utexas.edu/teaching/302l/lectures/img905.png
Я думал, что стабилизация мощности несколько мгновенная, так как ток будет очень быстрым. Но кроме батареи... есть более эффективные источники питания, стабилизирующие мощность при t=0.
Использование P xt может быть предположением, которое намного больше, чем значения, полученные из приведенных вами уравнений. Полезно предположить, что «максимальная» энергия передается другой системе, однако, чтобы быть точным, мы должны вычислить правильную формулу, приведенную выше.
Что означает ДВ?
Да, я имел в виду систему, как показано в вашем указанном выше адресе. dV — элемент объема (в объемном интеграле).
Энергия, вовлеченная в работу, проделанную здесь?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v