Скорость вращение рамки в магнитном поле

[NRX]

Рамка из меди находиться в постоянном магнитном поле $\overrightarrow{B}$. Источник с напряжением $U$ подключен к рамке с помощью щеток (Через два полукольца, с помощью которых, в зависимости от положения рамки, меняется направление тока). Рамка начинает вращаться вокруг оси $OO^'$. Требуется найти скорость вращения. Рамка имеет высоту $a$, ширину $l$



На рамку действует сила ампера: $\overrightarrow{F_a} = \overrightarrow{B}\overrightarrow{I}a$
Так же существует сила трения: $\overrightarrow{F_{tr}}=?$
Момент силы ампера: $\overrightarrow{M_a}=\overrightarrow{F_a}\frac{l}{2}$
Момент силы трения: $\overrightarrow{M_{tr}} = ?$
Тогда сумма моментов - это угловое ускорение умножит на момент инерции рамки
Найдем момент инерции рамки. Рамку можно разбить на 4 части. два стержня перпендикулярные оси вращения ($I_{\varphi1} = \frac{1}{12}m_1l^2$) и два стержня параллельные оси вращения, находящиеся на расстоянии $\frac{l}{2}$ (От оси вращения) ($\overrightarrow{I_{\varphi2}} = m_2\frac{l^2}{4}$)
Момент инерции рамки: $I_{\varphi} = 2I_{\varphi1}+2I_{\varphi2} = \frac{1}{6}m_1l^2+m_2\frac{l^2}{2}$

$I_{\varphi}\overrightarrow{w} = 2\overrightarrow{M_a}+\overrightarrow{M_{tr}}$. Отсюда угловое ускорение:
$\overrightarrow{w}=\frac{2\overrightarrow{M_a}+\overrightarrow{M_{tr}}}{I_{\varphi}}$
Тогда угловая скорость вращение рамки:
$\overrightarrow{V}=\overrightarrow{V_0}+\overrightarrow{wt}$

Данная последовательность действий правильная?
Правильно ли я понимаю, что любой проводник характеризуется с помощью:

• Сопротивление проводника
• Индуктивностью проводника
• Емкостью проводника

Тогда переходный процесс при переключении направления тока:
$\frac{dI}{dt}=I-L\frac{dI}{dt}+?$ (L - коэффициент самоиндукции рамки)
Как влияет емкость рамки на изменение тока?

[StaticZero]

Картинка недоступна.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- неправильно набраны отдельные обозначения (краткие инструкции: «Краткий FAQ по тегу [math]» и видеоролик Как записывать формулы);
- постарайтесь вставить картинку с помощью соответствующего тэга.

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[Theoristos]

NRX: это задача из учебника, или реальная проблема?

[NRX]

Theoristos. У меня следующая ситуация. Мне дали задачу на ВКР, частью которой является задача по физике, физики в вузе не было. Я ее не знаю. Я взял и упростил, до нельзя, что бы разобраться и получи такую задачу. Я бы хотел, чтобы проверили мой рассуждения, и дали правильный вектор развития. Времени на качественное изучение физики нету. Мне кажется что я делаю данную задачу правильно, вот только не могу найти информацию, как рассчитывать переходный процесс при изменении напряжения (Минус с плюсом меняем местами). Я нашел законы Кирхгофа, но пока не понятно как ими пользоваться.

[Munin]

Решить вашу задачу иначе, кроме как изучив курс физики, нельзя.

Кроме того, в вашей самодельной задаче не хватает условий.

[NRX]

Munin. А каких конкретно условий не хватает?

-- 10.10.2018, 13:20 --

По крайней мере, при нахождении углового ускорения, были ли допущены ошибки?

-- 10.10.2018, 13:31 --

Допустим сопротивление системы $R$ нам известно.

Правильно ли я понимаю, что данную электрическую систему можно описать следующей схемой:

[Munin]

Нет, это вообще не схема с сосредоточенными параметрами.

[Theoristos]

NRX: почему спрашивал - в реальной системе много технических тонкостей, непонятно что отбрасывать, а что оставлять в "учебной" задаче. Например, индуктивность рамки - часть имеющая значение в некоторых случаях, но обычно не самая важная.
Можно оговаривать их все в условиях, но тогда это будет не задача, а дырявая простыня.

По задаче: забыта ЭДС индукции, а ведь для реальных моторах именно она определяет макс. обороты (обороты при малых потерях и нагрузке), параметр Kv.

[NRX]

Theoristos Сейчас моя цель состоит в том, чтобы разобраться, как магнитное поле влияет на положении контура с током (в данном случае вращение рамки с током), а так же разобраться в описании переходного процесса, при изменении полярности источника.