Znamo da dirigent sa strujom postavljenim u magnetskom polju dolazi u pokret. To je zbog fenomena magnetske indukcije. Postoji još jedan vrlo važan fenomen, u određenom smislu, obrnuto od pojave magnetske indukcije: prilikom premještanja zatvorenog vodiča u magnetskom polju pojavljuje se električna struja u njemu . Ovaj fenomen se zove elektromagnetska indukcija.

Uzmite dirigent, čiji su krajevi zatvoreni na galvanometrom (uređaj za otkrivanje malih električnih struja, možete koristiti mikroAMmeter), a polje magneta (slika 1) brzo će preći ovaj dirigent. Istovremeno primjećujemo da će strelica pucača podijeliti u trenutku kada vodič pređe magnetno polje. Slijedom toga, dirigent u ovom trenutku proći će električnu struju.

Slika 1. S brzim prelazinjem dirigenta magnetskog najšinari Električna struja se javlja u dirigentima.

Sada prelazimo magnetno polje vodiča u suprotnom smjeru. Strelica galvanometra ponovno će se ponovo odstupiti, ali već u suprotnom smjeru. Ovo sugeriše da je električna struja prođela kroz dirigent, ali u suprotnom smjeru.

Odavde možemo zaključiti da prilikom prelaska dirigenta magnetsko polje U dirigentima se pojavljuje EMF., čiji smjer ovisi o smjeru prometa dirigenta. Ovaj EMF se zove Uvođen EMF. ili EMF indukcija , odnosno smernice EMF-a u istraživaču i nema ništa osim elektromagnetski indukcijski fenomen (Ne miješajte sa magnetskom indukcijom!).

Pričvršćivanje indukcijskog EMF-a prilikom vožnje dirigenta u magnetskom polju objašnjava se na sljedeći način. Kad se dirigent pomiče, besplatni elektroni u njemu se kreću s tim. Prilikom proučavanja magnetske indukcije, saznali smo to električni troškoviKretanje u magnetsko polje koje djeluje u smjeru okomito na smjer magnetskog toka. Stoga, prilikom pokretnih elektrona, zajedno s dirigentskim prelazim magnetske snage, snage će se upravljati na elektronima, prisiljavajući ih da se kreću duž provodnika, što dovodi do pojave električna struja U njemu.

Fenomen elektromagnetske indukcije od velikog je značaja u električnom i radijskom inženjerstvu, pa ćemo se fokusirati na njega još nekoliko.

Pokušajmo premjestiti dirigent u magnetskom polju po različitim brzinama. Istovremeno, primjećujemo da će strelica galvanometra odstupiti to više, brži naš dirigent prelazi magnetno polje. Uz vrlo spor pokret, dirigent u njemu se ne pojavljuje uopće ili, tačnije, trenutna će biti tako mala da je naš galvanometar ne u mogućnosti to otkriti.

Skrećemo pažnju na činjenicu da premještanjem dirigencije u prostor između stubova magneta, tako povećamo broj magnetnih linija prekrivenih zatvorenim krugom dirigenta, a kad se dirigent obrnuli, mi Smanjite broj ovih linija, ili, drugim riječima, u prvom slučaju magnetni potok pokriven našom zatvorenom krugom, a u drugom slučaju opada. Sa ove tačke gledišta, pojava indukcije struje u zatvorenom provodljivoj krugu, možemo objasniti kao rezultat promjene veličine magnetskog toka unutar konture; Velika ili manja odstupanja strelica pri različitim brzinama dirigenta govore da indukcija EMF ovisi o stopi promjene magnetskog toka unutar konture.

Za brzo povećanje (ili silazno) Magnetni tok unutar kruga u njemu se vodi big EMF indukcija, i kada sporo povećanje (ili silazno) - malaya.

Na principu elektrodinamičkih mikrofona, preuzimanja, transformatora, električnih mjernih uređaja, električnih generatora struje itd.

Uzrok struje u zatvorenom krugu je elektromotalna sila uzbuđena sila treće strane. Ako je krug 2 na slici. 8.1 Otvoreno, galvanometar neće pokazati indukcijsku struju. Međutim, e.d.S. Elektromagnetska indukcija u krugu 2 kada će se i dalje pojaviti magnetska toka kroz presjek. Faradayjevi eksperimenti omogućili su mu da formuliše elektromagnetski indukcijski zakon:

Svakom promjenom magnetskog toka koji pokrivaju konturu, e.d.S. pojavljuje se u njemu. Elektromagnetska indukcija, čija je vrijednost proporcionalna stopi promjene magnetskog toka:

(8.1)

ako znak minus odgovara ravnom gradu Lenzu: E.d.S. Indukciju suprotstavlja razlogu koji je izazvao taj razlog.

Neka je stalno magnetno polje stvoreno u laboratorijskom referentnom sistemu. Neka kretanje kruga sa stalnom brzinom dovodi do promjene magnetskog toka kroz presjek prekriven konturom. Promatrač u laboratorijskom referentnom sustavu vidi razlog pojave sile treće strane u akciji Lorentzove sile na tekućim nosačima u krugu (vidi Sl. 8.2).

Express EDS Elektromagnetska indukcija u konturu:

gde - napetost polja trećih strana,

i - Lorentzov moć koji djeluje na besplatan naboj u elementu kruga, koji se kreće brzinom.

Odavde dobijamo izraz eds Elektromagnetska indukcija za posmatrač u laboratorijskom referentnom sistemu:

(8.2)

Uzimamo u obzir vektorski identitet:

i prepisati izraz (8.2):

(8.3)

VEKT premještanja konture za vrijeme vremena je jednak. Promjena vektora presjeka kruga tokom vremena bit će . Promjena magnetskog fluksa kroz presjek prekriven konturom, na vrijeme će biti

. (8.4)

Upoređivanje (8.3) i (8.4), dobivamo formulu zakona elektromagnetske indukcije:

(8.1)

Prećut ćemo u referentni sustav koji se krećemo zajedno sa konturom. U ovom sustavu kontura je fiksna i objašnjava pojavu ED-ova. Elektromagnetska indukcija zbog djelovanja Lorentzov moć je nemoguća. Promatrač u pokretnom referentnom sustavu veže izgled EDS-a. Sa pojavom Vortexa električno polje Prilikom prelaska iz laboratorijskog sistema na pokretni referentni sistem.

Izlaz: Električno polje, poput magnetskog, pokazuje relativne nekretnine (varira) kada prelazite iz jednog referentnog sustava na drugu.

Napetost Vortex električnog polja služi kao čvrstoća polja treće strane snage u pokretnom referentnom sustavu :. E.d.s. kao skalarna vrijednost, ne ovisi o odabiru referentnog sustava. U pokretnom sistemu

Upoređujući posljednji izraz s (8.2) i razmatranje proizvoljnosti izbora konture, dobivamo izraz za napetost vrtloškog električnog polja kroz indukciju magnetskog polja i brzinu kruga:

Kad teče indukcijske struje u krugu, istaknuta je Jowle. Ova energija je jednaka radu mehaničkih sila koje vode do konture u pokretu.

Balistička metoda indukcijskog magnetnog polja Razvijeno A.G. Brojači (naučite samostalno).

Neka se kontura formira ne s jednim zaokretom i formira solenoid sa okreta. Budući da su zavojnice dosljedno povezane, a zatim ed, uzbuđeni u odvojenim okretama, dosljednim. Potpuno EDS Indukcija u zavojnici

(8.6)

gde - protok ili puni magnetni protok koluta,

i - magnetni protok kruga; Ako su svi ti potoci isti, onda

Indukcijske struje mogu se uzbuđivati \u200b\u200bne samo u žičanim krugovima, već i u čvrstim masivnim dirigentima. Tada se zovu indukcijske struje ili fouco Currents. Ove struje mogu postići velike vrijednosti, jer čvrsti vodiči imaju mali otpor. U skladu s pravilom LENZ-a, indukcijske struje suzbijaju razlog zbog kojeg su ih izazvali. Stoga, prilikom vožnje masivnih vodiča u jakom magnetskom polju, ovi provodnici doživljavaju snažno kočenje. Kočenje je uzrokovano silom koja djeluje na struje Foucaulta magnetskom polju.

U tehnici Tokia Foucault može imati koristan učinak. Na primjer, u mjernim uređajima na osi sa strelicom je fiksna metalna ploča koja je uvedena u jaz između stupova magneta. Kad se tanjir kreće, nastaju indukcijske struje u njoj, uzrokujući kočenje cijelog sustava. Kočenje ne sprečava strelice u ravnotežu.

Toplinski učinak Foucault Currents koristi se u indukcijskim pećima. Peć je formirana zavojnica, koja pokreće visoke frekvencijske struje velike snage. Metali se mogu rastopiti i dobiti hemijski čisti uzorci.

Prije pojave fereta, feromagnetske elektromagnet jezgre napravljene su od ploča. To je omogućilo smanjenje intenziteta Foucault Currents u jezgri i u skladu s tim, gubitak energije za zagrijavanje jezgara tokom njihovog obilježavanja.

Kako se frekvencija povećava, naizmjenična struja sve se više koncentriše u površinskom sloju vodiča ( efekat kože). Varijable Toki. Fouco je usmjeren tako da oslabi struju unutar žice, ali pojačavaju površinu. Površinski učinak koji vodi do struje na površinski sloj dirigenta omogućava upotrebu šupljih tubularnih vodiča u visokofrekventnim krugovima.

Još jedna tehnička upotreba fenomena elektromagnetske indukcije aC generatori(Ispitajte se).

Predmet:Elektromagnetska indukcija

Lekcija:Kretanje vodiča u magnetskom polju

Da bi se utvrdila priroda snage u dirigentima, koji se kreće u magnetsko polje, izvest će eksperiment. Pretpostavimo da se nalazi u vertikom homogenom magnetskom polju s indukcijom () horizontalni dirigent dužina ( l.), koji se kreće u stalnu brzinu () okomito na indukcijski vektor magnetskog polja. Ako je osjetljiv volter povezan s krajevima ovog dirigenta, vidjet ćemo da će pokazati prisustvo potencijalne razlike na krajevima ovog dirigenta. Otkrivamo gdje se uzima iz ove napetosti. U ovom slučaju ne postoji kontura i ne postoji mijenjanje magnetskog polja, tako da ne možemo reći da je kretanje elektrona u dirigentima nastalo kao rezultat pojave vrtloškog električnog polja. Kada se dirigent pomiče, kao pojedinu cjelinu (Sl. 1), na optužbe dirigenta i u pozitivnim ionima koji su u čvorovima kristalne rešetke, a u slobodnim elektronima postoji brzina kretanja usmjerenog.

Sl. jedan

Lorentzova moć iz magnetnog polja djeluje po tim troškovima. Prema pravilu "lijeve ruke": četiri prsta smještena u smjeru kretanja, dlan je raspoređen tako da se vektor magnetske indukcije nalazi na stražnjoj strani, a zatim palac označava učinak Lorentzove snage na pozitivne troškove.

Lorentzov moć, koji djeluju na optužbe, jednak je proizvodu modula za naplatu koji prenosi pomnoženi s magnetskim indukcijskim modulom, brzinom i sinu ugao između magnetskog indukcijskog vektora i vektora za brzinu.

Ova sila će raditi na prijenosu elektrona za male udaljenosti duž dirigenta.

Tada će puni rad Lorentzove snage duž provodnika odrediti snagom Lorenza pomnoženo po dužini dirigenta.

Odnos rada treće strane sile za premještanje naboja na veličinu naplaćene naknade po definiciji EDC-a.

(4)

Dakle, priroda pojave indukcije EDC-a je rad snage lorentza. Međutim, formula 10.4. Može se dobiti formalno, na osnovu definicije EMF elektromagnetske indukcije, kada se dirigent kreće u magnetskom polju, prelazeći magnetnu indukcijsku liniju, preklapajući jednu platformu koja se može definirati kao produkt duljine dirigenta za pomicanje, koji može se izraziti brzinom i vreme pokreta. Indukcija EMF-a u modulu jednaka je omjeru promjena u magnetskom toku po vremenu.

Magnetni indukcijski modul je trajan, ali područje se mijenja, koje pokriva provodniku.

(6)

Nakon zamjene, izrazi u formuli 10.5. I dobivamo redukcije:

Lorentzova moć, koja djeluje duž provodnika, zbog kojih je preraspodjela optužbi samo jedna komponenta sila. Tu je i druga komponenta koja se javlja upravo kao rezultat kretanja optužbi. Ako se elektroni počnu kretati kroz dirigent, a vodič je u magnetskom polju, tada Lorentzov moć počinje djelovati, a bit će usmjerena protiv kretanja dirigentske brzine. Stoga će se suznatić Lorentz biti nula.

Rezultirajući izraz za indukciju EMF-a koji nastaje kada se dirigent potezi u magnetskom polju može dobiti i formalno, na osnovu definicije. Indukcija EMF jednaka je stopi promjene magnetskog fluksa po jedinici vremena snimljenim sa minusom.

Kada je fiksni dirigent u mijenjanjem magnetskog polja i kada se sam vodič kreće u stalnom magnetnom polju, pojavljuje se pojava elektromagnetskiindukcija. A u stvari, a u drugom slučaju dolazi do indukcije EMF-a. Međutim, priroda ove sile je različita.

1. Kasyanov V.A., Fizika 11 kl.: Obrazovanje. Za opšte obrazovanje. Institucije. - 4. ed., Stereotip. - M.: Drop, 2004. - 416 str.: Il., 8 litara. boja uklj.
2. Tikhomirova S.A., Yarovsky B.M., Fizika 11. - M.: MNEMOZIN.
3. Gentendestein L.E., Dick Yu.i., Fizika 11. - M.: MNEMOZIN.

1. Fizportal.ru ().
2. Eduspb.com ().
3. Cool Fizika ().

Zadaća

1. Kasyanov V.A., Fizika 11 kl.: Obrazovanje. Za opšte obrazovanje. Institucije. - 4. ed., Stereotip. - M.: Drop, 2004. - 416 str.: Il., 8 litara. boja uklj., Art. 115, s. 1, 3, 4, čl. 133, s. Četiri.
2. Vertikalna metalna šipka 50 cm dulji se kreće vodoravno brzinom 3 m / s u homogenom magnetskom polju s indukcijom od 0,15 t .. Indukcijske linije magnetnog polja usmjerene su vodoravno pod pravim uglovima u smjeru vektora brzine štapa. Šta je jednako indukciji EDC-a u štapom?
3. Koja je minimalna brzina, potrebno je premjestiti u homogeno magnetsko polje s magnetnom indukcijom 50 mtl štap 2 m, tako da se indukcija EDC pojavljuje u štapom 0,6 V?
4. * Kvadrat od žice s dužinom 2 m potezi u homogenom magnetskom polju s indukcijom od 0,3 TL (Sl. 2). Koja je indukcija EMF-a na svakoj strani trga? Opće indukcije EMF-a u krugu? υ \u003d 5 m / s, α \u003d 30 °.