inducție electromagnetică - lecții în fizică și astronomie

Dar, în cazul în care un curent electric se spune că „a crea“ un câmp magnetic, nu este dacă fenomenul invers? Fie că este posibil cu ajutorul unui câmp magnetic pentru a „crea“ un curent electric?

Pentru a înțelege modul în care Faraday a fost capabil să „transforme magnetismul în energie electrică“, efectuat unele experimente ale lui Faraday, folosind instrumente moderne.

În figura 119, și arată că, dacă o bobina este scurtcircuitat la un galvanometru, magnetul este împins, acul galvanometrului deviate în timp ce îndreptat la apariția inducție (induse) curent în circuitul bobinei. curent cu inducție în conductorul este aceeași mișcare ordonată a electronilor ca curentul produs de celula electrochimică sau bateria. Numele de „inducție“ se referă numai la cauza apariției sale.

La scoaterea magnetului din bobina se observă din nou devierea acului galvanometru, dar în direcția opusă, indicând apariția unui curent bobina de direcție opusă.

Odată ce mișcarea magnetului în raport cu bobina este oprită, și se oprește curentul. În consecință, curentul în circuitul bobinei există numai în timpul mișcării magnetului în raport cu bobina.

Experiența poate fi schimbat. Pe magnetul staționar va fi pus pe bobina și scoateți-l (fig. 119, b). Din nou, puteți constata că, în timpul deplasării bobinei în raport cu curentul de circuit magnet apare din nou.

Figura 120 prezintă o bobină A, este inclus în circuitul de sursa de curent. Această bobină este introdusă în cealaltă bobina C este conectat la un galvanometru. Prin închiderea și deschiderea circuitelor bobina A la bobina se produce curent de inducție C.

Aceasta poate provoca un curent de inducție în bobina C și prin variația curentului în bobina A sau deplasarea bobinelor în raport cu celălalt.

Hai să facem mai mult de o experiență. Plasat într-un câmp magnetic al unei bucle conductor plat, capetele care sunt conectate cu un galvanometru (Fig. 121, precum și). Prin rotirea circuitului galvanometru marchează apariția în ea a curentului indus. Current va apărea în următorul caz la bucla sau rotiți magnetul în interiorul acestuia (fig. 121, b).

In toate experimentele curentul de inducție rezultă dintr-o modificare a fluxului magnetic penetrantă în zona închisă de conductor.

În cazurile prezentate în figurile 119 și 120, fluxul magnetic este modificat prin modificarea câmpului magnetic. Într-adevăr, în timpul mișcării magnetului și bobina în raport unul cu celălalt (vezi. Fig. 119) a căzut în regiunea bobina de teren cu o densitate de flux magnetic mai mare sau mai mică (din câmp magnetic neuniforma). Prin închiderea și deschiderea circuitului bobinei A (vezi. Fig. 120) generată de bobina de inducție a câmpului magnetic este modificat prin schimbarea intensității curentului în acesta.

La rotirea buclei de sârmă într-un câmp magnetic (vezi. Fig. 121 este a) sau a magnetului în raport cu conturul (vezi. Fig. 121, b) fluxul magnetic variat prin modificarea orientării acestei bucle în raport cu liniile de inducție magnetică.

pentru orice modificare a fluxului magnetic penetrantă în zona delimitată de un conductor închis, acest conductor un curent electric, curentul pentru întregul proces de schimbare a fluxului magnetic.

Acesta este fenomenul de inducție electromagnetică.

Descoperirea de inducție electromagnetică este una dintre cele mai remarcabile realizări științifice din prima jumătate a secolului al XIX-lea. Aceasta a condus la apariția și dezvoltarea rapidă a ingineriei electrice și radio.

Pe baza fenomenului de inducție electromagnetică, au fost create generatoare puternice de energie electrică, în care dezvoltarea de oameni de știință și tehnicieni din diferite țări au luat parte. Printre ei erau conaționalii noștri: Emiliy Hristianovich Lents, Boris Semonovich Yakobi, Michael I. Dolivo-Dobrovolsky și alții care au făcut o mare contribuție la dezvoltarea ingineriei electrice.

induse direcția curentului. regula Lenz.

Deoarece curentul indus este direcționat? Pentru a răspunde la această întrebare, vom folosi dispozitivul descris în Figura 123. Este o placă îngustă de aluminiu cu inele de aluminiu pe capete. Un inel continuu, celălalt este tăiat. Placa cu inelul este plasat pe bara și se poate roti liber în jurul unei axe verticale.

Ia un magnet bar și l vnesom în ring cu o tăietură - inel va rămâne în vigoare. Dacă vom face magnetul într-un inel continuu, acesta va fi respins departe de magnet, se rotește întreaga placă. Rezultatul va fi exact la fel în cazul în care magnetul nu este rotit la inelele de polul nord (după cum se arată), și de sud. Explică fenomenele observate.

Când se apropie de orice magnet inel pol, care câmp este neuniforma, fluxul magnetic care trece prin inel crește (Fig. 124). Atunci când acest lucru se întâmplă într-un curent continuu de inducție inel, și cu o tăietură în curent inelul nu va fi.

Curentul creează un inel continuu la spațiul de câmp magnetic, prin care inelul dobândește proprietățile unui magnet. Interacționând cu magnet se apropie de inelul bandpass este respins de ea. Aceasta implică faptul că inelul și magnet se confruntă reciproc stâlpi eponime, și vectorul (e) inducție magnetică a câmpurilor lor îndreptate în direcții opuse (fig. 125). Cunoscând direcția vectorului inducției câmpului magnetic al inelului poate fi pe regula dreapta (vezi. Fig. 97) pentru a determina direcția curentului indus în inel. Mutarea departe de ea se apropie de inel magnet contracarează creșterea care trece prin ea a fluxului magnetic extern.

Acum, ia în considerare ceea ce se întâmplă în cazul în care reducerea fluxului magnetic extern prin inel. Pentru a face acest lucru, țineți inelul cu mâna, ea vnesom magnet. Apoi, prin eliberarea magnetul inel va începe să se elimine. În acest caz, inelul va urma magnetul să fie atrase la acesta (Fig. 126). Prin urmare, inelul și magnetul se confruntă reciproc de poli opuși, și vectorii de câmpuri magnetice de inducție au aceeași direcție (Fig. 127). În aceeași direcție și câmpul magnetic al curentului va contracara reducerea fluxului magnetic extern care trece prin inelul.

Vedem că, pentru determinarea direcției curentului indus este mai întâi necesar pentru a afla modul în care regia vector de inducție magnetică a câmpului magnetic creat de acest curent (în centrul inelului). Pe baza rezultatelor experimentelor (din care fluxul magnetic extern este crescut, iar în celălalt - a scăzut) discutate a fost formulată regula că în formularea modernă este: apare în inducție în buclă închisă curent de câmp magnetic contracarează variația fluxului magnetic extern, care a provocat curent.

Această regulă a fost înființată în 1834 de savantul roman Emiliem Hristianovichem Lentsem, în legătură cu ceea ce se numește regula lui Lenz.

teme pentru acasă
I. Learn §§ 39-40.
II. Răspundeți la întrebările:
1. Care este scopul de a experimenta descris în figurile 119 - 121? Cum cheltuiesc?
2. În ce stare în experimente (vezi. Fig. 119, 120) în bobina este închis pe galvanometru, un curent indus?
3. Care este fenomenul de inducție electromagnetică?
4. Care este importanta descoperirea inducției electromagnetice?

5. Ce să efectueze experimente, prezentate în figurile 123 și 126?
6. De ce este un inel de divizare nu răspunde la abordarea magnet?
7. explica fenomenele care au loc la apropierea unui inel magnet continuu (a se vedea figura 125 ..); când scoateți magnetul (vezi. fig. 127).
8. Cum se determină direcția curentului indus în ring?
9. Formulați o regulă Lenz.
III. Rezolva exercitarea 36-37.
Exercitiul 36
1. Cum de a crea un scurt termen curent indus în bobina K2. 118 arătat în figură?
2. Wire-inel plasat într-un câmp magnetic uniform (Fig. 122). Săgețile descrise lângă inelul, arată că, în cazuri și inel b deplasează rectiliniu de-a lungul liniilor de inducție câmp magnetic, iar în cazuri c, d și e - se rotește în jurul axei OO“. In oricare dintre aceste cazuri, curentul indus poate să apară în ring?
Exercitiul 37
1. Cum credeți, de ce dispozitivul prezentat în Figura 123, este realizat din aluminiu? Cum ar fi avut loc experiența, în cazul în care dispozitivul a fost un fier de călcat; cupru?
2. În această listă în urma operațiilor logice efectuate de noi, în scopul de a determina direcția ordinii curentului indus, rupte secvențial. Înregistrarea într-un notebook litere care desemnează aceste operații, plasându-le în ordinea corectă.
a) determina direcția curentului indus în inelul (folosind regula dreapta).
b) determinarea direcției vectorului inducției câmpului magnetic al curentului în inel în raport cu direcția inducției magnetice a câmpului magnet, bazat pe faptul că inelul este respinsă de magnet când se apropie (ceea ce înseamnă că ele se confruntă reciproc stâlpi eponime, u) și este atras prin eliminarea (prin urmare, inelul și magnetul se confruntă reciproc stâlpi încărcați opus și).
c) determină direcția vectorului inducție magnetică a câmpului magnetic (amplasarea polilor săi).