Pada tahun 1831, Michael Faraday menemukan bahwa dalam rangkaian konduksi tertutup, ketika medan magnet berubah, timbul arus listrik yang disebut induksi.

Arus induksi pada kumparan kawat logam terjadi ketika magnet didorong ke dalam kumparan dan ketika magnet ditarik keluar dari kumparan, serta ketika kuat arus berubah pada kumparan kedua, yang medan magnetnya menembus kumparan pertama. gulungan.

Fenomena terjadinya arus listrik pada suatu rangkaian penghantar tertutup ketika medan magnet yang menembus rangkaian tersebut berubah disebut induksi elektromagnetik. Munculnya arus listrik pada suatu rangkaian tertutup dengan perubahan medan magnet yang menembus rangkaian tersebut menunjukkan adanya aksi gaya-gaya luar yang bersifat non-listrik pada rangkaian tersebut atau terjadinya emf yang diinduksi.

Arah arus induksi pada rangkaian bergantung pada apakah fluks magnet yang melewati rangkaian bertambah atau berkurang, serta pada arah vektor induksi medan magnet relatif terhadap rangkaian. Aturan umum untuk menentukan arah arus induksi dalam suatu rangkaian ditetapkan pada tahun 1833 oleh E.H. Lenz.

Aturan Lenz dapat ditunjukkan dengan jelas dengan menggunakan cincin aluminium ringan (Gbr. 11.1). Pengalaman menunjukkan bahwa jika magnet permanen dimasukkan, cincin akan ditolak, dan jika dilepas, cincin akan tertarik ke magnet. Hasil percobaan tidak bergantung pada polaritas magnet.

Tolakan dan tarik menarik suatu cincin padat disebabkan oleh terjadinya arus induksi pada cincin ketika fluks magnet yang melalui cincin berubah dan pengaruh medan magnet terhadap arus induksi. Ketika sebuah magnet didorong ke dalam sebuah cincin, arus induksi di dalamnya memiliki arah sedemikian rupa sehingga medan magnet yang diciptakan oleh arus ini melawan medan magnet luar, dan ketika magnet ditarik keluar, arus induksi di dalamnya memiliki arah sedemikian rupa sehingga vektor induksi medan magnetnya searah dengan vektor induksi medan luar .

Aturan Lenz: Arus induksi yang timbul pada suatu rangkaian tertutup dengan medan magnetnya melawan perubahan fluks magnet yang menyebabkannya.

Hukum induksi elektromagnetik: GGL induksi dalam rangkaian tertutup sama dengan modulus laju perubahan fluks magnet yang melalui permukaan yang dibatasi oleh rangkaian:

Dengan memperhatikan aturan Lenz, hukum induksi elektromagnetik ditulis sebagai berikut:

Jika perubahan fluks magnet yang identik terjadi pada rangkaian seri, maka ggl induksi di dalamnya sama dengan jumlah ggl induksi pada masing-masing rangkaian. Oleh karena itu, ketika fluks magnet berubah pada suatu kumparan yang terdiri dari N lilitan kawat yang identik, total ggl induksi yang masuk N kali ggl induksi dalam satu rangkaian:

Terjadinya arus listrik pada suatu rangkaian tertutup menunjukkan bahwa ketika fluks magnet yang menembus rangkaian berubah, gaya-gaya bekerja pada muatan listrik bebas dalam rangkaian tersebut. Kawat rangkaian tidak bergerak; muatan listrik bebas di dalamnya dapat dianggap tidak bergerak. Muatan listrik stasioner hanya dapat dipengaruhi oleh medan listrik. Akibatnya, dengan adanya perubahan medan magnet di ruang sekitarnya, muncul medan listrik. Medan listrik ini menggerakkan muatan listrik bebas dalam rangkaian, sehingga menghasilkan arus listrik induktif. Medan listrik yang timbul ketika medan magnet berubah disebut medan listrik pusaran.

Kerja gaya-gaya medan listrik pusaran untuk menggerakkan muatan listrik merupakan kerja gaya-gaya luar, sumber ggl induksi.

Medan listrik pusaran berbeda dari medan elektrostatik karena tidak berhubungan dengan muatan listrik; garis tegangannya adalah garis tertutup. Usaha yang dilakukan oleh gaya-gaya medan listrik pusaran ketika muatan listrik bergerak sepanjang garis tertutup dapat berbeda dari nol.

Fluks magnet = BS cos. Perubahan fluks magnet yang melalui rangkaian dapat terjadi: 1) dalam hal rangkaian penghantar stasioner ditempatkan dalam medan yang berubah terhadap waktu; 2) dalam hal konduktor bergerak dalam medan magnet, yang tidak dapat berubah seiring waktu. Nilai ggl induksi dalam kedua kasus ditentukan oleh hukum induksi elektromagnetik, tetapi asal usul ggl ini berbeda.

Mari kita perhatikan dulu kasus pertama terjadinya arus induksi. Mari kita tempatkan kumparan kawat melingkar berjari-jari r dalam medan magnet seragam yang berubah waktu (Gbr. 2.8).

Biarkan induksi medan magnet bertambah, maka fluks magnet yang melalui permukaan yang dibatasi oleh kumparan akan bertambah seiring waktu. Menurut hukum induksi elektromagnetik, akan muncul arus induksi pada kumparan. Ketika induksi medan magnet berubah menurut hukum linier, arus induksi akan konstan.

Gaya apa yang menyebabkan muatan dalam kumparan bergerak? Medan magnet itu sendiri, yang menembus kumparan, tidak dapat melakukan hal ini, karena medan magnet bekerja secara eksklusif pada muatan yang bergerak (inilah perbedaannya dengan muatan listrik), dan konduktor dengan elektron di dalamnya tidak bergerak.

Selain medan magnet, muatan baik yang bergerak maupun yang diam juga dipengaruhi oleh medan listrik. Tetapi medan-medan yang telah dibahas sejauh ini (elektrostatik atau stasioner) diciptakan oleh muatan listrik, dan arus induksi muncul sebagai akibat dari perubahan medan magnet. Oleh karena itu, kita dapat berasumsi bahwa elektron dalam konduktor stasioner digerakkan oleh medan listrik, dan medan ini dihasilkan secara langsung oleh perubahan medan magnet. Hal ini membentuk properti fundamental baru dari lapangan: berubah seiring waktu, medan magnet menghasilkan medan listrik. Kesimpulan ini pertama kali dicapai oleh J. Maxwell.

Sekarang fenomena induksi elektromagnetik muncul di hadapan kita dalam sudut pandang baru. Hal utama di dalamnya adalah proses pembangkitan medan listrik oleh medan magnet. Dalam hal ini, keberadaan rangkaian penghantar, misalnya kumparan, tidak mengubah esensi proses. Konduktor dengan suplai elektron bebas (atau partikel lain) berperan sebagai perangkat: konduktor hanya memungkinkan seseorang mendeteksi medan listrik yang muncul.

Medan menggerakkan elektron dalam konduktor dan dengan demikian menampakkan dirinya. Inti dari fenomena induksi elektromagnetik pada suatu penghantar stasioner bukanlah munculnya arus induksi, melainkan munculnya medan listrik yang menggerakkan muatan listrik.

Medan listrik yang timbul ketika medan magnet berubah mempunyai sifat yang sama sekali berbeda dengan medan elektrostatis.

Ia tidak terhubung langsung dengan muatan listrik, dan garis tegangannya tidak dapat dimulai dan diakhiri pada muatan tersebut. Garis-garis tersebut tidak dimulai atau berakhir di mana pun, tetapi merupakan garis tertutup, mirip dengan garis induksi medan magnet. Inilah yang disebut medan listrik pusaran(Gbr. 2.9).

Semakin cepat perubahan induksi magnet, semakin besar kuat medan listriknya. Menurut aturan Lenz, dengan meningkatnya induksi magnet, arah vektor intensitas medan listrik membentuk sekrup kiri dengan arah vektor tersebut. Artinya, ketika sekrup berulir kiri diputar searah garis kuat medan listrik, maka gerak translasi sekrup tersebut bertepatan dengan arah vektor induksi magnet. Sebaliknya, ketika induksi magnet berkurang, arah vektor intensitas membentuk sekrup siku-siku dengan arah vektor tersebut.

Arah garis tegangan bertepatan dengan arah arus induksi. Gaya yang bekerja dari pusaran medan listrik pada muatan q (gaya luar) masih sama dengan = q. Namun berbeda dengan kasus medan listrik stasioner, kerja medan pusaran dalam menggerakkan muatan q sepanjang jalur tertutup tidaklah nol. Memang, ketika suatu muatan bergerak sepanjang garis tertutup kuat medan listrik, usaha pada semua bagian lintasan mempunyai tanda yang sama, karena gaya dan geraknya berimpit. Kerja medan listrik pusaran ketika muatan positif tunggal bergerak sepanjang konduktor stasioner tertutup secara numerik sama dengan ggl induksi pada konduktor ini.

Arus induksi pada konduktor masif. Arus induksi mencapai nilai numerik yang sangat besar pada konduktor masif karena resistansinya rendah.

Arus seperti itu, disebut arus Foucault yang diambil dari nama fisikawan Perancis yang mempelajarinya, dapat digunakan untuk memanaskan konduktor. Desain tungku induksi, seperti oven microwave yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari, didasarkan pada prinsip ini. Prinsip ini juga digunakan untuk peleburan logam. Selain itu, fenomena induksi elektromagnetik digunakan pada detektor logam yang dipasang di pintu masuk gedung terminal bandara, teater, dll.

Namun, di banyak perangkat, terjadinya arus Foucault menyebabkan hilangnya energi yang tidak berguna dan bahkan tidak diinginkan akibat pembangkitan panas. Oleh karena itu inti besi trafo, motor listrik, generator, dan lain-lain tidak dibuat padat, melainkan terdiri dari pelat-pelat terpisah yang diisolasi satu sama lain. Permukaan pelat harus tegak lurus terhadap arah vektor intensitas medan listrik pusaran. Ketahanan pelat terhadap arus listrik akan maksimal, dan pembangkitan panas akan minimal.

Penerapan ferit. Peralatan elektronik beroperasi pada wilayah frekuensi yang sangat tinggi (jutaan getaran per detik). Di sini, penggunaan inti kumparan dari pelat terpisah tidak lagi memberikan efek yang diinginkan, karena arus Foucault yang besar muncul di setiap pelat.

Selama pembalikan magnetisasi, arus eddy tidak timbul pada ferit. Akibatnya, kehilangan energi akibat pembangkitan panas di dalamnya dapat diminimalkan. Oleh karena itu, inti transformator frekuensi tinggi, antena magnetik transistor, dll dibuat dari ferit.Inti ferit dibuat dari campuran bubuk bahan awal. Campuran tersebut ditekan dan mengalami perlakuan panas yang signifikan.

Dengan perubahan cepat medan magnet pada feromagnet biasa, timbul arus induksi, yang medan magnetnya, sesuai dengan aturan Lenz, mencegah perubahan fluks magnet pada inti kumparan. Oleh karena itu, fluks induksi magnet praktis tidak berubah dan inti tidak mengalami magnetisasi ulang. Pada ferit, arus eddy sangat kecil, sehingga dapat dimagnetisasi ulang dengan cepat.

Seiring dengan potensi medan listrik Coulomb, terdapat medan listrik pusaran. Garis intensitas bidang ini ditutup. Medan pusaran dihasilkan oleh perubahan medan magnet.

Bagaimana gaya gerak listrik timbul pada suatu penghantar yang berada dalam medan magnet bolak-balik? Apa yang dimaksud dengan pusaran medan listrik, sifat dan penyebab terjadinya? Apa sifat utama bidang ini? Pelajaran hari ini akan menjawab semua pertanyaan ini dan banyak pertanyaan lainnya.

Topik: Induksi elektromagnetik

Pelajaran:Medan listrik pusaran

Ingatlah bahwa aturan Lenz memungkinkan kita menentukan arah arus induksi dalam rangkaian yang terletak di medan magnet luar dengan fluks bolak-balik. Berdasarkan aturan ini, hukum induksi elektromagnetik dapat dirumuskan.

Hukum Induksi Elektromagnetik

Ketika fluks magnet yang menembus luas rangkaian berubah, gaya gerak listrik muncul di rangkaian ini, yang secara numerik sama dengan laju perubahan fluks magnet, diambil dengan tanda minus.

Bagaimana gaya gerak listrik ini muncul? Ternyata EMF pada suatu penghantar yang berada dalam medan magnet bolak-balik dikaitkan dengan munculnya benda baru - medan listrik pusaran.

Mari kita pertimbangkan pengalaman. Terdapat kumparan kawat tembaga yang di dalamnya dimasukkan inti besi untuk memperkuat medan magnet kumparan tersebut. Kumparan dihubungkan melalui konduktor ke sumber arus bolak-balik. Ada juga gulungan kawat yang diletakkan di atas alas kayu. Bola lampu listrik dihubungkan ke kumparan ini. Bahan kawat dilapisi dengan insulasi. Alas kumparan terbuat dari kayu yaitu bahan yang tidak menghantarkan arus listrik. Rangka koil juga terbuat dari kayu. Dengan demikian, segala kemungkinan kontak bola lampu dengan sirkuit yang terhubung ke sumber arus dihilangkan. Jika sumbernya tertutup maka bola lampu akan menyala, oleh karena itu arus listrik mengalir pada kumparan yang berarti ada gaya luar yang bekerja pada kumparan tersebut. Penting untuk mengetahui dari mana kekuatan luar berasal.

Medan magnet yang menembus bidang kumparan tidak dapat menyebabkan munculnya medan listrik, karena medan magnet hanya bekerja pada muatan yang bergerak. Menurut teori elektronik tentang konduktivitas logam, terdapat elektron di dalamnya yang dapat bergerak bebas di dalam kisi kristal. Namun, pergerakan ini terjadi secara acak tanpa adanya medan listrik eksternal. Kekacauan seperti itu menyebabkan pengaruh total medan magnet pada konduktor pembawa arus adalah nol. Hal ini membedakan medan elektromagnetik dari medan elektrostatik, yang juga bekerja pada muatan stasioner. Dengan demikian, medan listrik bekerja pada muatan bergerak dan diam. Namun jenis medan listrik yang telah dipelajari sebelumnya hanya diciptakan oleh muatan listrik. Arus induksi, pada gilirannya, diciptakan oleh medan magnet bolak-balik.

Misalkan elektron-elektron dalam suatu konduktor digerakkan secara teratur di bawah pengaruh medan listrik jenis baru. Dan medan listrik ini dihasilkan bukan oleh muatan listrik, melainkan oleh medan magnet bolak-balik. Faraday dan Maxwell mempunyai ide serupa. Hal utama dalam gagasan ini adalah bahwa medan magnet yang berubah terhadap waktu menghasilkan medan listrik. Sebuah konduktor dengan elektron bebas di dalamnya memungkinkan untuk mendeteksi bidang ini. Medan listrik ini menggerakkan elektron dalam konduktor. Fenomena induksi elektromagnetik tidak hanya terdiri dari munculnya arus induksi, tetapi juga munculnya medan listrik jenis baru yang menggerakkan muatan listrik dalam suatu konduktor (Gbr. 1).

Bidang pusaran berbeda dengan bidang statis. Ini tidak dihasilkan oleh muatan stasioner, oleh karena itu garis intensitas medan ini tidak dapat dimulai dan diakhiri pada muatan. Menurut penelitian, garis kuat medan pusaran merupakan garis tertutup yang mirip dengan garis induksi medan magnet. Akibatnya, medan listrik ini adalah pusaran – sama dengan medan magnet.

Properti kedua menyangkut kerja kekuatan-kekuatan di bidang baru ini. Dengan mempelajari medan elektrostatik, kami menemukan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya-gaya medan elektrostatik sepanjang loop tertutup adalah nol. Karena ketika suatu muatan bergerak dalam satu arah, perpindahan dan gaya efektif searah dan usahanya positif, maka ketika muatan bergerak dalam arah yang berlawanan, perpindahan dan gaya efektif berlawanan arah dan usahanya negatif, usaha total akan menjadi nol. Dalam kasus medan pusaran, usaha sepanjang loop tertutup akan berbeda dari nol. Jadi, ketika suatu muatan bergerak sepanjang garis tertutup medan listrik yang bersifat pusaran, usaha pada bagian yang berbeda akan tetap bertanda konstan, karena gaya dan perpindahan pada bagian lintasan yang berbeda akan mempertahankan arah yang sama relatif terhadap masing-masing. lainnya. Kerja gaya medan listrik pusaran untuk menggerakkan muatan sepanjang putaran tertutup adalah bukan nol, oleh karena itu medan listrik pusaran dapat menghasilkan arus listrik dalam putaran tertutup, sesuai dengan hasil percobaan. Maka kita dapat mengatakan bahwa gaya yang bekerja pada muatan dari medan pusaran sama dengan hasil kali muatan yang ditransfer dan kekuatan medan ini.

Gaya ini merupakan gaya luar yang melakukan usaha. Usaha yang dilakukan oleh gaya ini, yang berhubungan dengan jumlah muatan yang dipindahkan, adalah ggl induksi. Arah vektor intensitas medan listrik pusaran pada setiap titik garis intensitas ditentukan oleh aturan Lenz dan bertepatan dengan arah arus induksi.

Pada suatu rangkaian stasioner yang terletak pada medan magnet bolak-balik, timbul arus listrik induksi. Medan magnet itu sendiri tidak dapat menjadi sumber gaya luar, karena hanya dapat bekerja pada muatan listrik yang bergerak secara teratur. Tidak mungkin ada medan elektrostatik, karena dihasilkan oleh muatan stasioner. Setelah asumsi bahwa medan magnet yang berubah terhadap waktu menghasilkan medan listrik, kita mengetahui bahwa medan bolak-balik ini bersifat pusaran, yaitu garis-garisnya tertutup. Kerja medan listrik pusaran sepanjang loop tertutup berbeda dari nol. Gaya yang bekerja pada muatan yang dipindahkan dari medan listrik pusaran sama dengan nilai muatan yang dipindahkan tersebut dikalikan dengan intensitas medan listrik pusaran. Gaya ini merupakan gaya luar yang menyebabkan terjadinya EMF pada rangkaian. Gaya gerak listrik induksi, yaitu perbandingan kerja gaya luar dengan jumlah muatan yang ditransfer, sama dengan laju perubahan fluks magnet, diambil dengan tanda minus. Arah vektor intensitas medan listrik pusaran pada setiap titik garis intensitas ditentukan oleh aturan Lenz.

1. Kasyanov V.A., Fisika kelas 11: Buku Teks. untuk pendidikan umum institusi. - Edisi ke-4, stereotip. - M.: Bustard, 2004. - 416 hal.: sakit., 8 l. warna pada
2. Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Fisika 11. - M.: Mnemosyne.
3. Tikhomirova S.A., Yarovsky B.M., Fisika 11. - M.: Mnemosyne.
   

1. Buku teks fisika elektronik ().
2. Fisika keren ().
3. Xvatit.com().

1. Bagaimana menjelaskan fakta bahwa sambaran petir dapat melelehkan sekring dan merusak peralatan listrik dan perangkat semikonduktor yang sensitif?
2. * Ketika cincin dibuka, timbul ggl induksi diri sebesar 300 V pada kumparan.Berapa kuat medan listrik pusaran pada lilitan kumparan jika jumlahnya 800 dan jari-jari lilitannya 4 cm?

Fenomena induksi elektromagnetik ditemukan oleh M. Faraday pada tahun 1831. Fenomena tersebut dapat diamati pada percobaan berikut. Mari kita ambil sebuah kumparan dengan jumlah lilitan yang banyak (solenoida), tutup dengan galvanometer, dan gerakkan magnet permanen dari salah satu ujungnya sepanjang sumbunya. Dalam hal ini akan timbul arus listrik pada solenoid yang akan terdeteksi oleh defleksi jarum galvanometer. Arus ini akan berhenti ketika magnet berhenti bergerak. Jika magnet dilepas dari solenoid, maka arus akan kembali timbul pada solenoid, tetapi berlawanan arah. Fenomena yang sama akan terjadi jika magnet dibiarkan diam dan solenoid digerakkan. Alih-alih magnet, Anda dapat mengambil solenoida kedua (Gbr. 51), yang melaluinya arus searah mengalir: rumus" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/I2.gif " perbatasan="0" sejajarkan ="absmiddle" alt=".

Fenomena induksi elektromagnetik adalah sebagai berikut: dalam suatu rangkaian penghantar tertutup, ketika fluks induksi magnet berubah melalui luas yang dibatasi oleh rangkaian ini, timbul arus listrik. Arus ini disebut arus induksi.

Munculnya arus induksi dalam rangkaian tertutup disebabkan oleh munculnya dalam rangkaian ini di bawah pengaruh aliran gaya gerak listrik tertentu yang berubah-ubah terhadap waktu, yaitu gaya gerak listrik.Besarnya EMF ini pertama kali dikaitkan dengan laju perubahan fluks induksi magnet oleh Faraday

definisi">Hukum Faraday

Arti tanda minus dalam undang-undang bahwa ggl induksi selalu mempunyai arah sedemikian rupa sehingga mengganggu penyebab yang menyebabkannya. Aturan ini ditetapkan oleh profesor St. Petersburg E.Kh. Lenz.

Jika kita mempertimbangkan rumus fluks magnet" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/108-2.gif" border="0" align="absmiddle" alt="(! LANG:(Gbr. 52, b), atau arahnya berlawanan, jika bertambah tanda "> B. Fluks induksi magnet yang melalui luas S yang dibatasi oleh bingkai adalah sama dengan

rumus" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/109-1.gif" border="0" align="absmiddle" alt="sudut antara garis normal ke bingkai dan vektor B berubah

rumus" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/109-3.gif" border="0" align="absmiddle" alt="Menurut hukum Faraday (12.1), ketika aliran melalui bingkai berubah, arus induksi muncul di dalamnya, yang akan berubah seiring waktu dengan frekuensi yang sama dengan kecepatan putaran rumus bingkai" src="http://hi -edu.ru/e-books/xbook785 /files/109-4.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

Seperti yang Anda lihat, ggl induksi berubah menurut hukum harmonik dengan rumus frekuensi" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/109-5.gif" border="0" align="absmiddle" alt="Perolehan EMF ketika kumparan berputar dalam medan magnet merupakan dasar pengoperasian generator arus bolak-balik.

Mekanisme terjadinya arus induksi pada konduktor yang bergerak dapat dijelaskan dengan menggunakan gaya Lorentz F = qvB.

Di bawah pengaruh gaya Lorentz, muatan dipisahkan: muatan positif terakumulasi di satu ujung konduktor, muatan negatif terakumulasi di ujung lainnya (Gbr. 53). Muatan ini menciptakan medan Coulomb elektrostatis di dalam konduktor. Jika penghantar terbuka, maka pergerakan muatan di bawah pengaruh gaya Lorentz akan terjadi sampai gaya listrik seimbang dengan gaya Lorentz. Aksi gaya Lorentz mirip dengan aksi beberapa medan listrik; medan ini serupa bidang pihak ketiga.

Terjadinya ggl induksi juga dimungkinkan pada rangkaian stasioner yang terletak pada medan magnet bolak-balik. Apa sifat gaya luar (asal non-elektrostatis) dalam kasus ini?

Maxwell berhipotesis bahwa setiap medan magnet bolak-balik membangkitkan medan listrik di ruang sekitarnya, yang merupakan penyebab munculnya arus induksi pada rangkaian. Medan ini dicirikan oleh intensitasnya (indeks menunjukkan penyebab munculnya medan ini - medan magnet).

Sirkulasi medan listrik bertanda ">L tidak sama dengan nol:

rumus" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/111-1.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

rumus" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/111-2.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

rumus" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/111-5.gif" border="0" align="absmiddle" alt="- turunan parsial induksi B terhadap waktu.

Untuk medan elektrostatis tandai">Q) sirkulasi sepanjang kontur tertutup adalah nol:

definisikan-e">potensi.

Medan listrik didefinisikan sebagai pusaran, yang sirkulasinya sepanjang lingkaran tertutup L tidak sama dengan nol:

mark">I(t), kemudian menciptakan medan magnet dengan induksi B(t), dan oleh karena itu rumus fluks" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/112. gif" border="0" align="absmiddle" alt="

Fenomena induksi elektromagnetik yang disebabkan oleh perubahan arus pada rangkaian itu sendiri disebut induksi diri. Akar penyebabnya adalah perubahan arus dalam rangkaian, yang lebih mudah diukur daripada perubahan fluks magnet.

Pada setiap titik pada permukaan yang direntangkan pada rangkaian, dB induksi sebanding dengan arus dalam rangkaian. Jika terintegrasi pada seluruh permukaan, maka fluks magnet total ditandai ">I

tandai ">L - induktansi rangkaian, koefisien proporsionalitas, tergantung pada konfigurasi rangkaian.

Induktansi menunjukkan seberapa besar fluks magnet yang menembus permukaan yang ditutupi oleh rangkaian ketika arus di dalamnya adalah 1 A. Satuannya adalah Wb/A yang disebut henry (H).

Jika rangkaian memiliki bentuk yang kompleks, misalnya berisi beberapa lilitan, maka alih-alih mendefinisikan "hubungan fluks, rumusnya" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/112-4 .gif" perbatasan ="0" align="absmiddle" alt="

ekspresi tersebut valid untuk L = const.

Ini menyiratkan definisi lain dari L (lebih penting dalam praktiknya): induktansi menunjukkan berapa ggl induktif diri yang terjadi pada rangkaian jika laju perubahan arus di dalamnya adalah 1 A/s.

Untuk solenoid, fluks magnet yang melalui satu putaran ditandai ">N putaran solenoid (hubungan fluks),

tandai">V =Sl - volume solenoid.

Membandingkan ekspresi ini dengan (12.4), kita mendapatkan

rumus" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/mu.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".

Fluks magnet melalui permukaan yang ditutupi oleh sirkuit 2 dapat dibuat dengan ilustrasi arus" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/ris54.gif" border="0">

Mari kita nyatakan rumusnya" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/113.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

rumus" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/I1.gif" border="0" align="absmiddle" alt="berubah, kemudian di sirkuit 2 diinduksi ggl induksi timbal balik

rumus" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/I2.gif" border="0" align="absmiddle" alt="EMF induksi timbal balik terjadi

rumus" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/113-3.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - induktansi timbal balik dari rangkaian, mereka bergantung pada bentuk geometris, ukuran, posisi relatif kontur dan permeabilitas magnetik medium.

Mari kita hitung induktansi timbal balik dari dua kumparan yang dililitkan pada kumparan yang sama inti toroidal(Gbr. 55). Arus Foucault, atau arus eddy.

Pelat logam berat yang berosilasi di antara kutub elektromagnet berhenti jika arus searah yang memberi makan elektromagnet dihidupkan. Semua energinya diubah menjadi panas yang dihasilkan oleh arus Foucault. Tidak ada arus pada pelat stasioner.

Arus eddy dapat dilemahkan secara signifikan jika dilakukan pemotongan pada pelat untuk meningkatkan ketahanannya. Pada inti padat transformator dan motor listrik yang beroperasi pada arus bolak-balik, arus Foucault akan menghasilkan panas dalam jumlah besar. Oleh karena itu, inti dibuat sebagai komposit, terdiri dari pelat-pelat tipis yang dipisahkan oleh lapisan dielektrik.

Fenomena terjadinya arus induksi Foucault mendasari pengoperasian tungku induksi, yang memungkinkan pemanasan logam hingga titik lelehnya.

Arus Foucault mematuhi aturan Lenz: medan magnetnya diarahkan untuk melawan perubahan fluks magnet yang menginduksi arus eddy. Fakta ini digunakan untuk menenangkan bagian yang bergerak dari berbagai perangkat (redaman).

Arus eddy juga terjadi pada kabel yang dilalui arus listrik bolak-balik. Arah arus eddy sedemikian rupa sehingga melawan perubahan arus primer pada konduktor. Dengan demikian, arus bolak-balik ternyata terdistribusi secara tidak merata di seluruh penampang kawat, seolah-olah dipaksa keluar ke permukaan konduktor. Pada permukaan kawat, rapat arus maksimum, dan jauh ke dalam konduktor, rapat arus berkurang dan mencapai nilai terendah pada porosnya. Fenomena ini disebut efek kulit (skin). Arus terkonsentrasi di “kulit” konduktor. Oleh karena itu, pada frekuensi tinggi tidak diperlukan konduktor dengan penampang besar: bagaimanapun, arus hanya akan mengalir di lapisan permukaan.