Dalam pelajaran ini, kita akan belajar bagaimana dan oleh siapa fenomena induksi-diri ditemukan, kita akan mempertimbangkan eksperimen yang dengannya kita akan mendemonstrasikan fenomena ini, kita akan menentukan bahwa induksi-diri adalah kasus khusus induksi elektromagnetik. Di akhir pelajaran, kami memperkenalkan kuantitas fisik yang menunjukkan ketergantungan EMF induksi diri pada ukuran dan bentuk konduktor dan pada lingkungan di mana konduktor berada, yaitu induktansi.

Henry menemukan gulungan datar tembaga strip, yang dengannya ia mencapai efek gaya yang lebih menonjol daripada dengan solenoida kawat. Ilmuwan memperhatikan bahwa ketika sebuah kumparan yang kuat berada di sirkuit, arus di sirkuit ini mencapai nilai maksimumnya jauh lebih lambat daripada tanpa kumparan.

Beras. 2. Skema pengaturan eksperimental oleh D. Henry

pada gambar. 2 menunjukkan sirkuit listrik dari pengaturan eksperimental, yang atas dasar itu dimungkinkan untuk menunjukkan fenomena induksi diri. Sirkuit listrik terdiri dari dua bola lampu yang dihubungkan secara paralel, dihubungkan melalui kunci ke sumber DC. Sebuah kumparan dihubungkan secara seri dengan salah satu lampu. Setelah rangkaian ditutup, terlihat bahwa bola lampu yang dihubungkan seri dengan kumparan menyala lebih lambat dari bola lampu kedua (Gbr. 3).

Beras. 3. Lampu pijar yang berbeda pada saat sirkuit dihidupkan

Ketika sumber dimatikan, bola lampu yang dihubungkan secara seri dengan kumparan padam lebih lambat daripada bola lampu kedua.

Kenapa mati lampu secara bersamaan?

Saat kunci tertutup (Gbr. 4), akibat terjadinya self-induction EMF, arus pada bohlam dengan koil meningkat lebih lambat, sehingga bohlam ini menyala lebih lambat.

Beras. 4. Kunci kunci

Ketika kunci dibuka (Gbr. 5), EMF induksi diri yang muncul mencegah arus berkurang. Oleh karena itu, arus terus mengalir selama beberapa waktu. Untuk adanya arus, diperlukan rangkaian tertutup. Ada sirkuit seperti itu di sirkuit, itu berisi kedua bola lampu. Oleh karena itu, ketika sirkuit dibuka, bohlam harus menyala sama untuk beberapa waktu, dan penundaan yang diamati mungkin karena alasan lain.

Beras. 5. Membuka kunci

Pertimbangkan proses yang terjadi di sirkuit ini ketika kunci ditutup dan dibuka.

1. Menutup kunci.

Ada loop konduktif di sirkuit. Biarkan arus dalam kumparan ini mengalir berlawanan arah jarum jam. Kemudian medan magnet akan diarahkan ke atas (Gbr. 6).

Dengan demikian, kumparan berada dalam ruang medan magnetnya sendiri. Dengan peningkatan arus, kumparan akan berada di ruang medan magnet yang berubah dari arusnya sendiri. Jika arus meningkat, maka fluks magnet yang diciptakan oleh arus ini juga meningkat. Seperti yang Anda ketahui, dengan peningkatan fluks magnet yang menembus bidang sirkuit, gaya gerak listrik induksi muncul di sirkuit ini dan, sebagai akibatnya, arus induksi. Menurut aturan Lenz, arus ini akan diarahkan sedemikian rupa sehingga medan magnetnya mencegah perubahan fluks magnet yang menembus bidang rangkaian.

Artinya, untuk yang dipertimbangkan pada Gambar. 6 putaran, arus induksi harus diarahkan searah jarum jam (Gbr. 7), sehingga mencegah peningkatan arus belokan itu sendiri. Akibatnya, ketika kunci ditutup, arus di sirkuit tidak meningkat secara instan karena fakta bahwa arus induksi pengereman muncul di sirkuit ini, diarahkan ke arah yang berlawanan.

2. Membuka kunci

Ketika kunci dibuka, arus dalam rangkaian berkurang, yang menyebabkan penurunan fluks magnet melalui bidang kumparan. Penurunan fluks magnet menyebabkan munculnya EMF induksi dan arus induksi. Dalam hal ini, arus induksi diarahkan ke arah yang sama dengan arus loop itu sendiri. Hal ini menyebabkan penurunan arus intrinsik yang lebih lambat.

Kesimpulan: ketika arus dalam konduktor berubah, induksi elektromagnetik terjadi pada konduktor yang sama, yang menghasilkan arus induksi yang diarahkan sedemikian rupa untuk mencegah perubahan arus intrinsik dalam konduktor (Gbr. 8). Inilah inti dari fenomena induksi diri. Induksi diri adalah kasus khusus dari induksi elektromagnetik.

Beras. 8. Momen menghidupkan dan mematikan sirkuit

Rumus untuk menemukan induksi magnetik dari konduktor langsung dengan arus:

di mana - induksi magnetik; - konstanta magnetik; - kekuatan saat ini; - jarak dari konduktor ke titik.

Fluks induksi magnet melalui situs sama dengan:

dimana adalah luas permukaan yang ditembus oleh fluks magnet.

Dengan demikian, fluks induksi magnet sebanding dengan besarnya arus dalam konduktor.

Untuk kumparan di mana jumlah lilitan dan panjangnya, induksi medan magnet ditentukan oleh hubungan berikut:

Fluks magnet yang ditimbulkan oleh kumparan dengan jumlah lilitan N, adalah sama dengan:

Mengganti rumus untuk induksi medan magnet ke dalam ekspresi ini, kita memperoleh:

Rasio jumlah lilitan dengan panjang kumparan dilambangkan dengan angka:

Kami mendapatkan ekspresi akhir untuk fluks magnet:

Dapat dilihat dari hubungan yang diperoleh bahwa nilai fluks bergantung pada besar arus dan geometri kumparan (jari-jari, panjang, jumlah lilitan). Nilai yang sama dengan disebut induktansi:

Satuan induktansi adalah henry:

Oleh karena itu, fluks induksi magnet yang disebabkan oleh arus dalam kumparan adalah:

Dengan mempertimbangkan rumus untuk EMF induksi, kami memperoleh bahwa EMF induksi sendiri sama dengan produk dari laju perubahan arus dan induktansi, diambil dengan tanda "-":

induksi diri- ini adalah fenomena terjadinya induksi elektromagnetik dalam konduktor ketika kekuatan arus yang mengalir melalui konduktor ini berubah.

Gaya gerak listrik induksi diri berbanding lurus dengan laju perubahan arus yang mengalir melalui konduktor, diambil dengan tanda minus. Faktor proporsionalitas disebut induktansi, yang tergantung pada parameter geometris konduktor.

Sebuah konduktor memiliki induktansi sebesar 1 H jika, pada laju perubahan arus dalam konduktor sebesar 1 A per detik, gaya gerak listrik induksi diri sebesar 1 V muncul dalam konduktor ini.

Seseorang menghadapi fenomena induksi diri setiap hari. Setiap kali kita menyalakan atau mematikan lampu, dengan demikian kita menutup atau membuka sirkuit, sambil menarik arus induksi. Terkadang arus ini dapat mencapai nilai yang sangat tinggi sehingga percikan melompat di dalam sakelar, yang bisa kita lihat.

Bibliografi

1. Myakishev G.Ya. Fisika: Prok. untuk 11 sel. pendidikan umum institusi. - M.: Pendidikan, 2010.
2. Kasyanov V.A. Fisika. Kelas 11: Prok. untuk pendidikan umum institusi. - M.: Bustard, 2005.
3. Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Fisika 11. - M.: Mnemosyne.

1. Portal internet Myshared.ru ().
2. Portal internet Physics.ru ().
3. Portal internet Festival.1september.ru ().

Pekerjaan rumah

1. Pertanyaan di akhir paragraf 15 (hal. 45) - Myakishev G.Ya. Fisika 11 (lihat daftar bacaan yang direkomendasikan)
2. Konduktor mana yang memiliki induktansi 1 henry?

Tujuan pelajaran: untuk membentuk gagasan bahwa perubahan kekuatan arus dalam konduktor menciptakan gelombang pusaran, yang dapat mempercepat atau memperlambat elektron yang bergerak.

Selama kelas

Memeriksa pekerjaan rumah dengan metode survei individu

1. Dapatkan rumus untuk menghitung gaya gerak listrik induksi untuk konduktor yang bergerak dalam medan magnet.

2. Turunkan rumus untuk menghitung gaya gerak listrik induksi menggunakan hukum induksi elektromagnetik.

3. Di mana mikrofon elektrodinamik digunakan dan bagaimana pengaturannya?

4. Tugas. Hambatan kumparan kawat adalah 0,03 ohm. Fluks magnet berkurang di dalam kumparan sebesar 12 mWb. Berapa muatan listrik yang melewati penampang kumparan?

Keputusan. i=ΔF/Δt; i= Iiʹ·R; II = q/Δt; F/Δt = q R/Δt; q = t/ RΔt; q= /R;

Mempelajari materi baru

1. Induksi diri.

Jika arus bolak-balik mengalir melalui konduktor, maka itu menciptakan EMF induksi pada konduktor yang sama - ini adalah fenomena

Induksi diri. Sirkuit konduksi memainkan peran ganda: arus mengalir melaluinya, dan EMF induksi dibuat di dalamnya oleh arus ini.

Berdasarkan aturan Lenz; ketika arus meningkat, intensitas medan listrik eddy diarahkan melawan arus, yaitu. mencegahnya tumbuh.

Selama penurunan arus, medan pusaran mempertahankannya.

Pertimbangkan rangkaian yang menunjukkan bahwa kekuatan arus mencapai tertentu

nilai secara bertahap dari waktu ke waktu.

Demonstrasi percobaan dengan skema. Menggunakan sirkuit pertama, kami akan menunjukkan bagaimana ggl induksi muncul ketika sirkuit ditutup.

Ketika kunci ditutup, lampu pertama menyala seketika, yang kedua dengan penundaan, karena induksi diri yang besar di sirkuit yang dibuat oleh koil inti.

Dengan bantuan rangkaian kedua, kita akan mendemonstrasikan tampilan EMF induksi saat rangkaian dibuka.

Pada saat pembukaan, arus searah akan mengalir melalui ammeter, melawan arus awal.

Saat dibuka, arus dapat melebihi nilai arus asli. Artinya EMF induksi diri bisa lebih besar dari EMF sumber arus.

Gambarkan analogi antara inersia dan induksi diri

Induktansi.

Fluks magnet sebanding dengan besarnya induksi magnet dan kuat arus. F~B~I.

F = L I; di mana L adalah faktor proporsionalitas antara arus dan fluks magnet.

Rasio ini sering disebut induktansi lingkaran atau koefisien induksi diri.

Menggunakan nilai induktansi, hukum induksi elektromagnetik dapat ditulis sebagai berikut:

is= – /Δt = – L I/Δt

Induktansi adalah besaran fisis yang secara numerik sama dengan EMF induksi diri yang terjadi pada rangkaian ketika arus berubah sebesar 1 A dalam 1 s.

Ukur induktansi dalam Henry (H) 1 H = 1 V s / A

Tentang pentingnya induksi diri dalam teknik elektro dan teknik radio.

Kesimpulan: ketika arus yang berubah mengalir melalui konduktor, medan listrik pusaran muncul.

Medan pusaran memperlambat elektron bebas saat arus meningkat dan mempertahankannya saat arus berkurang.

Konsolidasi materi yang dipelajari.

– Bagaimana menjelaskan fenomena induksi diri?

– Gambarkan analogi antara inersia dan induksi diri.

- Berapa induktansi rangkaian, dalam satuan apa induktansi diukur?

- Tugas. Pada kekuatan arus 5 A, fluks magnet 0,5 mWb muncul di sirkuit. Berapa induktansi rangkaian tersebut?

Keputusan. F/Δt = – L I/Δt; L = F/ΔI; L \u003d 1 10-4H

Menyimpulkan pelajaran

Pekerjaan rumah: 15, perwakilan. 13, mis. 2 No. 10

1. Tujuan pelajaran: merumuskan hukum kuantitatif induksi elektromagnetik; siswa harus mempelajari apa itu EMF induksi magnet dan apa itu fluks magnet. Kemajuan pelajaran Memeriksa pekerjaan rumah...
2. Tujuan pelajaran: untuk membentuk pada siswa gagasan tentang keberadaan resistansi hanya dalam rangkaian arus bolak-balik - ini adalah resistansi kapasitif dan induktif. Kemajuan pelajaran Memeriksa pekerjaan rumah...
3. Tujuan pelajaran: untuk membentuk gagasan tentang energi yang dimiliki arus listrik dalam penghantar dan energi medan magnet yang diciptakan oleh arus. Kemajuan pelajaran Memeriksa pekerjaan rumah dengan menguji ...
4. Tujuan pelajaran: untuk memperkenalkan konsep gaya gerak listrik; dapatkan hukum Ohm untuk rangkaian tertutup; untuk membuat siswa gagasan tentang perbedaan antara EMF, tegangan dan beda potensial. Pindah...
5. Tujuan pembelajaran: untuk membentuk pemahaman siswa tentang resistansi aktif dalam rangkaian arus bolak-balik, dan nilai efektif arus dan tegangan. Kemajuan pelajaran Memeriksa rumah...
6. Tujuan pelajaran: untuk membentuk konsep bahwa EMF induksi dapat terjadi baik dalam konduktor stasioner yang ditempatkan dalam medan magnet yang berubah, atau dalam konduktor yang bergerak dalam konduktor yang konstan ...
7. Tujuan pelajaran: untuk mengetahui bagaimana penemuan induksi elektromagnetik terjadi; untuk membentuk konsep induksi elektromagnetik, pentingnya penemuan Faraday untuk teknik listrik modern. Kursus pelajaran 1. Analisis pekerjaan kontrol ...
8. Tujuan pelajaran: untuk mempertimbangkan perangkat dan prinsip pengoperasian transformator; berikan bukti bahwa arus listrik tidak akan pernah memiliki aplikasi yang begitu luas, jika pada suatu waktu ...
9. Tujuan pelajaran: untuk mengetahui apa yang menyebabkan EMF induksi pada konduktor bergerak yang ditempatkan dalam medan magnet konstan; membawa siswa pada kesimpulan bahwa gaya bekerja pada muatan ...
10. Tujuan pelajaran: kontrol asimilasi oleh siswa dari topik yang dipelajari, pengembangan pemikiran logis, peningkatan keterampilan komputasi. Kursus pelajaran Organisasi siswa untuk melakukan tes Opsi 1 No. 1. Fenomena...
11. Tujuan pelajaran: untuk membentuk pemahaman siswa tentang medan listrik dan magnet, sebagai satu kesatuan - medan elektromagnetik. Kemajuan pelajaran Memeriksa pekerjaan rumah dengan menguji ...
12. Tujuan pelajaran: untuk menguji pengetahuan siswa tentang topik yang dipelajari, untuk meningkatkan keterampilan memecahkan masalah dari berbagai jenis. Kemajuan pelajaran Mengecek pekerjaan rumah Jawaban siswa sesuai dengan yang telah disiapkan di rumah ...
13. Tujuan pelajaran: untuk mengulang dan meringkas pengetahuan tentang topik yang dibahas; meningkatkan kemampuan berpikir logis, menggeneralisasi, memecahkan masalah kualitatif dan komputasional. Kemajuan pelajaran Memeriksa pekerjaan rumah 1....
14. Tujuan pelajaran: untuk membuktikan kepada siswa bahwa osilasi elektromagnetik bebas dalam rangkaian tidak memiliki aplikasi praktis; osilasi paksa yang tidak teredam digunakan, yang sangat berguna dalam praktik. Pindah...
15. Tujuan pembelajaran: untuk membentuk konsep modulus induksi magnet dan gaya Ampere; dapat memecahkan masalah untuk menentukan besaran-besaran tersebut. Kursus pelajaran Memeriksa pekerjaan rumah dengan metode individu ...

geser 2

INDUKSI DIRI

Setiap konduktor yang dilalui arus listrik berada dalam medan magnetnya sendiri.

geser 3

Ketika kekuatan arus berubah dalam konduktor, medan m berubah, mis. fluks magnet yang diciptakan oleh perubahan arus ini. Perubahan fluks magnet menyebabkan munculnya medan listrik pusaran dan EMF induksi muncul di sirkuit.

geser 4

Induksi sendiri - fenomena terjadinya induksi EMF dalam rangkaian listrik sebagai akibat dari perubahan kekuatan arus. Ggl yang dihasilkan disebut ggl induksi diri.

geser 5

Manifestasi dari fenomena induksi diri

geser 6

Kesimpulan dalam teknik elektro, fenomena induksi diri memanifestasikan dirinya ketika sirkuit ditutup (arus listrik meningkat secara bertahap) dan ketika sirkuit dibuka (arus listrik tidak langsung hilang).

Geser 7

INDUKTANSI

Apa EMF induksi diri bergantung pada? Arus listrik menciptakan medan magnetnya sendiri. Fluks magnet yang melalui rangkaian sebanding dengan induksi medan magnet (Ф ~ B), induksi sebanding dengan kuat arus pada penghantar (B ~ I), oleh karena itu fluks magnet sebanding dengan kuat arus (Ф ~ I ). EMF induksi sendiri tergantung pada laju perubahan kekuatan arus dalam rangkaian listrik, pada sifat konduktor (ukuran dan bentuk) dan pada permeabilitas magnetik relatif dari media di mana konduktor berada. Kuantitas fisik yang menunjukkan ketergantungan EMF induksi diri pada ukuran dan bentuk konduktor dan pada lingkungan di mana konduktor berada disebut koefisien induksi diri atau induktansi.

Geser 8

Induktansi - fisik. nilai yang secara numerik sama dengan EMF induksi diri yang terjadi pada rangkaian ketika kekuatan arus berubah sebesar 1 ampere dalam 1 detik.

Geser 9

Juga, induktansi dapat dihitung dengan rumus:

di mana F adalah fluks magnet yang melalui rangkaian, I adalah kekuatan arus dalam rangkaian.

Geser 10

Satuan SI untuk induktansi:

geser 11

Induktansi kumparan tergantung pada:

jumlah lilitan, ukuran dan bentuk kumparan, dan permeabilitas magnetik relatif medium (dimungkinkan inti).

geser 12

EMF INDUKSI DIRI

EMF induksi sendiri mencegah peningkatan kekuatan arus saat rangkaian dihidupkan dan penurunan kekuatan arus saat rangkaian dibuka.

geser 13

ENERGI MEDAN MAGNETIK ARUS

Di sekitar penghantar berarus terdapat medan magnet yang memiliki energi. Dari mana asalnya? Sumber arus yang termasuk dalam rangkaian listrik memiliki cadangan energi. Pada saat menutup sirkuit listrik, sumber arus mengeluarkan sebagian energinya untuk mengatasi aksi EMF yang muncul dari induksi diri. Bagian energi ini, yang disebut energi diri arus, menuju pembentukan medan magnet. Energi medan magnet sama dengan energi diri arus. Energi sendiri dari arus secara numerik sama dengan pekerjaan yang harus dilakukan sumber arus untuk mengatasi EMF induksi sendiri untuk menciptakan arus dalam rangkaian.

Geser 14

Energi medan magnet yang diciptakan oleh arus berbanding lurus dengan kuadrat kekuatan arus. Di mana energi medan magnet hilang setelah arus berhenti? - menonjol (ketika sirkuit dengan arus yang cukup besar dibuka, percikan atau busur dapat terjadi)

Lihat semua slide

semester 1

ELEKTRODINAMIKA

3. Medan elektromagnetik

PELAJARAN 9/36

Subjek. Induksi diri. Induktansi

Tujuan pembelajaran: untuk memperluas pemahaman siswa tentang fenomena induksi elektromagnetik; menjelaskan esensi dari fenomena induksi diri.

Jenis pelajaran: pelajaran belajar materi baru.

RENCANA BELAJAR

Kontrol pengetahuan		1. Fenomena induksi elektromagnetik. 2. Hukum induksi elektromagnetik. 3. Aturan Lenz.
Demonstrasi		1. Fenomena induksi diri selama pembukaan dan penutupan lingkaran. 2. Menggunakan induksi diri untuk menyalakan lampu neon. 3. Fragmen dari video film "Fenomena induksi diri".
Mempelajari materi baru		1. Induksi diri. 2. EMF induksi diri. 3. Induktansi
Konsolidasi materi yang dipelajari		1. Pertanyaan kualitatif. 2. Belajar memecahkan masalah.

PELAJARI MATERI BARU

Tingkat pertama

1. Pada saat apa sakelar menyala: dalam kasus menutup atau membuka lingkaran?

2. Kapan seseorang dapat mengamati fenomena induksi diri dalam rangkaian DC?

3. Mengapa tidak mungkin untuk secara instan mengubah kekuatan arus dalam rangkaian tertutup?

Tingkat kedua

1. Bagaimana nilai modulus vektor induksi magnet bergantung pada kuat arus?

2. Percobaan menunjukkan bahwa induktansi kumparan meningkat sesuai dengan peningkatan jumlah lilitan pada kumparan. Bagaimana fakta ini dapat dijelaskan?

KONFIGURASI MATERI YANG DIBELI

) . Pertanyaan kualitatif

1. Mengapa percikan terjadi ketika busur trem putus dari kabel di atas kepala?

2. Elektromagnet inti terbuka terhubung ke sirkuit DC. Ketika armature menutup inti, ada penurunan jangka pendek dalam kekuatan arus di sirkuit. Mengapa?

3. Mengapa motor listrik yang kuat terputus dari listrik dengan lancar dan perlahan menggunakan rheostat?

) . Belajar memecahkan masalah

1. Sebuah kumparan superkonduktor dengan induktansi 5 H ditutup ke sumber arus dengan EMF 20 V dan resistansi internal yang sangat rendah. Asumsikan bahwa arus dalam kumparan meningkat secara merata, tentukan waktu yang dibutuhkan arus untuk mencapai 10 A.

Solusi. Arus dalam kumparan meningkat secara bertahap karena fenomena induksi diri. Mari kita gunakan hukum Ohm untuk rangkaian lengkap: di mana EMF total rangkaian, terdiri dari EMF sumber dan EMF induksi sendiri: Kemudian hukum Ohm mengambil bentuk.

Garis besar pelajaran dalam fisika “Induksi diri. Induktansi. Energi medan magnet arus "(Kelas 8)

Topik pelajaran: Induksi diri. Induktansi. Energi medan magnet.

Target : Pembentukan konsep fenomena induksi diri, manifestasinya dalam rangkaian arus listrik. Penggunaan induksi diri dalam perangkat listrik.

Tugas:

Pendidikan: Mengulangi pengetahuan siswa tentang fenomena induksi elektromagnetik, memperdalamnya; atas dasar ini untuk mempelajari fenomena induksi diri.

Pendidikan: Untuk menumbuhkan minat pada subjek, ketekunan, dan kemampuan untuk dengan cermat mengevaluasi jawaban rekan-rekan. Tunjukkan pentingnya hubungan sebab-akibat dalam pengenalan fenomena.

Mengembangkan: Perkembangan fisik berpikir siswa, perluasan aparatur konseptual siswa, pembentukan keterampilan menganalisis informasi, menarik kesimpulan dari pengamatan dan eksperimen.

Jenis pelajaran: pelajaran mempelajari materi baru.

Peralatan: Induktor inti - demo, catu daya, kunci, dua bohlam 3,5 V, rheostat 100 Ohm, bohlam neon 200V.

Pengalaman: 1) pengalaman mengamati fenomena induksi diri pada saat rangkaian tertutup; 2) pengalaman mengamati fenomena induksi diri saat rangkaian dibuka;

Rencana belajar:

Mengatur waktu.

Memperbarui pengetahuan dasar.

Motivasi.

Mempelajari materi baru.

Konsolidasi.

Pekerjaan rumah.

Selama kelas

Mengatur waktu.(1 menit)

Memperbarui pengetahuan dasar.

Apa fenomena induksi elektromagnetik?

Apa hipotesis Faraday yang mengarah pada penemuan induksi elektromagnetik?

Bagaimana Faraday menemukan fenomena induksi elektromagnetik?

Dalam kondisi apa arus induksi terjadi pada kumparan?

Apa yang menentukan arah arus induksi?

Apa yang menjelaskan gaya tolak menolak cincin aluminium ketika magnet dimasukkan ke dalamnya dan gaya tarik magnet ketika dikeluarkan dari cincin?

Mengapa cincin aluminium yang dipotong tidak berinteraksi dengan magnet yang bergerak?

Formulasikan aturan Lenz.

Bagaimana cara menggunakan aturan Lenz untuk menentukan arah arus induktif pada penghantar?

3 . Motivasi.

Dasar-dasar elektrodinamika diletakkan oleh Ampere pada tahun 1820. Karya Ampere menginspirasi banyak insinyur untuk merancang berbagai perangkat teknis, seperti motor listrik (desainer B.S. Jacobi), telegraf (S. Morse), elektromagnet, yang dirancang oleh ilmuwan Amerika terkenal Henry. Menciptakan berbagai elektromagnet, pada tahun 1832 ilmuwan menemukan fenomena baru dalam elektromagnetisme - fenomena induksi diri. Kita akan membicarakannya dalam pelajaran ini.

4. Mempelajari materi baru.

Pertimbangkan kasus khusus induksi elektromagnetik: terjadinya arus induktif dalam kumparan ketika kekuatan arus di dalamnya berubah.

Untuk melakukan ini, kami akan melakukan percobaan yang ditunjukkan pada gambar. Kami menutup sirkuit dengan kunci Kl. Lampu L1 akan segera menyala, dan L2 - dengan penundaan sekitar 1 detik. Alasan penundaan adalah sebagai berikut. Menurut fenomena induksi elektromagnetik, arus induktif muncul di rheostat dan di koil. Mereka mencegah peningkatan kekuatan arus I 1 dan I 2 (ini mengikuti aturan Lenz dan aturan tangan kanan). Tetapi dalam kumparan K, arus induksi akan jauh lebih besar daripada di rheostat P, karena kumparan memiliki jumlah lilitan dan inti yang jauh lebih besar, yaitu, ia memiliki induktansi yang lebih besar daripada rheostat.

Dalam percobaan kami, kami mengamati fenomena induksi diri.

Fenomena induksi sendiri adalah terjadinya arus induksi pada kumparan ketika kuat arus di dalamnya berubah. Dalam hal ini, arus induksi yang dihasilkan disebut arus induksi sendiri. Fenomena ini ditemukan oleh Joseph Henry, hampir bersamaan dengan ditemukannya fenomena induksi elektromagnetik oleh Faraday.

Induksi diri saat membuka rangkaian listrik dan energi medan magnet. Munculnya arus induksi yang kuat ketika rangkaian dibuka menunjukkan bahwa medan magnet arus dalam kumparan memiliki energi. Dengan mengurangi energi medan magnet, pekerjaan dilakukan untuk menciptakan arus induksi. Pada saat ini, lampu Ln berkedip, yang, dalam kondisi normal, menyala pada tegangan 200V. Dan energi ini terakumulasi sebelumnya, ketika sirkuit ditutup, ketika karena energi sumber arus, pekerjaan dilakukan untuk mengatasi arus induksi sendiri, yang mencegah peningkatan arus di sirkuit, dan medan magnetnya.

Induktansi- ini adalah nilai yang sama dengan EMF induksi diri ketika kekuatan arus dalam konduktor berubah sebesar 1 A dalam 1 s. Satuan induktansi adalah henry (H). 1 H = 1 V s/A. 1 henry adalah induktansi konduktor seperti itu di mana EMF induksi diri 1 volt terjadi pada laju perubahan kekuatan arus 1 A / s. L disebut induktansi. Demonstrasi berbagai induktor yang digunakan dalam teknik radio dan teknik listrik. Kami menggunakan handout untuk dilihat siswa. (induktor)

Lampu pijar adalah sumber cahaya pelepasan gas. Fluks bercahaya mereka terbentuk karena pancaran fosfor, yang dipengaruhi oleh radiasi ultraviolet dari pelepasan. Cahaya yang terlihat biasanya tidak melebihi 1-2%. Lampu fluorescent (LL) banyak digunakan dalam penerangan berbagai jenis bangunan. Efisiensi bercahaya mereka berkali-kali lebih besar daripada lampu pijar konvensional. Perangkat starter digunakan sebagai sakelar. Starternya adalah lampu pijar pelepasan gas kecil. Labu kaca diisi dengan gas inert (neon atau campuran helium-hidrogen) dan ditempatkan dalam wadah logam atau plastik. Ketika sirkuit dihidupkan untuk tegangan listrik, itu akan diterapkan sepenuhnya ke starter. Elektroda starter terbuka, dan pelepasan cahaya terjadi di dalamnya. Arus kecil (20-50 mA) akan mengalir dalam rangkaian. Arus ini memanaskan elektroda bimetal, dan mereka, menekuk, menutup sirkuit, dan pelepasan cahaya di starter akan berhenti. Setelah lampu dinyalakan, arus yang sama dengan arus operasi pengenal lampu akan dibuat di sirkuit. Arus ini akan menyebabkan penurunan tegangan pada induktor sehingga tegangan pada lampu akan menjadi kira-kira sama dengan setengah tegangan listrik nominal. Karena starter dihubungkan secara paralel dengan lampu, tegangan di atasnya akan sama dengan tegangan pada lampu, dan karena fakta bahwa itu tidak cukup untuk menyalakan pelepasan cahaya di starter, elektrodanya akan tetap terbuka ketika lampu menyala.

5. Konsolidasi.

1. Fenomena apa yang dipelajari dalam percobaan.
2. Apa fenomena induksi diri?
3. Dapatkah arus induksi sendiri terjadi pada konduktor pembawa arus searah? Jika tidak, tolong jelaskan mengapa; jika demikian, dalam kondisi apa.
4. Dengan mengurangi energi apa usaha yang dilakukan untuk menciptakan arus induktif ketika rangkaian dibuka?

5. Fakta apa yang membuktikan bahwa medan magnet memiliki energi?

6. Apa itu induktansi?

7. Apa satuan induktansi SI dan apa namanya?

8. Apa yang dimaksud dengan choke dan mengapa diperlukan saat mengoperasikan lampu neon?

Tugas 1. Berapa induktansi kumparan jika, dengan perubahan bertahap dalam kekuatan arus dari 5 menjadi 10A dalam 0,1 s, EMF induksi diri muncul sebesar 20V?