9.5. Induction kasalukuyang
9.5.1. Thermal na pagkilos kasalukuyang induction
Ang paglitaw ng EMF ay humahantong sa hitsura sa pagsasagawa ng circuit kasalukuyang induction, ang lakas nito ay tinutukoy ng formula
ako i = | ℰ ako | R,
kung saan ang ℰ i ay ang induction emf na nangyayari sa circuit; R ay ang loop resistance.
Kapag ang isang induction current ay dumadaloy sa circuit, ang init ay inilabas, ang halaga nito ay tinutukoy ng isa sa mga expression:
Q i = I i 2 R t , Q i = ℰ i 2 t R , Q i = I i | ℰ ako | t ,
kung saan ako i - ang lakas ng kasalukuyang induction sa circuit; R ay ang loop resistance; t - oras; ℰ i - EMF ng induction na nangyayari sa circuit.
Induction kasalukuyang kapangyarihan kinakalkula ng isa sa mga formula:
P i = I i 2 R , P i = ℰ i 2 R , P i = I i | ℰ ako | ,
kung saan ako i - ang lakas ng kasalukuyang induction sa circuit; R ay ang loop resistance; ℰ i - EMF ng induction na nangyayari sa circuit.
Kapag ang isang inductive current ay dumadaloy sa isang conducting circuit, ang isang singil ay inilipat sa pamamagitan ng cross-sectional area ng conductor, ang halaga nito ay kinakalkula ng formula.
q i = I i ∆t ,
kung saan ako i - ang lakas ng kasalukuyang induction sa circuit; Ang Δt ay ang agwat ng oras kung saan ang inductive current ay dumadaloy sa circuit.
Halimbawa 21. Ang isang singsing na gawa sa kawad na may resistivity na 50.0 ⋅ 10 −10 Ohm ⋅ m ay inilalagay sa isang pare-parehong magnetic field na may induction na 250 mT. Ang haba ng wire ay 1.57 m, at ang cross-sectional area nito ay 0.100 mm 2 . Ano ang pinakamataas na singil na dadaan sa singsing kapag naka-off ang field?
Desisyon . Ang hitsura ng induction EMF sa ring ay sanhi ng pagbabago sa flux ng induction vector na tumagos sa eroplano ng ring kapag ang magnetic field ay naka-off.
Ang magnetic field induction flux sa pamamagitan ng ring area ay tinutukoy ng mga formula:
- bago patayin ang magnetic field
Ф 1 = B 1 S cos α,
kung saan ang B 1 ay ang paunang halaga ng magnetic field induction module, B 1 = 250 mT; S ay ang lugar ng singsing; Ang α ay ang anggulo sa pagitan ng mga direksyon ng magnetic induction vector at ng normal na vector (perpendicular) sa eroplano ng ring;
- pagkatapos patayin ang magnetic field
Ф 2 = B 2 S cos α = 0,
kung saan ang B 2 ay ang halaga ng induction modulus pagkatapos patayin ang magnetic field, B 2 = 0.
∆Ф = Ф 2 − Ф 1 = −Ф 1,
o, isinasaalang-alang ang tahasang anyo Ф 1 ,
∆Ф = −B 1 S cos α.
Ang average na halaga ng EMF ng induction na nangyayari sa ring kapag naka-off ang field,
| ℰ ako | = | Δ Ф Δ t | = | − B 1 S cos α Δ t | = B 1 S | cosα | Δt,
kung saan ang ∆t ay ang agwat ng oras kung kailan naka-off ang field.
Ang pagkakaroon ng induction EMF ay humahantong sa hitsura ng isang inductive kasalukuyang; Ang lakas ng kasalukuyang induction ay tinutukoy ng batas ng Ohm:
ako i = | ℰ ako | R = B 1 S | cosα | R ∆ t ,
kung saan ang R ay ang paglaban ng singsing.
Kapag ang isang inductive current ay dumadaloy sa singsing, ang isang inductive charge ay inililipat
q i = I i Δ t = B 1 S | cosα | R.
Ang maximum na halaga ng charge ay tumutugma sa maximum na halaga ng cosine function (cos α = 1):
q i max \u003d I i Δ t \u003d B 1 S R .
Tinutukoy ng resultang formula ang maximum na halaga ng singil na dadaan sa singsing kapag naka-off ang field.
Gayunpaman, upang makalkula ang singil, kinakailangan upang makakuha ng mga expression na magbibigay-daan sa iyo upang mahanap ang lugar ng singsing at ang paglaban nito.
Ang lugar ng singsing ay ang lugar ng isang bilog na may radius r, ang perimeter nito ay tinutukoy ng circumference formula at nag-tutugma sa haba ng wire kung saan ginawa ang singsing:
l = 2πr ,
kung saan ang l ay ang haba ng kawad, l = 1.57 m.
Ito ay sumusunod na ang radius ng singsing ay tinutukoy ng kaugnayan
r \u003d l 2 π,
at ang lugar nito ay
S \u003d π r 2 \u003d π l 2 4 π 2 \u003d l 2 4 π.
Ang paglaban ng singsing ay ibinibigay ng formula
R = ρ l S 0 ,
kung saan ang ρ ay ang resistivity ng wire na materyal, ρ = 50.0 × 10 −10 Ohm ⋅ m; S 0 - cross-sectional area ng wire, S 0 = = 0.100 mm 2.
Palitan natin ang nakuha na mga expression para sa lugar ng singsing at ang paglaban nito sa formula na tumutukoy sa nais na singil:
q i max = B 1 l 2 S 0 4 π ρ l = B 1 l S 0 4 π ρ .
Kalkulahin natin:
q i max = 250 ⋅ 10 − 3 ⋅ 1.57 ⋅ 0.100 ⋅ 10 − 6 4 ⋅ 3.14 ⋅ 50.0 ⋅ 10 − 10 = 0.625 C = 0.625 C
Kapag naka-off ang field, may singil na katumbas ng 625 mC na dumadaan sa ring.
Halimbawa 22. Ang isang circuit na may sukat na 2.0 m 2 at isang pagtutol na 15 mΩ ay nasa isang pare-parehong magnetic field, ang induction na kung saan ay tumataas ng 0.30 mT bawat segundo. Hanapin ang pinakamataas na posibleng kapangyarihan ng induction current sa circuit.
Desisyon . Ang hitsura ng induction EMF sa circuit ay sanhi ng pagbabago sa flux ng induction vector na tumagos sa eroplano ng circuit, na may pagbabago sa magnetic field induction sa paglipas ng panahon.
Ang pagbabago sa flux ng magnetic field induction vector ay tinutukoy ng pagkakaiba
∆Ф = ∆BS cos α,
kung saan ang ∆B ay ang pagbabago sa magnetic field induction modulus para sa napiling agwat ng oras; S - lugar na nakatali sa tabas, S = 2.0 m 2; Ang α ay ang anggulo sa pagitan ng mga direksyon ng magnetic induction vector at ang normal na vector (perpendicular) sa contour plane.
Ang average na halaga ng EMF ng induction na nangyayari sa circuit kapag nagbabago ang magnetic field induction:
| ℰ ako | = | Δ Ф Δ t | = | Δ B S cos α Δ t | = ∆BS | cosα | Δt,
kung saan ang ∆B /∆t ay ang rate ng pagbabago ng modulus ng magnetic field induction vector sa paglipas ng panahon, ∆B /∆t = 0.30 mT/s.
Ang hitsura ng EMF ng induction ay humahantong sa hitsura ng isang inductive kasalukuyang; Ang lakas ng kasalukuyang induction ay tinutukoy ng batas ng Ohm:
ako i = | ℰ ako | R = ∆BS | cosα | R ∆ t ,
kung saan ang R ay ang loop resistance.
Induction kasalukuyang kapangyarihan
P i = I i 2 R = (Δ B Δ t) 2 S 2 R cos 2 α R 2 = (Δ B Δ t) 2 S 2 cos 2 α R .
Ang maximum na halaga ng induction current power ay tumutugma sa maximum na halaga ng cosine function (cos α = 1):
P i max \u003d (Δ B Δ t) 2 S 2 R.
Kalkulahin natin:
P i max \u003d (0.30 ⋅ 10 - 3) 2 (2.0) 2 15 ⋅ 10 - 3 \u003d 24 ⋅ 10 - 6 W \u003d 24 μW.
Ang pinakamataas na kapangyarihan ng kasalukuyang induction sa circuit na ito ay 24 μW.
Ang relasyon sa pagitan ng mga electric at magnetic field ay napansin sa napakatagal na panahon. Ang koneksyon na ito ay natuklasan noong ika-19 na siglo ng English physicist na si Faraday at binigyan ito ng pangalan. Lumilitaw ito sa sandaling ang magnetic flux ay tumagos sa ibabaw ng isang closed circuit. Matapos maganap ang pagbabago sa magnetic flux sa isang tiyak na oras, lumilitaw ang isang electric current sa circuit na ito.
Ang kaugnayan ng electromagnetic induction at magnetic flux
Ang kakanyahan ng magnetic flux ay ipinapakita ng kilalang formula: Ф = BS cos α. Sa loob nito, ang F ay isang magnetic flux, S ay ang ibabaw ng contour (lugar), B ay ang vector ng magnetic induction. Ang anggulo α ay nabuo dahil sa direksyon ng magnetic induction vector at ang normal sa contour surface. Kasunod nito na ang magnetic flux ay aabot sa pinakamataas na threshold sa cos α = 1, at ang minimum na threshold sa cos α = 0.
Sa pangalawang variant, ang vector B ay magiging patayo sa normal. Lumalabas na ang mga linya ng daloy ay hindi tumatawid sa tabas, ngunit dumudulas lamang sa eroplano nito. Samakatuwid, ang mga katangian ay matutukoy ng mga linya ng vector B na bumabagtas sa ibabaw ng tabas. Para sa pagkalkula, ginagamit ang Weber bilang isang yunit ng pagsukat: 1 wb \u003d 1v x 1s (volt-second). Ang isa pa, mas maliit na yunit ng sukat ay ang maxwell (µs). Ito ay: 1 wb \u003d 108 μs, iyon ay, 1 μs \u003d 10-8 wb.
Para sa pananaliksik ni Faraday, dalawang wire spiral ang ginamit, na nakahiwalay sa isa't isa at inilagay sa isang kahoy na coil. Ang isa sa mga ito ay konektado sa isang mapagkukunan ng enerhiya, at ang isa pa sa isang galvanometer na idinisenyo upang magtala ng maliliit na alon. Sa sandaling iyon, kapag ang circuit ng orihinal na spiral ay nagsara at nagbukas, sa kabilang circuit ang arrow ng pagsukat na aparato ay lumihis.
Pagsasagawa ng pananaliksik sa kababalaghan ng induction
Sa unang serye ng mga eksperimento, ipinasok ni Michael Faraday ang isang magnetized metal bar sa isang coil na konektado sa isang kasalukuyang, at pagkatapos ay hinila ito (Larawan 1, 2).
1 
2 
Kapag ang isang magnet ay inilagay sa isang likid na konektado sa isang aparato sa pagsukat, ang isang inductive current ay nagsisimulang dumaloy sa circuit. Kung ang magnetic bar ay tinanggal mula sa likid, ang kasalukuyang induction ay lilitaw pa rin, ngunit ang direksyon nito ay baligtad na. Dahil dito, ang mga parameter ng kasalukuyang induction ay mababago sa direksyon ng bar at depende sa poste kung saan ito nakalagay sa coil. Ang lakas ng kasalukuyang ay apektado ng bilis ng paggalaw ng magnet.
Sa pangalawang serye ng mga eksperimento, ang isang kababalaghan ay nakumpirma kung saan ang pagbabago ng kasalukuyang sa isang coil ay nagdudulot ng induction current sa isa pang coil (Larawan 3, 4, 5). Nangyayari ito sa mga sandali ng pagsasara at pagbubukas ng circuit. Ang direksyon ng kasalukuyang ay depende sa kung ang electrical circuit ay magsasara o magbubukas. Bilang karagdagan, ang mga pagkilos na ito ay walang iba kundi mga paraan upang baguhin ang magnetic flux. Kapag ang circuit ay sarado, ito ay tataas, at kapag ito ay binuksan, ito ay bababa, sabay-sabay na tumagos sa unang coil.
3 
4 
5 
Bilang resulta ng mga eksperimento, natagpuan na ang paglitaw ng isang electric current sa loob ng closed conducting circuit ay posible lamang kapag sila ay inilagay sa isang alternating magnetic field. Kasabay nito, ang daloy ay maaaring magbago sa oras sa anumang paraan.
Ang electric current na lumilitaw sa ilalim ng impluwensya ng electromagnetic induction ay tinatawag na induction, bagaman hindi ito magiging isang kasalukuyang sa karaniwang kahulugan. Kapag ang isang closed circuit ay nasa isang magnetic field, ang isang EMF ay nabuo na may eksaktong halaga, at hindi isang kasalukuyang depende sa iba't ibang mga resistensya.
Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na EMF ng induction, na makikita ng formula: Eind = - ∆F / ∆t. Ang halaga nito ay tumutugma sa rate ng pagbabago ng magnetic flux na tumagos sa ibabaw ng isang closed loop, na kinuha na may negatibong halaga. Ang minus na naroroon sa expression na ito ay salamin ng panuntunan ni Lenz.
Ang panuntunan ni Lenz para sa magnetic flux
Ang isang kilalang tuntunin ay nakuha pagkatapos ng isang serye ng mga pag-aaral noong 30s ng ika-19 na siglo. Ito ay binuo sa sumusunod na paraan:
Ang direksyon ng induction current, na nasasabik sa isang closed circuit sa pamamagitan ng pagbabago ng magnetic flux, ay nakakaapekto sa magnetic field na nilikha nito sa paraang ito, sa turn, ay lumilikha ng isang balakid sa magnetic flux na nagiging sanhi ng paglitaw ng isang inductive current. .
Kapag tumaas ang magnetic flux, iyon ay, ito ay nagiging Ф > 0, at ang induction EMF ay bumababa at nagiging Eind< 0, в результате этого появляется электроток с такой направленностью, при которой под влиянием его магнитного поля происходит изменение потока в сторону уменьшения при его прохождении через плоскость замкнутого контура.
Kung bumababa ang daloy, nangyayari ang kabaligtaran na proseso kapag ang F< 0 и Еинд >0, iyon ay, ang pagkilos ng magnetic field ng induction kasalukuyang, mayroong isang pagtaas sa magnetic flux na dumadaan sa circuit.
Ang pisikal na kahulugan ng panuntunan ni Lenz ay upang ipakita ang batas ng konserbasyon ng enerhiya, kapag kapag ang isang dami ay bumaba, ang isa ay tumataas, at, sa kabaligtaran, kapag ang isang dami, ang isa ay bababa. Ang iba't ibang mga kadahilanan ay nakakaapekto rin sa induction emf. Kapag ang isang malakas at mahinang magnet ay halili na ipinasok sa coil, ang device ay magpapakita ng mas mataas na halaga sa unang kaso, at isang mas mababang halaga sa pangalawa. Ang parehong bagay ay nangyayari kapag ang bilis ng magnet ay nagbabago.
Ang figure sa ibaba ay nagpapakita kung paano tinutukoy ang direksyon ng induction current gamit ang Lenz rule. Ang asul na kulay ay tumutugma sa mga linya ng puwersa ng mga magnetic field ng kasalukuyang induction at ang permanenteng magnet. Matatagpuan ang mga ito sa direksyon ng north-south pole na naroroon sa bawat magnet.
Ang pagbabago ng magnetic flux ay humahantong sa paglitaw ng isang inductive electric current, ang direksyon kung saan nagiging sanhi ng pagsalungat mula sa magnetic field nito, na pumipigil sa mga pagbabago sa magnetic flux. Kaugnay nito, ang mga linya ng puwersa ng magnetic field ng coil ay nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran sa mga linya ng puwersa ng permanenteng magnet, dahil ang paggalaw nito ay nangyayari sa direksyon ng coil na ito.
Upang matukoy ang direksyon ng kasalukuyang, ito ay ginagamit sa isang kanang kamay na sinulid. Dapat itong i-screw in sa paraang ang direksyon ng pasulong na paggalaw nito ay tumutugma sa direksyon ng mga linya ng induction ng coil. Sa kasong ito, ang mga direksyon ng kasalukuyang induction at ang pag-ikot ng hawakan ng gimlet ay magkakasabay.
Ipinapakita ng figure ang direksyon ng inductive current na nangyayari sa isang short-circuited wire coil kapag ang coil ay inilipat na may kaugnayan dito.
magnet.Markahan kung alin sa mga sumusunod na pahayag ang tama at alin ang mali.
A. Ang magnet at ang coil ay naaakit sa isa't isa.
B. Sa loob ng coil, ang magnetic field ng induction current ay nakadirekta paitaas.
B. Sa loob ng coil, ang mga linya ng magnetic induction ng field ng magnet ay nakadirekta paitaas.
D. Ang magnet ay tinanggal mula sa coil.
2. Anong mga frame of reference ang inertial at non-inertial? Magbigay ng halimbawa.
3. Ano ang katangian ng mga katawan na tinatawag na inertia? Ano ang halaga ng inertia?
4. Ano ang kaugnayan sa pagitan ng masa ng mga katawan at ng mga module ng accelerations na natatanggap nila sa panahon ng pakikipag-ugnayan?
5. Ano ang lakas at paano ito nailalarawan?
6. Pahayag ng 2nd law ni Newton? Ano ang mathematical notation nito?
7. Paano nabuo ang 2nd law ni Newton sa impulsive form? Ang kanyang math notation?
8. Ano ang 1 Newton?
9. Paano gumagalaw ang isang katawan kung ang isang puwersa ay inilapat dito na pare-pareho sa magnitude at direksyon? Ano ang direksyon ng acceleration na dulot ng puwersang kumikilos dito?
10. Paano natutukoy ang resulta ng mga puwersa?
11. Paano nabuo at isinulat ang ika-3 batas ni Newton?
12. Paano nakadirekta ang mga acceleration ng mga nakikipag-ugnayang katawan?
13. Magbigay ng mga halimbawa ng pagpapakita ng ika-3 batas ni Newton.
14. Ano ang mga limitasyon ng pagkakalapat ng lahat ng mga batas ni Newton?
15. Bakit natin maituturing ang Earth bilang isang inertial frame of reference kung ito ay gumagalaw nang may centripetal acceleration?
16. Ano ang pagpapapangit, anong mga uri ng pagpapapangit ang alam mo?
17. Anong puwersa ang tinatawag na puwersa ng pagkalastiko? Ano ang katangian ng puwersang ito?
18. Ano ang mga katangian ng elastic force?
19. Paano nakadirekta ang elastic force (suporta ng puwersa ng reaksyon, puwersa ng pag-igting ng thread?)
20. Paano nabuo at nakasulat ang batas ni Hooke? Ano ang mga limitasyon ng pagkakalapat nito? Mag-plot ng graph na naglalarawan ng batas ni Hooke.
21. Paano nabuo at isinulat ang batas ng unibersal na grabitasyon, kailan ito naaangkop?
22. Ilarawan ang mga eksperimento upang matukoy ang halaga ng gravitational constant?
23. Ano ang gravitational constant, ano ang pisikal na kahulugan nito?
24. Nakadepende ba ang gawain ng gravitational force sa hugis ng trajectory? Ano ang gawaing ginawa ng gravity sa isang closed loop?
25. Ang gawain ba ng elastic force ay nakasalalay sa hugis ng trajectory?
26. Ano ang alam mo tungkol sa gravity?
27. Paano kinakalkula ang free fall acceleration sa Earth at iba pang mga planeta?
28. Ano ang unang bilis ng kosmiko? Paano ito kinakalkula?
29. Ano ang tinatawag na free fall? Ang pagbilis ba ng libreng pagkahulog ay nakasalalay sa masa ng katawan?
30. Ilarawan ang karanasan ni Galileo Galilei, na nagpapatunay na ang lahat ng mga katawan sa isang vacuum ay nahuhulog sa parehong acceleration.
31. Anong puwersa ang tinatawag na puwersa ng friction? Mga uri ng puwersa ng friction?
32. Paano kinakalkula ang puwersa ng sliding at rolling friction?
33. Kailan lumilitaw ang static friction force? Ano ang katumbas nito?
34. Nakadepende ba ang puwersa ng sliding friction sa lugar ng mga contact surface?
35. Sa anong mga parameter nakasalalay ang puwersa ng sliding friction?
36. Ano ang tumutukoy sa puwersa ng paglaban sa paggalaw ng isang katawan sa mga likido at gas?
37. Ano ang tinatawag na timbang ng katawan? Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng bigat ng isang katawan at ang puwersa ng grabidad na kumikilos sa isang katawan?
38. Sa anong kaso ang bigat ng katawan ayon sa numero ay katumbas ng modulus of gravity?
39. Ano ang kawalan ng timbang? Ano ang overload?
40. Paano makalkula ang bigat ng isang katawan sa panahon ng pinabilis na paggalaw nito? Nagbabago ba ang bigat ng isang katawan kung gumagalaw ito sa isang nakapirming pahalang na eroplano nang may pagbilis?
41. Paano nagbabago ang bigat ng katawan kapag gumagalaw ito sa matambok at malukong bahagi ng bilog?
42. Ano ang algorithm para sa paglutas ng mga problema kapag ang isang katawan ay gumagalaw sa ilalim ng pagkilos ng ilang pwersa?
43. Anong puwersa ang tinatawag na Archimedes Force o ang buoyant force? Sa anong mga parameter nakasalalay ang puwersang ito?
44. Anong mga pormula ang maaaring gamitin sa pagkalkula ng puwersa ni Archimedes?
45. Sa anong mga kondisyon lumulutang, lumulubog, lumulutang ang katawan sa isang likido?
46. Paano nakadepende sa density nito ang lalim ng paglulubog sa isang likido ng isang lumulutang na katawan?
47. Bakit ang mga lobo ay puno ng hydrogen, helium o mainit na hangin?
48. Ipaliwanag ang impluwensya ng pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito sa halaga ng acceleration ng free fall.
49. Paano nagbabago ang halaga ng gravity kapag: a) ang pag-alis ng katawan mula sa ibabaw ng Earth, B) kapag ang katawan ay gumagalaw sa kahabaan ng meridian, parallel
electrical circuit?
3. Ano ang pisikal na kahulugan ng EMF? Tukuyin ang bolta.
4. Ikonekta ang voltmeter sa maikling panahon sa isang pinagmumulan ng elektrikal na enerhiya, na pinagmamasdan ang polarity. Ihambing ang kanyang mga nabasa sa pagkalkula batay sa mga resulta ng eksperimento.
5. Ano ang tumutukoy sa boltahe sa mga terminal ng kasalukuyang pinagmumulan?
6. Gamit ang mga resulta ng pagsukat, tukuyin ang boltahe sa panlabas na circuit (kung ang trabaho ay ginawa sa pamamagitan ng paraan I), ang paglaban ng panlabas na circuit (kung ang trabaho ay ginawa sa pamamagitan ng pamamaraan II).
6 na tanong sa pagkalkula ng nesting
Tulungan mo ako please!1. Sa anong mga kondisyon lumilitaw ang mga puwersa ng friction?
2. Ano ang tumutukoy sa modulus at direksyon ng static friction force?
3. Sa loob ng anong mga limitasyon maaaring magbago ang static friction force?
4. Anong puwersa ang nagbibigay ng acceleration sa isang kotse o lokomotibo?
5. Maaari bang mapataas ng puwersa ng sliding friction ang bilis ng isang katawan?
6. Ano ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng puwersa ng paglaban sa mga likido at gas at sa puwersa ng friction sa pagitan ng dalawang solidong katawan?
7. Magbigay ng mga halimbawa ng kapaki-pakinabang at nakakapinsalang epekto ng friction forces ng lahat ng uri
Tulad ng nalaman na natin, ang electric current ay may kakayahang makabuo ng mga magnetic field. Ang tanong ay lumitaw: ang isang magnetic field ay maaaring maging sanhi ng paglitaw ng isang electric current? Ang problemang ito ay nalutas ng English physicist na si Michael Faraday, na natuklasan ang phenomenon ng electromagnetic induction noong 1831. Ang isang coiled conductor ay nagsasara sa isang galvanometer (Fig. 3.19). Kung ang isang permanenteng magnet ay itinulak sa coil, ang galvanometer ay magpapakita ng pagkakaroon ng kasalukuyang para sa buong yugto ng panahon habang ang magnet ay gumagalaw na may kaugnayan sa coil. Kapag ang magnet ay nakuha mula sa likid, ang galvanometer ay nagpapakita ng pagkakaroon ng isang kasalukuyang sa kabaligtaran ng direksyon. Ang isang pagbabago sa direksyon ng kasalukuyang nangyayari kapag ang maaaring iurong o maaaring iurong na poste ng magnet ay nagbabago.
Ang mga katulad na resulta ay naobserbahan kapag pinapalitan ang isang permanenteng magnet sa isang electromagnet (coil na may kasalukuyang). Kung ang parehong mga coils ay naayos na hindi gumagalaw, ngunit ang kasalukuyang halaga ay binago sa isa sa mga ito, pagkatapos ay sa sandaling ito isang induction kasalukuyang ay sinusunod sa iba pang mga coil.
ANG PENOMENA NG ELECTROMAGNETIC INDUCTION ay binubuo sa paglitaw ng isang electromotive force (emf) ng induction sa isang conducting circuit, kung saan nagbabago ang flux ng magnetic induction vector. Kung ang circuit ay sarado, pagkatapos ay isang induction kasalukuyang arises sa loob nito.
Pagtuklas ng phenomenon ng electromagnetic induction:
1) nagpakita ugnayan sa pagitan ng electric at magnetic field;
2) iminungkahi paraan ng pagbuo ng electric current gamit ang magnetic field.
Mga pangunahing katangian ng kasalukuyang induction:
1. Palaging nangyayari ang induction current kapag may pagbabago sa flux ng magnetic induction na isinama sa circuit.
2. Ang lakas ng kasalukuyang induction ay hindi nakasalalay sa paraan ng pagbabago ng flux ng magnetic induction, ngunit tinutukoy lamang ng rate ng pagbabago nito.
Nalaman ng mga eksperimento ni Faraday na ang magnitude ng electromotive force ng induction ay proporsyonal sa rate ng pagbabago ng magnetic flux na tumatagos sa conductor circuit (Faraday's law of electromagnetic induction)
O , (3.46)
kung saan ang (dF) ay ang pagbabago ng flux sa paglipas ng panahon (dt). MAGNETIC FLUX o DALOY NG MAGNETIC INDUCTION ay tinatawag na halaga, na tinutukoy batay sa sumusunod na kaugnayan: ( magnetic flux sa pamamagitan ng surface area S): Ф=ВScosα, (3.45), ang anggulo a ay ang anggulo sa pagitan ng normal sa ibabaw na isinasaalang-alang at ang direksyon ng magnetic field induction vector
yunit ng magnetic flux sa sistema ng SI ay tinatawag weber- [Wb \u003d Tl × m 2].
Ang sign na "-" sa formula ay nangangahulugan na ang emf. Ang induction ay nagdudulot ng induction current, ang magnetic field na kung saan ay tumututol sa anumang pagbabago sa magnetic flux, i.e. sa >0 e.m.f. induction e AT<0 и наоборот.
emf Ang induction ay sinusukat sa volts
Upang mahanap ang direksyon ng induction current, mayroong panuntunan ni Lenz (ang panuntunan ay itinatag noong 1833): ang induction current ay may direksyon na ang magnetic field na nilikha nito ay may posibilidad na makabawi sa pagbabago sa magnetic flux na naging sanhi ng induction current na ito. .
Halimbawa, kung itulak mo ang north pole ng magnet sa coil, iyon ay, dagdagan ang magnetic flux sa pamamagitan ng mga pagliko nito, isang induction current ang bumangon sa coil sa direksyon na lumilitaw ang north pole sa dulo ng coil na pinakamalapit. sa magnet (Larawan 3.20). Kaya, ang magnetic field ng induction current ay may posibilidad na neutralisahin ang pagbabago sa magnetic flux na naging sanhi nito.
Hindi lamang ang isang alternating magnetic field ay bumubuo ng induction current sa isang closed conductor, kundi pati na rin kapag ang isang closed conductor na may haba l ay gumagalaw sa isang constant magnetic field (B) sa bilis na v, isang emf ang lumabas sa conductor:
a (B Ùv) (3.47)
Sa pagkaka-alam mo, puwersang electromotive sa kadena ay ang resulta ng mga panlabas na pwersa. Kapag gumagalaw ang konduktor sa isang magnetic field, ang papel ng mga panlabas na pwersa gumaganap Lorentz force(na kumikilos mula sa gilid ng magnetic field sa isang gumagalaw na electric charge). Sa ilalim ng pagkilos ng puwersang ito, ang isang paghihiwalay ng mga singil ay nangyayari at isang potensyal na pagkakaiba ang lumitaw sa mga dulo ng konduktor. emf Ang induction sa isang konduktor ay ang gawain ng paglipat ng mga singil sa yunit kasama ang konduktor.
Direksyon ng kasalukuyang induction maaaring tukuyin ayon sa tuntunin sa kanang kamay:Ang Vector B ay pumapasok sa palad, ang dinukot na hinlalaki ay tumutugma sa direksyon ng bilis ng konduktor, at ang 4 na daliri ay nagpapahiwatig ng direksyon ng kasalukuyang induction.
Kaya, ang isang alternating magnetic field ay nagiging sanhi ng hitsura ng isang sapilitan electric field. Ito hindi potensyal(kumpara sa electrostatic), dahil Trabaho sa pamamagitan ng pag-aalis ng isang positibong singil katumbas ng emf. pagtatalaga sa tungkulin, hindi zero.
Ang ganitong mga patlang ay tinatawag puyo ng tubig. Ang mga linya ng puwersa ng puyo ng tubig electric field - naka-lock sa kanilang sarili sa kaibahan sa mga linya ng lakas ng electrostatic field.
emf Ang induction ay nangyayari hindi lamang sa mga kalapit na konduktor, kundi pati na rin sa konduktor mismo kapag ang magnetic field ng kasalukuyang dumadaloy sa konduktor ay nagbabago. Emf pangyayari. sa anumang konduktor, kapag ang kasalukuyang lakas ay nagbabago sa loob nito (samakatuwid, ang magnetic flux sa konduktor) ay tinatawag na self-induction, at ang kasalukuyang sapilitan sa konduktor na ito ay kasalukuyang induction sa sarili.
Ang kasalukuyang sa isang closed circuit ay lumilikha ng magnetic field sa nakapaligid na espasyo, ang intensity nito ay proporsyonal sa lakas ng kasalukuyang I. Samakatuwid, ang magnetic flux Ф penetrating ang circuit ay proporsyonal sa lakas ng kasalukuyang sa circuit
Ф=L×I, (3.48).
Ang L ay ang coefficient ng proportionality, na tinatawag na coefficient ng self-induction, o, simple, inductance. Ang inductance ay depende sa laki at hugis ng circuit, pati na rin sa magnetic permeability ng medium na nakapalibot sa circuit.
Sa ganitong kahulugan, ang inductance ng circuit - analogue ang electric capacitance ng isang solitary conductor, na nakasalalay lamang sa hugis ng conductor, mga sukat nito at ang permittivity ng medium.
Ang yunit ng inductance ay henry (H): 1H - ang inductance ng naturang circuit, ang magnetic flux ng self-induction na kung saan sa isang kasalukuyang ng 1A ay 1Wb (1Hn \u003d 1Wb / A \u003d 1V s / A).
Kung L=const, kung gayon ang emf. Ang self-induction ay maaaring kinakatawan sa sumusunod na anyo:
, o 
, (3.49)
kung saan ang DI (dI) ay ang pagbabago sa kasalukuyang sa circuit na naglalaman ng inductor (o circuit) L, sa panahon ng Dt (dt). Ang sign na "-" sa expression na ito ay nangangahulugan na ang emf. Pinipigilan ng self-induction ang isang pagbabago sa kasalukuyang (ibig sabihin, kung ang kasalukuyang sa isang closed circuit ay bumababa, pagkatapos ay ang emf ng self-induction ay humahantong sa isang kasalukuyang sa parehong direksyon at vice versa).
Ang isa sa mga pagpapakita ng electromagnetic induction ay ang paglitaw ng mga saradong induction currents sa tuluy-tuloy na conductive media: mga metal na katawan, mga solusyon sa electrolyte, mga biological na organo, atbp. Ang ganitong mga agos ay tinatawag na eddy currents o Foucault currents. Ang mga agos na ito ay bumangon kapag ang isang conducting body ay gumagalaw sa isang magnetic field at/o kapag ang induction ng field kung saan ang mga katawan ay inilalagay ay nagbabago sa paglipas ng panahon. Ang lakas ng mga alon ng Foucault ay depende sa electrical resistance ng mga katawan, gayundin sa rate ng pagbabago ng magnetic field.
Ang mga alon ng Foucault ay sumusunod din sa pamumuno ni Lenz : ang kanilang magnetic field ay nakadirekta upang kontrahin ang pagbabago sa magnetic flux na nag-uudyok ng mga eddy currents.
Samakatuwid, ang napakalaking konduktor ay pinabagal sa isang magnetic field. Sa mga de-koryenteng makina, upang mabawasan ang epekto ng mga alon ng Foucault, ang mga core ng mga transformer at ang mga magnetic circuit ng mga de-koryenteng makina ay binuo mula sa manipis na mga plato na nakahiwalay sa bawat isa ng isang espesyal na barnis o sukat.
Ang mga eddy current ay nagdudulot ng malakas na pag-init ng mga konduktor. Ang init ng Joule na nabuo ng mga alon ng Foucault, ginamit sa induction metalurgical furnaces para sa pagtunaw ng mga metal, ayon sa batas ng Joule-Lenz.
