Ang electromagnetic induction ay natuklasan ni Michael Faraday noong 1831. Nalaman niya na ang electromotive force na nagaganap sa isang closed conducting circuit ay proporsyonal sa rate ng pagbabago ng magnetic flux sa pamamagitan ng surface na nakatali sa circuit na ito. Ang magnitude ng EMF ay hindi nakasalalay sa kung ano ang nagiging sanhi ng pagbabago sa pagkilos ng bagay, ang pagbabago sa magnetic field mismo o ang paggalaw ng circuit (o bahagi nito) sa magnetic field. Ang electric current na dulot ng EMF na ito ay tinatawag na induction current.

Batas ng Faraday Ayon sa batas ng electromagnetic induction ng Faraday, ang puwersang electromotive na kumikilos kasama ang isang arbitraryong napiling circuit Ang minus sign sa formula ay sumasalamin sa panuntunan ng Lenz, na pinangalanan sa Russian physicist na si E. Kh. Lenz: Ang induction current na nangyayari sa isang closed conducting circuit ay may ganoong direksyon, na ang magnetic field na nilikha nito ay sumasalungat sa pagbabago sa magnetic flux na nagdulot ng kasalukuyang.

Magnetic flux Sa isang pare-parehong magnetic field, ang modulus ng induction vector na katumbas ng B, ang isang flat closed contour ng area S ay inilalagay. Ang normal na n sa eroplano ng contour ay gumagawa ng isang anggulo a sa direksyon ng magnetic induction vector B (tingnan ang Fig. 1). Ang magnetic flux sa ibabaw ay tinatawag na halaga Ф, na tinutukoy ng kaugnayan: Ф = В·S·cos a. Ang yunit ng pagsukat ng magnetic flux sa SI system ay 1 Weber (1 Wb).

EMF ng induction sa isang gumagalaw na konduktor Hayaang gumalaw ang isang konduktor na may haba na L sa bilis na V sa isang pare-parehong magnetic field, na tumatawid sa mga linya ng puwersa. Ang mga singil sa konduktor ay gumagalaw kasama ng konduktor. Ang isang singil na gumagalaw sa isang magnetic field ay apektado ng puwersa ng Lorentz. Ang mga libreng electron ay inilipat sa isang dulo ng konduktor, at ang mga hindi nabayarang positibong singil ay nananatili sa kabilang dulo. Ang isang potensyal na pagkakaiba ay lumitaw, na kung saan ay ang induction emf ei. Maaaring matukoy ang halaga nito sa pamamagitan ng pagkalkula ng gawaing ginawa ng puwersa ng Lorentz kapag gumagalaw ang singil sa konduktor: ei = A/q = F L/q. Ito ay nagpapahiwatig na ei = B·V·L·sin a.

Self-induction Ang self-induction ay isang espesyal na kaso ng iba't ibang manifestations ng electromagnetic induction. Isaalang-alang ang isang circuit na konektado sa isang kasalukuyang pinagmulan (Larawan 6). Isang electric current ang dumadaloy sa circuit. Ang kasalukuyang ito ay lumilikha ng magnetic field sa nakapalibot na espasyo. Bilang resulta, ang circuit ay natatakpan ng sarili nitong magnetic flux Ф. Halata na ang sariling magnetic flux ay proporsyonal sa kasalukuyang sa circuit na lumikha ng magnetic field: Ф = L·I. Ang proportionality factor L ay tinatawag na loop inductance. Ang inductance ay depende sa laki, hugis ng conductor, magnetic properties ng medium. Ang SI unit para sa inductance ay 1 Henry (H). Kung nagbabago ang kasalukuyang sa circuit, nagbabago rin ang intrinsic magnetic flux Fc. Ang pagbabago sa halaga ng Fs ay humahantong sa paglitaw ng isang EMF induction sa circuit. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na self-induction, at ang katumbas na halaga ay ang EMF ng self-induction eiс. Ito ay sumusunod mula sa batas ng electromagnetic induction na eiс = dФс/dt. Kung L = const, kung gayon eiс= - L·dI/dt.

Transformer Ang transpormer ay isang static na electromagnetic device na may dalawa (o higit pang) windings, kadalasang idinisenyo upang i-convert ang alternating current ng isang boltahe sa alternating current ng isa pang boltahe. Ang pagbabagong-anyo ng enerhiya sa transpormer ay isinasagawa ng isang alternating magnetic field. Ang mga transformer ay malawakang ginagamit sa paghahatid ng elektrikal na enerhiya sa malalayong distansya, ang pamamahagi nito sa pagitan ng mga receiver, pati na rin sa iba't ibang pagwawasto, pagpapalakas, pagbibigay ng senyas at iba pang mga aparato.

Mga power transformer Ang mga power transformer ay nagko-convert ng alternating current ng isang boltahe sa alternating current ng isa pang boltahe upang magbigay ng kuryente sa mga consumer. Depende sa layunin, maaari silang itaas o ibababa. Sa mga network ng pamamahagi, bilang panuntunan, ginagamit ang mga three-phase two-winding step-down na mga transformer, na nagko-convert ng boltahe ng 6 at 10 kV sa isang boltahe ng 0.4 kV.

Kasalukuyang transpormer Ang kasalukuyang transpormer ay isang pantulong na aparato kung saan ang pangalawang kasalukuyang ay halos proporsyonal sa pangunahing kasalukuyang at idinisenyo upang ikonekta ang mga instrumento sa pagsukat at mga relay sa mga AC circuit. Ang mga kasalukuyang transformer ay ginagamit upang i-convert ang kasalukuyang ng anumang halaga at boltahe sa isang kasalukuyang na maginhawa para sa pagsukat gamit ang mga karaniwang instrumento (5 A), pagpapagana ng mga kasalukuyang relay windings, pagdiskonekta ng mga aparato, pati na rin para sa paghihiwalay ng mga aparato at kanilang mga tauhan mula sa mataas na boltahe.

Mga transformer ng boltahe sa pagsukat Ang mga transformer ng boltahe sa pagsukat ay mga intermediate na transformer kung saan ang mga instrumento sa pagsukat ay inililipat sa matataas na boltahe. ang mga limitasyon ng sinusukat na boltahe. Ang mga transformer ng boltahe ay ginagamit kapwa para sa pagsukat ng boltahe, kapangyarihan, enerhiya, at para sa pagbibigay ng mga automation circuit, mga alarma at proteksyon ng relay ng mga linya ng kuryente mula sa mga pagkakamali sa lupa. Sa ilang mga kaso, ang mga transformer ng boltahe ay maaaring gamitin bilang mga low-power na step-down na power transformer o bilang mga step-up na test transformer (para sa pagsubok sa pagkakabukod ng mga de-koryenteng device)

Pag-uuri ng mga transformer ng boltahe Nag-iiba ang mga transformer ng boltahe: a) sa bilang ng mga phase, single-phase at three-phase; b) ayon sa bilang ng windings, two-winding at three-winding; c) ayon sa klase ng katumpakan, ibig sabihin, ayon sa mga pinahihintulutang halaga ng error; d) ayon sa paraan ng paglamig, mga transformer na may oil cooling (langis), na may natural na air cooling (dry at cast resin); e) ayon sa uri ng pag-install para sa panloob na pag-install, para sa panlabas na pag-install at para sa kumpletong switchgears (KRU)

Pag-uuri ng mga kasalukuyang transformer Ang mga kasalukuyang transformer ay inuri ayon sa iba't ibang pamantayan: 1. Sa pamamagitan ng layunin, ang mga kasalukuyang transformer ay maaaring nahahati sa pagsukat, proteksiyon, intermediate (para sa pagsasama ng mga instrumento sa pagsukat sa kasalukuyang mga circuit ng proteksyon ng relay, para sa pagpapantay ng mga alon sa mga circuit ng proteksyon sa kaugalian, atbp. .) at laboratoryo (mataas na katumpakan, pati na rin sa maraming mga ratio ng pagbabago). 2. Ayon sa uri ng pag-install, ang mga kasalukuyang transformer ay nakikilala: a) para sa panlabas na pag-install (sa bukas na switchgears); b) para sa panloob na pag-install; c) nakapaloob sa mga de-koryenteng kagamitan at makina: mga switch, transformer, generator, atbp.; d) consignment notes na isinusuot sa ibabaw ng bushing insulator (halimbawa, sa high-voltage bushing ng power transformer); e) portable (para sa control measurements at laboratory tests). 3. Ayon sa disenyo ng pangunahing paikot-ikot, ang mga kasalukuyang transformer ay nahahati sa: a) multi-turn (coil, na may isang loop winding at may isang walong paikot-ikot); b) single-turn (rod); c) gulong.

4. Ayon sa paraan ng pag-install, ang mga kasalukuyang transformer para sa panloob at panlabas na pag-install ay nahahati sa: a) sa pamamagitan ng; b) suporta. 5. Ayon sa pagganap ng pagkakabukod, ang mga kasalukuyang transformer ay maaaring nahahati sa mga grupo: a) na may dry insulation (porselana, bakelite, cast epoxy insulation, atbp.); b) na may paper-oil insulation at may condenser paper-oil insulation; c) na may tambalang pagpuno. 6. Ayon sa bilang ng mga yugto ng pagbabago, mayroong kasalukuyang mga transformer: a) solong yugto; b) dalawang yugto (cascade). 7. Ayon sa operating boltahe, ang mga transformer ay nakikilala: a) para sa isang rated boltahe sa itaas 1000 V; b) para sa rate na boltahe hanggang sa 1000 V.

Mga generator ng electric energy Ang electric current ay nabubuo sa mga generator - mga device na nagko-convert ng enerhiya ng isang anyo o iba pa sa electrical energy. Kasama sa mga generator ang mga galvanic cell, electrostatic machine, thermobatteries, solar panel, atbp. Ang saklaw ng bawat isa sa mga nakalistang uri ng mga electric power generator ay tinutukoy ng kanilang mga katangian. Kaya, ang mga electrostatic machine ay lumikha ng isang mataas na potensyal na pagkakaiba, ngunit hindi makalikha ng anumang makabuluhang kasalukuyang sa circuit. Ang mga galvanic cell ay maaaring magbigay ng isang malaking kasalukuyang, ngunit ang tagal ng kanilang pagkilos ay maikli. Ang nangingibabaw na papel sa ating panahon ay nilalaro ng mga electromechanical induction alternator. Ang mga generator na ito ay nagko-convert ng mekanikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya. Ang kanilang pagkilos ay batay sa kababalaghan ng electromagnetic induction. Ang ganitong mga generator ay may medyo simpleng aparato at ginagawang posible na makakuha ng malalaking alon sa isang sapat na mataas na boltahe.

Ang Alternator Alternator (alternator) ay isang electromechanical device na nagko-convert ng mekanikal na enerhiya sa AC electrical energy. Kasama sa mga generator ang mga galvanic cell, electrostatic machine, thermobatteries, solar panel, atbp. Ang saklaw ng bawat isa sa mga nakalistang uri ng mga electric power generator ay tinutukoy ng kanilang mga katangian. Kaya, ang mga electrostatic machine ay lumikha ng isang mataas na potensyal na pagkakaiba, ngunit hindi makalikha ng anumang makabuluhang kasalukuyang sa circuit.

Pagsubok 11-1 (electromagnetic induction)

Opsyon 1

1. Sino ang nakatuklas ng phenomenon ng electromagnetic induction?

A. x. Oersted. B. Sh. Coulomb. V. A. Volta. G. A. Ampère. D. M. Faraday. E . D. Maxwell.

2. Ang mga lead ng coil ng copper wire ay konektado sa isang sensitibong galvanometer. Sa alin sa mga sumusunod na eksperimento makikita ng galvanometer ang paglitaw ng electromagnetic induction emf sa coil?

Ang permanenteng magnet ay tinanggal mula sa likid.

Ang permanenteng magnet ay umiikot sa paligid ng longitudinal axis nito sa loob ng coil.

A. Sa kaso lamang 1. B. Sa kaso lamang 2. C. Sa kaso lamang 3. D. Sa kaso 1 at 2. E. Sa kaso 1, 2, at 3.

3. Ano ang pangalan ng pisikal na dami na katumbas ng produkto ng module B ng magnetic field induction at ang lugar S ng surface na natagos ng magnetic field, at ang cosine
anggulo a sa pagitan ng induction vector B at ang normal na n sa ibabaw na ito?

A. Inductance. B. Magnetic flux. B. Magnetic induction. D. Pagtatalaga sa sarili. D. Enerhiya ng magnetic field.

4. Alin sa mga sumusunod na expression ang tumutukoy sa EMF ng induction sa isang closed circuit?

A. B. SA. G. D.

5. Kapag ang isang bar magnet ay itinulak papasok at palabas ng isang metal na singsing, isang induction current ang nangyayari sa ring. Ang kasalukuyang ito ay lumilikha ng magnetic field. Aling poste ang nakaharap sa magnetic field ng kasalukuyang nasa ring sa: 1) ang maaaring iurong north pole ng magnet at 2) ang maaaring iurong north pole ng magnet.

6. Ano ang pangalan ng yunit ng pagsukat ng magnetic flux?

7. Ang yunit ng aling pisikal na dami ay 1 Henry?

A. Magnetic field induction. B. Elektrisidad. B. Self-induction. G. Magnetic flux. D. Inductance.

8. Anong expression ang tumutukoy sa kaugnayan ng magnetic flux sa pamamagitan ng circuit na may inductance L circuit at kasalukuyang lakas ako sa isang loop?

A. LI . B. . SA. LI ‘ . G. LI 2 . D. .

9. Anong expression ang tumutukoy sa ugnayan sa pagitan ng self-induction EMF at ng kasalukuyang nasa coil?

A. B . SA . LI . G . . D. LI ‘ .

10. Ang mga katangian ng iba't ibang larangan ay nakalista sa ibaba. Alin sa kanila ang may electrostatic field?

Ang mga linya ng field ay hindi konektado sa mga singil sa kuryente.

Ang larangan ay may enerhiya.

Walang enerhiya ang field.

A. 1, 4, 6. B. 1, 3, 5. SA. 1, 3, 6. G. 2, 3, 5. D. 2, 3, 6. E. 2, 4, 6.

11. Ang isang circuit na may sukat na 1000 cm 2 ay nasa isang unipormeng magnetic field na may induction na 0.5 T, ang anggulo sa pagitan ng vector SA

A. 250Wb. B. 1000 Wb. SA. 0.1 Wb. G. 2,5 · 10 -2 Wb. D. 2.5 Wb.

12. Ano ang kasalukuyang lakas sa isang circuit na may inductance na 5 mH na lumilikha ng magnetic flux 2· 10 -2 wb?

A. 4 mA. B. 4 A. C. 250 A. G. 250 mA. D. 0.1 A. E. 0.1 mA.

13. Ang magnetic flux sa pamamagitan ng circuit ay bumaba nang pantay mula 10 mWb hanggang 0 mWb sa 5 10 -2 s. Ano ang halaga ng EMF sa circuit sa oras na ito?

A. 5 · 10 -4 V. B. 0.1 V. V. 0.2 V. G. 0.4 V. D. 1 V. E. 2 V.

14. Ano ang halaga ng enerhiya ng magnetic field ng isang coil na may inductance na 5 Gn sa kasalukuyang lakas na 400 mA dito?

A. 2 J. B. 1 J. W. 0.8 J. D. 0.4 J. D. 1000 J. E. 4 10 5 J.

15. Ang isang coil na naglalaman ng mga n pagliko ng wire ay konektado sa isang DC source na may boltahe U sa labasan. Ano ang pinakamataas na halaga ng EMF ng self-induction sa coil kapag ang boltahe sa mga dulo nito ay tumataas mula 0 V hanggang U SA?

A , U V, B. nU V.V. U /P U ,

16. Dalawang magkaparehong lamp ay konektado sa isang DC source circuit, ang una sa serye na may isang risistor, ang pangalawa sa serye na may isang likaw. Sa alin sa mga lamp (Larawan 1), kapag ang susi K ay sarado, maaabot ba ng kasalukuyang ang pinakamataas na halaga nito mamaya kaysa sa iba?

A. Sa una. B. Sa pangalawa. B. Sa una at pangalawa nang magkasabay. D. Sa una, kung ang paglaban ng risistor ay mas malaki kaysa sa paglaban ng likid. D. Sa pangalawa, kung ang paglaban ng likid ay mas malaki kaysa sa paglaban ng risistor.

17. Ang isang coil na may inductance ng 2 H ay konektado kahanay sa isang risistor na may electrical resistance na 900 ohms, ang kasalukuyang sa coil ay 0.5 A, ang electrical resistance ng coil ay 100 ohms. Anong electric charge ang dadaloy sa coil at resistor circuits kapag nadiskonekta ang mga ito mula sa kasalukuyang pinagmumulan (Larawan 2)?

A. 4000 C. B. 1000 C. V. 250 C. G. 1 10 -2 Cl. D. 1.1 10 -3 Cl. E. 1 10 -3 Cl.

18. Ang isang eroplano ay lumilipad sa bilis na 900 km/h, ang modulus ng vertical na bahagi ng magnetic field induction vector ng Earth ay 4 10 5 T. Ano ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga dulo ng mga pakpak ng isang sasakyang panghimpapawid kung ang haba ng pakpak ay 50 m?

A. 1.8 V. B. 0.9 V. C. 0.5 V. D. 0.25 V.

19. Ano ang dapat na kasalukuyang lakas sa armature winding ng isang de-koryenteng motor upang ang isang 120 N na puwersa ay kumikilos sa isang paikot-ikot na seksyon ng 20 ay lumiliko ng 10 cm ang haba, na matatagpuan patayo sa induction vector sa isang magnetic field na may induction na 1.5 T ?

A. 90 A. B. 40 A. C. 0.9 A. D. 0.4 A.

20. Anong puwersa ang dapat ilapat sa isang metal jumper para sa pare-parehong paggalaw nito sa bilis na 8 m / s kasama ang dalawang parallel conductor na matatagpuan sa layo na 25 cm mula sa bawat isa sa isang pare-parehong magnetic field na may induction na 2 T? Ang induction vector ay patayo sa eroplano kung saan matatagpuan ang mga riles. Ang mga konduktor ay sarado ng isang risistor na may paglaban sa kuryente na 2 ohms.

A. 10000 N. B. 400 N. C. 200 N. D. 4 N. D. 2 N. E. 1 N.

Pagsubok 11-1 (electromagnetic induction)

Opsyon 2

1. Ano ang pangalan ng phenomenon ng paglitaw ng electric current sa closed circuit kapag nagbabago ang magnetic flux sa pamamagitan ng circuit?

A. Electrostatic induction. B. Ang phenomenon ng magnetization. B. Ang kapangyarihan ng Ampere. D. puwersa ni Lorentz. D. Electrolysis. E. Electromagnetic induction.

2. Ang mga lead ng coil ng copper wire ay konektado sa isang sensitibong galvanometer. Sa alin sa mga sumusunod na eksperimento makikita ng galvanometer ang paglitaw ng electromagnetic induction emf sa coil?

Ang isang permanenteng magnet ay ipinasok sa likid.

Ang coil ay inilalagay sa isang magnet.

3) Ang coil ay umiikot sa paligid ng isang magnet na matatagpuan
sa loob niya.

A. Sa mga kaso 1, 2 at 3. B. Sa mga kaso 1 at 2. C. Sa kaso lamang 1. D. Sa kaso lamang 2. E. Sa kaso lamang 3.

3. Alin sa mga sumusunod na expression ang tumutukoy sa magnetic flux?

A. BScos a. B. . SA. qvBsin a. G. qvBI. D. IBlsina .

4. Ano ang ipinahahayag ng sumusunod na pahayag: Ang EMF ng induction sa isang closed loop ay proporsyonal sa rate ng pagbabago ng magnetic flux sa pamamagitan ng ibabaw na nakatali sa loop?

A. Ang batas ng electromagnetic induction. B. Pamumuno ni Lenz. B. Batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit. D. Ang phenomenon ng self-induction. D. Ang batas ng electrolysis.

5. Kapag ang isang bar magnet ay itinulak papasok at palabas ng isang metal na singsing, isang induction current ang nangyayari sa ring. Ang kasalukuyang ito ay lumilikha ng magnetic field. Aling poste ang nakaharap sa magnetic field ng kasalukuyang nasa ring sa: 1) ang maaaring iurong south pole ng magnet at 2) ang maaaring iurong south pole ng magnet.

A. 1 - hilaga, 2 - hilaga. B. 1 - timog, 2 - timog.

B. 1 - timog, 2 - hilaga. G. 1 - hilaga, 2 - timog.

6. Ang yunit ng aling pisikal na dami ay 1 Weber?

A. Magnetic field induction. B. Elektrisidad. B. Self-induction. G. Magnetic flux. D. Inductance.

7. Ano ang pangalan ng yunit ng sukat para sa inductance?

A. Tesla. B. Weber. W. Gauss. G. Farad. D. Henry.

8. Anong expression ang tumutukoy sa ugnayan sa pagitan ng enerhiya ng magnetic flux sa circuit at ng inductance L circuit at kasalukuyang lakas ako sa isang loop?

A . . B . . SA . LI 2 , G . LI ‘ . D . L.I.

9. Ano ang pisikal na dami X ay tinukoy ng expression x= para sa coil P lumiliko .

A. EMF induction. B. Magnetic flux. B. Inductance. G. EMF ng self-induction. D. Enerhiya ng magnetic field. E. Magnetic induction.

10. Ang mga katangian ng iba't ibang larangan ay nakalista sa ibaba. Alin sa kanila ang mayroon ang vortex induction electric field?

Ang mga linya ng pag-igting ay kinakailangang konektado sa mga singil sa kuryente.

Ang mga linya ng pag-igting ay hindi konektado sa mga singil sa kuryente.

Ang larangan ay may enerhiya.

Walang enerhiya ang field.

Ang gawain ng mga puwersa upang ilipat ang isang electric charge sa isang saradong landas ay maaaring hindi katumbas ng zero.

Ang gawain ng mga puwersa sa paglipat ng isang electric charge sa anumang saradong landas ay zero.

A. 1, 4, 6. B. 1, 3, 5. C. 1, 3, c. D. 2, 3, 5. D. 2, 3, 6. E. 2, 4, 6.

11. Ang isang circuit na may sukat na 200 cm 2 ay nasa isang unipormeng magnetic field na may induction na 0.5 T, ang anggulo sa pagitan ng vector SA induction at ang normal sa contour surface ay 60°. Ano ang magnetic flux sa pamamagitan ng loop?

A. 50 Wb. B. 2 10 -2 Wb. B. 5 10 -3 Wb. G. 200 Wb. D. 5 Wb.

12. Ang kasalukuyang ng 4 A ay lumilikha ng magnetic flux na 20 mW sa circuit. Ano ang inductance ng circuit?

A. 5 Mr. B. 5 mH. B. 80 Gn. D. 80 mH. D. 0.2 Gn. E. 200 Gn.

13. Ang magnetic flux sa pamamagitan ng circuit ay bumaba nang pantay mula 10 mWb hanggang 0 mWb sa loob ng 0.5 s. Ano ang halaga ng EMF sa circuit sa oras na ito?

A. 5 10 -3 V. B. 5 V. V. 10 V. D. 20 V. D. 0.02 V. E. 0.01 V.

14. Ano ang halaga ng enerhiya ng magnetic field ng isang coil na may inductance na 500 mH sa kasalukuyang lakas na 4 A sa loob nito?

A. 2 J. B. 1 J. W. 8 J. D. 4 J. D. 1000 J. E. 4000 J.

15. Coil na naglalaman P mga pagliko ng kawad, na konektado sa isang direktang kasalukuyang pinagmumulan na may boltahe U sa labasan. Ano ang pinakamataas na halaga ng EMF ng self-induction sa coil kapag ang boltahe sa mga dulo nito ay bumababa mula sa U V hanggang 0 V?

A. U V. B. nU V.V. U / n V. G. Maaaring maging maraming beses pa U , depende sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang at sa inductance ng coil.

16. Sa electrical circuit na ipinapakita sa Figure 1, apat na key 1, 2, 3 At 4 sarado. Pagbubukas kung alin sa apat ang magbibigay ng pinakamahusay na pagkakataon upang makita ang phenomenon ng self-induction?

A. 1. B. 2. V. 3. G. 4. D. Alinman sa apat.

17. Ang isang coil na may inductance ng 2 H ay konektado kahanay sa isang risistor na may electrical resistance na 100 ohms, ang kasalukuyang sa coil ay 0.5 A, ang electrical resistance ng coil ay 900 ohms. Anong electric charge ang dadaloy sa coil at resistor circuits kapag nadiskonekta ang mga ito mula sa kasalukuyang pinagmumulan (Larawan 2)?

A. 4000 C. B. 1000 C. V. 250 C. G. 1 10 -2 Cl. D. 1.1 10 -3 Cl. E. 1 10 -3 Cl.

18. Ang isang eroplano ay lumilipad sa bilis na 1800 km/h, ang modulus ng vertical na bahagi ng magnetic field induction vector ng Earth ay 4 10 -5 T. Ano ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga dulo ng mga pakpak ng isang sasakyang panghimpapawid kung ang haba ng pakpak ay 25 m?

A. 1.8 V. B. 0.5 V. V. 0.9 V. D. 0.25 V.

19. Square frameS Sa kasalukuyangako nilagay sa magnetic field na may inductionSA . Ano ang sandali ng puwersa na kumikilos sa frame kung ang anggulo sa pagitan ng vectorSA at ang normal sa frame ay a?

A. IBS kasalanan a. B. IBS. SA. IBS kasi a. G. ako 2 BS kasalanan a. D. ako 2 BS kasi a. .

Opsyon 2

Ang ilang mga uri ng kababalaghan ng electric current ay kilala, naiiba depende sa uri ng sangkap kung saan ito nangyayari sa ilalim ng naaangkop na mga kondisyon.

Ang electrical conductivity ay ang kakayahan ng isang substance na magsagawa ng electric current.

Ang lahat ng mga sangkap ay nahahati sa tatlong klase: conductors, semiconductors at dielectrics. Ang mga konduktor ay ang una at pangalawang uri: sa mga konduktor ng unang uri (mga metal), ang kasalukuyang ay nilikha ng mga electron at ang conductivity ay tinatawag na electronic, sa mga conductor ng pangalawang uri (mga solusyon ng mga asing-gamot, acid, alkalis), ang kasalukuyang ay nilikha ng mga ion.

Ang kababalaghan ng direktang paggalaw ng mga libreng carrier ng electric charge sa bagay o sa vacuum ay tinatawag na conduction current.

Ang intensity ng electric current ay tinatantya ng isang pisikal na dami na tinatawag na lakas ng electric current. Ang magnitude ng kasalukuyang pagpapadaloy ay tinutukoy ng singil ng kuryente ng lahat ng mga particle na dumadaan sa cross section ng konduktor bawat yunit ng oras:

Sa mga praktikal na kalkulasyon, ginagamit ang konsepto ng electric current density (numerically tinutukoy ng ratio ng kasalukuyang lakas sa cross-sectional area ng conductor):

;

Natukoy ng mga eksperimento na ang intensity ng electric current ay proporsyonal sa lakas ng electric field at depende sa mga katangian ng conductive substance. Ang pag-asa ng kasalukuyang sa mga katangian ng isang sangkap ay tinatawag na kondaktibiti, at ang kapalit nito ay tinatawag na paglaban.

;

G - kondaktibiti;

R= 1\ G - paglaban;

Ang paglaban ay depende sa temperatura: ;

α ay ang temperatura koepisyent ng paglaban.

Ang mga semiconductor ay sumasakop sa isang intermediate na posisyon sa pagitan ng mga conductor at dielectrics, ang kanilang mga molekula ay konektado sa pamamagitan ng mga covalent bond. Ang mga bono na ito ay maaaring sirain sa ilalim ng ilang mga kundisyon: nagdaragdag kami ng alinman sa isang karumihan ng mga electron o isang karumihan ng mga positibong ion, at pagkatapos ay nagiging posible na makakuha ng electronic o hole conductivity. Upang magbigay ng kasalukuyang sa isang semiconductor, kinakailangan na mag-aplay ng potensyal na pagkakaiba.

Ang electrical conductivity ng dielectrics ay halos zero dahil sa napakalakas na mga bono sa pagitan ng mga electron at nucleus. Kung ang isang dielectric ay inilagay sa isang panlabas na electric field, ang polariseysyon ng mga atom ay nangyayari dahil sa pag-aalis ng mga positibong singil sa isang direksyon, mga negatibong singil sa isa pa. Sa isang napakalakas na panlabas na patlang ng kuryente, ang mga atomo ay maaaring masira, at isang pagkasira ng kasalukuyang nangyayari.

Bilang karagdagan sa kasalukuyang pagpapadaloy, mayroon ding kasalukuyang displacement. Ang displacement current ay dahil sa pagbabago sa electric field strength vector sa paglipas ng panahon.

Ang electric current ay maaari lamang dumaloy sa isang closed system.

Paksa 1.2 Simple at kumplikadong mga electrical circuit

Ang isang de-koryenteng circuit ay isang hanay ng mga aparato at bagay na nagsisiguro sa daloy ng electric current mula sa isang pinagmumulan patungo sa isang mamimili..

Ang isang elemento ng isang de-koryenteng circuit ay isang hiwalay na bagay o aparato. Ang mga pangunahing elemento ng electrical circuit ay: isang mapagkukunan ng elektrikal na enerhiya, mga mamimili, mga aparato para sa paghahatid ng elektrikal na enerhiya. SA mga mapagkukunan ng elektrikal na enerhiya mayroong pagbabago ng iba't ibang uri ng di-kuryenteng enerhiya sa elektrikal na enerhiya. SA mga mamimili ang elektrikal na enerhiya ay na-convert sa init, liwanag at iba pang di-kuryenteng anyo ng enerhiya. Ang mga linya ng kuryente ay mga aparato para sa paglilipat ng elektrikal na enerhiya mula sa mga pinagkukunan patungo sa mga mamimili. Ang lahat ng mga pangunahing elemento ng mga de-koryenteng circuit ay may electrical resistance at nakakaapekto sa dami ng kasalukuyang sa electrical circuit.

Bilang karagdagan sa mga pangunahing elemento, naglalaman ang mga de-koryenteng circuit pantulong na elemento: mga piyus, mga switch ng kutsilyo, mga switch, mga aparato sa pagsukat at higit pa.

Ang de-koryenteng circuit ay tinatawag simple lang kung ito ay binubuo ng isang closed loop. Ang de-koryenteng circuit ay tinatawag mahirap(sanga-sanga) kung ito ay binubuo ng ilang saradong mga contour.

Pagsingil sa paggalaw. Maaari itong magkaroon ng anyo ng biglaang paglabas ng static na kuryente, tulad ng kidlat. O maaaring ito ay isang kinokontrol na proseso sa mga generator, baterya, solar o fuel cell. Ngayon ay isasaalang-alang natin ang mismong konsepto ng "electric current" at ang mga kondisyon para sa pagkakaroon ng isang electric current.

Enerhiya ng kuryente

Karamihan sa kuryenteng ginagamit namin ay nasa anyo ng alternating current mula sa electrical grid. Ito ay nilikha ng mga generator na gumagana ayon sa batas ng induction ng Faraday, dahil sa kung saan ang pagbabago ng magnetic field ay maaaring mag-udyok ng electric current sa isang conductor.

Ang mga generator ay may umiikot na mga coil ng wire na dumadaan sa mga magnetic field habang umiikot ang mga ito. Habang umiikot ang mga coils, nagbubukas at nagsasara ang mga ito na may paggalang sa magnetic field at lumilikha ng isang de-koryenteng kasalukuyang na nagbabago ng direksyon sa bawat pagliko. Ang kasalukuyang dumadaan sa isang buong ikot pabalik-balik nang 60 beses bawat segundo.

Ang mga generator ay maaaring paandarin ng mga steam turbin na pinainit ng karbon, natural gas, langis, o isang nuclear reactor. Mula sa generator, ang kasalukuyang dumadaan sa isang serye ng mga transformer, kung saan tumataas ang boltahe nito. Tinutukoy ng diameter ng mga wire ang dami at lakas ng kasalukuyang maaari nilang dalhin nang walang overheating at pag-aaksaya ng enerhiya, at ang boltahe ay limitado lamang sa kung gaano kahusay ang mga linya ay insulated mula sa lupa.

Ito ay kagiliw-giliw na tandaan na ang kasalukuyang ay dinadala lamang ng isang wire, hindi dalawa. Ang dalawang panig nito ay itinalaga bilang positibo at negatibo. Gayunpaman, dahil ang polarity ng alternating current ay nagbabago ng 60 beses bawat segundo, mayroon silang iba pang mga pangalan - mainit (pangunahing mga linya ng kuryente) at pinagbabatayan (pagdaraan sa ilalim ng lupa upang makumpleto ang circuit).

Bakit kailangan ng kuryente?

Maraming gamit ang kuryente: maaari nitong ilawan ang iyong bahay, labhan at patuyuin ang iyong mga damit, iangat ang pinto ng iyong garahe, pakuluan ang tubig sa takure, at paandarin ang iba pang gamit sa bahay na nagpapadali sa ating buhay. Gayunpaman, ang kakayahan ng kasalukuyang magpadala ng impormasyon ay lalong nagiging mahalaga.

Kapag nakakonekta sa Internet, ang isang computer ay gumagamit lamang ng isang maliit na bahagi ng electric current, ngunit ito ay isang bagay na kung wala ang isang modernong tao ay hindi maaaring isipin ang kanyang buhay.

Ang konsepto ng electric current

Tulad ng agos ng ilog, isang stream ng mga molekula ng tubig, ang isang electric current ay isang stream ng mga sisingilin na particle. Ano ang sanhi nito, at bakit hindi ito palaging napupunta sa parehong direksyon? Kapag narinig mo ang salitang daloy, ano ang naiisip mo? Marahil ito ay magiging isang ilog. Ito ay isang magandang samahan, dahil iyon ang dahilan kung bakit nakuha ng electric current ang pangalan nito. Ito ay halos kapareho sa daloy ng tubig, tanging sa halip na ang mga molekula ng tubig ay gumagalaw sa kahabaan ng channel, ang mga sisingilin na particle ay gumagalaw sa kahabaan ng konduktor.

Kabilang sa mga kondisyon na kinakailangan para sa pagkakaroon ng isang electric current, mayroong isang item na nagbibigay para sa pagkakaroon ng mga electron. Ang mga atomo sa isang conductive na materyal ay may marami sa mga walang bayad na particle na ito na lumulutang sa paligid at sa pagitan ng mga atom. Ang kanilang paggalaw ay random, kaya walang daloy sa anumang direksyon. Ano ang kailangan para umiral ang isang electric current?

Ang mga kondisyon para sa pagkakaroon ng electric current ay kinabibilangan ng pagkakaroon ng boltahe. Kapag ito ay inilapat sa isang konduktor, ang lahat ng mga libreng electron ay lilipat sa parehong direksyon, na lumilikha ng isang kasalukuyang.

Nagtataka tungkol sa electric current

Kapansin-pansin, kapag ang elektrikal na enerhiya ay ipinadala sa pamamagitan ng isang konduktor sa bilis ng liwanag, ang mga electron mismo ay gumagalaw nang mas mabagal. Sa katunayan, kung dahan-dahan kang naglalakad sa tabi ng isang conductive wire, ang iyong bilis ay magiging 100 beses na mas mabilis kaysa sa paggalaw ng mga electron. Ito ay dahil sa hindi nila kailangang maglakbay ng malalaking distansya upang maglipat ng enerhiya sa isa't isa.

Direkta at alternating kasalukuyang

Ngayon, dalawang magkaibang uri ng kasalukuyang ay malawakang ginagamit - direkta at alternating. Sa una, ang mga electron ay gumagalaw sa isang direksyon, mula sa "negatibong" bahagi hanggang sa "positibo" na bahagi. Ang alternating current ay nagtutulak sa mga electron pabalik-balik, binabago ang direksyon ng daloy ng ilang beses bawat segundo.

Ang mga generator na ginagamit sa mga power plant upang makagawa ng kuryente ay idinisenyo upang makagawa ng alternating current. Marahil ay hindi mo napansin na ang ilaw sa iyong bahay ay talagang kumikislap habang nagbabago ang kasalukuyang direksyon, ngunit ito ay nangyayari nang napakabilis para makilala ng mga mata.

Ano ang mga kondisyon para sa pagkakaroon ng direktang electric current? Bakit kailangan natin ang parehong uri at alin ang mas mahusay? Magandang tanong ito. Ang katotohanang ginagamit pa rin namin ang parehong uri ng kasalukuyang nagmumungkahi na pareho silang nagsisilbi sa mga partikular na layunin. Noong ika-19 na siglo, malinaw na ang mahusay na paghahatid ng kuryente sa malalayong distansya sa pagitan ng planta ng kuryente at bahay ay posible lamang sa napakataas na boltahe. Ngunit ang problema ay ang pagpapadala ng talagang mataas na boltahe ay lubhang mapanganib para sa mga tao.

Ang solusyon sa problemang ito ay upang mabawasan ang stress sa labas ng bahay bago ito ipadala sa loob. Hanggang ngayon, ang direktang electric current ay ginagamit para sa paghahatid sa malalayong distansya, pangunahin dahil sa kakayahang madaling mag-convert sa iba pang mga boltahe.

Paano gumagana ang electric current

Ang mga kondisyon para sa pagkakaroon ng isang electric current ay kinabibilangan ng pagkakaroon ng mga sisingilin na particle, isang konduktor, at boltahe. Maraming mga siyentipiko ang nag-aral ng kuryente at nalaman na mayroong dalawang uri nito: static at kasalukuyang.

Ito ang pangalawa na gumaganap ng malaking papel sa pang-araw-araw na buhay ng sinumang tao, dahil ito ay isang electric current na dumadaan sa circuit. Ginagamit namin ito araw-araw upang bigyang kuryente ang aming mga tahanan at higit pa.

Ano ang electric current?

Kapag ang mga singil sa kuryente ay umiikot sa isang circuit mula sa isang lugar patungo sa isa pa, ang isang electric current ay nabuo. Kasama sa mga kondisyon para sa pagkakaroon ng isang electric current, bilang karagdagan sa mga sisingilin na particle, ang pagkakaroon ng isang konduktor. Kadalasan ito ay isang kawad. Ang circuit nito ay isang closed circuit kung saan dumadaloy ang kasalukuyang mula sa pinagmumulan ng kuryente. Kapag bukas ang circuit, hindi niya makumpleto ang paglalakbay. Halimbawa, kapag patay ang ilaw sa iyong silid, bukas ang circuit, ngunit kapag sarado ang circuit, bukas ang ilaw.

Kasalukuyang kapangyarihan

Ang mga kondisyon para sa pagkakaroon ng isang electric current sa isang konduktor ay lubos na naiimpluwensyahan ng isang katangian ng boltahe bilang kapangyarihan. Ito ay isang sukatan kung gaano karaming enerhiya ang ginagamit sa isang takdang panahon.

Mayroong maraming iba't ibang mga yunit na maaaring magamit upang ipahayag ang katangiang ito. Gayunpaman, ang kuryente ay halos sinusukat sa watts. Ang isang watt ay katumbas ng isang joule bawat segundo.

Ang singil ng kuryente ay gumagalaw

Ano ang mga kondisyon para sa pagkakaroon ng isang electric current? Maaari itong magkaroon ng anyo ng isang biglaang paglabas ng static na kuryente, tulad ng kidlat o isang spark mula sa alitan gamit ang isang telang lana. Gayunpaman, mas madalas, kapag pinag-uusapan natin ang tungkol sa electric current, ang ibig nating sabihin ay isang mas kontroladong anyo ng kuryente na nagpapagana sa mga ilaw at appliances. Karamihan sa mga singil sa kuryente ay dinadala ng mga negatibong electron at mga positibong proton sa loob ng atom. Gayunpaman, ang huli ay halos hindi kumikilos sa loob ng atomic nuclei, kaya ang gawain ng paglilipat ng singil mula sa isang lugar patungo sa isa pa ay ginagawa ng mga electron.

Ang mga electron sa isang conductive na materyal tulad ng isang metal ay higit na libre upang lumipat mula sa isang atom patungo sa isa pa kasama ang kanilang mga banda ng pagpapadaloy, na siyang mas mataas na mga orbit ng elektron. Ang isang sapat na electromotive force o boltahe ay lumilikha ng isang charge imbalance na maaaring maging sanhi ng mga electron na lumipat sa isang conductor sa anyo ng isang electric current.

Kung gumuhit kami ng isang pagkakatulad sa tubig, pagkatapos ay kumuha, halimbawa, isang tubo. Kapag nagbukas tayo ng balbula sa isang dulo upang pasukin ang tubig sa tubo, hindi na natin kailangang hintayin ang tubig na iyon na gumana hanggang sa dulo ng tubo. Halos agad kaming kumukuha ng tubig sa kabilang dulo dahil itinutulak ng papasok na tubig ang tubig na nasa tubo na. Ito ang nangyayari sa kaso ng isang electric current sa isang wire.

Electric current: mga kondisyon para sa pagkakaroon ng electric current

Ang electric current ay karaniwang tinitingnan bilang isang daloy ng mga electron. Kapag ang dalawang dulo ng baterya ay konektado sa isa't isa gamit ang isang metal wire, ang sisingilin na masa na ito ay dumadaan sa wire mula sa isang dulo (electrode o poste) ng baterya patungo sa kabaligtaran. Kaya, tawagan natin ang mga kondisyon para sa pagkakaroon ng isang electric current:

1. sisingilin na mga particle.
2. Konduktor.
3. Pinagmumulan ng boltahe.

Gayunpaman, hindi lahat ay napakasimple. Anong mga kondisyon ang kinakailangan para sa pagkakaroon ng isang electric current? Ang tanong na ito ay masasagot nang mas detalyado sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa mga sumusunod na katangian:

• Potensyal na pagkakaiba (boltahe). Ito ay isa sa mga kinakailangan. Sa pagitan ng 2 puntos ay dapat na mayroong potensyal na pagkakaiba, ibig sabihin, ang nakakatuwad na puwersa na nilikha ng mga sisingilin na particle sa isang lugar ay dapat na mas malaki kaysa sa kanilang puwersa sa isa pang punto. Ang mga mapagkukunan ng boltahe, bilang panuntunan, ay hindi nangyayari sa kalikasan, at ang mga electron ay ipinamamahagi nang pantay-pantay sa kapaligiran. Gayunpaman, nagawa ng mga siyentipiko na mag-imbento ng ilang uri ng mga device kung saan maaaring maipon ang mga sisingilin na particle na ito, at sa gayon ay lumilikha ng kinakailangang boltahe (halimbawa, sa mga baterya).
• Electrical resistance (konduktor). Ito ang pangalawang mahalagang kondisyon na kinakailangan para sa pagkakaroon ng isang electric current. Ito ang landas kung saan naglalakbay ang mga sisingilin na particle. Tanging ang mga materyales na nagpapahintulot sa mga electron na malayang gumalaw ang nagsisilbing conductor. Ang mga walang ganitong kakayahan ay tinatawag na mga insulator. Halimbawa, ang isang metal wire ay magiging isang mahusay na conductor, habang ang rubber sheath nito ay magiging isang mahusay na insulator.

Ang pagkakaroon ng maingat na pag-aaral sa mga kondisyon para sa paglitaw at pagkakaroon ng electric current, nagawa ng mga tao na mapaamo ang malakas at mapanganib na elementong ito at idirekta ito para sa kapakinabangan ng sangkatauhan.

Ang kababalaghan ng paglitaw ng isang electric current sa isang closed conducting circuit na may pagbabago sa magnetic flux na sakop ng circuit na ito ay tinatawag na electromagnetic induction.

Natuklasan ito ni Joseph Henry (mga obserbasyon na ginawa noong 1830, mga resulta na nai-publish noong 1832) at Michael Faraday (mga obserbasyon na ginawa at mga resulta na nai-publish noong 1831).

Ang mga eksperimento ni Faraday ay isinagawa gamit ang dalawang coil na ipinasok sa bawat isa (ang panlabas na coil ay permanenteng konektado sa ammeter, at ang panloob, sa pamamagitan ng isang susi, sa baterya). Ang kasalukuyang induction sa panlabas na coil ay sinusunod:

A

V

b

Kapag isinasara at binubuksan ang circuit ng inner coil, na nakatigil na may kaugnayan sa panlabas na isa (Fig. a);

Kapag inililipat ang inner coil na may direktang kasalukuyang kamag-anak sa panlabas na isa (Fig. b);

Kapag gumagalaw kamag-anak sa panlabas na likaw ng isang permanenteng magnet (Fig. c).

Ipinakita ni Faraday na sa lahat ng mga kaso ng paglitaw ng isang induction current sa isang panlabas na coil, ang magnetic flux sa pamamagitan nito ay nagbabago. Sa fig. ang panlabas na likaw ay inilalarawan bilang isang pagliko. Sa unang kaso (Larawan a), kapag ang circuit ay sarado, ang isang kasalukuyang dumadaloy sa inner coil, isang magnetic field arises (mga pagbabago) at, nang naaayon, isang magnetic flux sa pamamagitan ng outer coil. Sa pangalawa (Fig. b) at pangatlo (Fig. c) na mga kaso, ang magnetic flux sa pamamagitan ng external coil ay nagbabago dahil sa isang pagbabago sa proseso ng paglipat ng distansya mula dito patungo sa internal coil na may kasalukuyang, o sa isang permanenteng magnet. .

A

V

b

ako

ako

ako

Noong 1834, eksperimento na itinatag ni Emily Khristianovich Lenz ang isang panuntunan na nagpapahintulot sa isa na matukoy ang direksyon ng kasalukuyang induction: ang kasalukuyang induction ay palaging nakadirekta sa paraang kontrahin ang sanhi na sanhi nito; ang induction current ay palaging may direksyon na ang pagtaas ng magnetic flux na nilikha nito at ang pagtaas ng magnetic flux na naging sanhi ng inductive current na ito ay magkasalungat sa sign. Ang panuntunang ito ay tinatawag na panuntunan ni Lenz.

Batas ng electromagnetic induction ay maaaring mabuo bilang mga sumusunod: ang emf ng electromagnetic induction sa circuit ay katumbas ng rate ng pagbabago sa oras ng magnetic flux sa pamamagitan ng ibabaw na nakatali sa circuit na ito, na kinuha gamit ang isang minus sign

Dito dФ = ay ang scalar product ng magnetic induction vector at ang vector ng surface area. Vector , kung saan ay isang unit vector () ng normal hanggang sa isang walang katapusang maliit na lugar ng ibabaw na may sukat na .

Ang minus sign sa expression ay nauugnay sa panuntunan para sa pagpili ng direksyon ng normal sa contour na nagbubuklod sa ibabaw, at ang positibong direksyon ng traversal kasama nito. Alinsunod sa kahulugan ng magnetic flux Ф sa pamamagitan ng ibabaw, lugar S

depende sa oras kung nagbabago sa oras: surface area S;

modulus ng magnetic induction vector B; anggulo sa pagitan ng mga vector at normal .

Kung ang isang closed loop (coil) ay binubuo ng mga pagliko, kung gayon ang kabuuang daloy sa ibabaw na nalilimitahan ng naturang kumplikadong loop ay tinatawag na flux linkage at tinukoy bilang

kung saan ang Ф i ay ang magnetic flux sa pamamagitan ng i turn. Kung ang lahat ng mga pagliko ay pareho, kung gayon

kung saan ang F ay ang magnetic flux sa pamamagitan ng anumang coil. Sa kasong ito

ako

ako

ako

N lumiliko

1 pagliko

2 liko

Pinapayagan ka ng expression na matukoy hindi lamang ang magnitude, kundi pati na rin ang direksyon ng kasalukuyang induction. Kung ang mga halaga ng emf at, dahil dito, ang induction current, ay mga positibong halaga, kung gayon ang kasalukuyang ay nakadirekta kasama ang positibong direksyon ng bypass kasama ang contour, kung negatibo, sa kabaligtaran na direksyon (ang direksyon ng natutukoy ang positibong bypass sa pamamagitan ng pagpili ng normal sa ibabaw na nililimitahan ng tabas)