Penemuan Faraday dan Lenz: hukum induksi elektromagnetik adalah rumus dari fenomena tersebut. Apa yang menentukan kekuatan dan arah arus induksi

BIDANG MAGNETIK

Interaksi magnetik muatan listrik yang bergerak menurut konsep teori medan dijelaskan sebagai berikut: muatan listrik menciptakan medan magnet di ruang sekitarnya yang dapat bekerja pada muatan listrik lain yang bergerak.

PADA - kuantitas fisik, yang merupakan karakteristik kekuatan Medan gaya. Ini disebut induksi magnet (atau induksi medan magnet).

Induksi magnetik- besaran vektor. Modul vektor induksi magnetik sama dengan rasio nilai maksimum gaya Ampere yang bekerja pada konduktor pembawa arus searah dengan kekuatan arus dalam konduktor dan panjangnya:

Satuan induksi magnet. PADA sistem internasional unit per unit induksi magnet, induksi medan magnet seperti itu diambil, di mana untuk setiap meter panjang konduktor pada kekuatan arus 1 A, kekuatan maksimal Ampere 1 N. Satuan ini disebut tesla (disingkat: Tl), untuk menghormati fisikawan terkemuka Yugoslavia N. Tesla:

KEKUATAN LORENTZ

Pergerakan konduktor dengan arus dalam medan magnet menunjukkan bahwa medan magnet bekerja pada muatan listrik yang bergerak. Gaya ampere bekerja pada konduktor F A \u003d IBlsin a, dan gaya Lorentz bekerja pada muatan yang bergerak:

di mana sebuah- sudut antara vektor B dan v.

Pergerakan partikel bermuatan dalam medan magnet. Dalam medan magnet seragam, sebuah partikel bermuatan yang bergerak dengan kecepatan tegak lurus terhadap garis-garis induksi medan magnet dikenai gaya m, konstan dalam nilai absolut dan diarahkan tegak lurus terhadap vektor kecepatan.Di bawah aksi gaya magnet, partikel memperoleh percepatan, modul yang sama dengan:

Dalam medan magnet seragam, partikel ini bergerak dalam lingkaran. Jari-jari kelengkungan lintasan di mana partikel bergerak ditentukan dari kondisi di mana ia mengikuti,

Jari-jari kelengkungan lintasan adalah nilai konstan, karena gaya yang tegak lurus terhadap vektor kecepatan hanya mengubah arahnya, tetapi tidak modulusnya. Dan ini berarti bahwa lintasan ini adalah lingkaran.

Periode revolusi partikel dalam medan magnet seragam adalah:

Ungkapan terakhir menunjukkan bahwa periode revolusi partikel dalam medan magnet seragam tidak bergantung pada kecepatan dan jari-jari lintasan geraknya.

Jika tegangan Medan listrik adalah nol, maka gaya Lorentz l sama dengan gaya magnet m:

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Fenomena induksi elektromagnetik ditemukan oleh Faraday, yang menemukan bahwa arus listrik muncul dalam rangkaian konduktor tertutup dengan perubahan medan magnet yang menembus rangkaian.

FLUX MAGNETIK

fluks magnet F(fluks induksi magnet) melalui permukaan dengan luas S- nilai yang sama dengan produk modulus vektor induksi magnetik dan luasnya S dan kosinus sudut sebuah antara vektor dan normal ke permukaan:

F=BScos

satuan SI fluks magnet 1 Weber (Wb) - fluks magnet melalui permukaan 1 m 2 yang terletak tegak lurus terhadap arah medan magnet seragam, yang induksinya adalah 1 T:

Induksi elektromagnetik- fenomena kejadian arus listrik dalam rangkaian konduktor tertutup dengan perubahan fluks magnet yang menembus rangkaian.

Muncul dalam rangkaian tertutup, arus induksi memiliki arah sedemikian rupa sehingga medan magnetnya melawan perubahan fluks magnet yang menyebabkannya (aturan Lenz).

HUKUM INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Eksperimen Faraday menunjukkan bahwa kekuatan arus induktif I i dalam rangkaian penghantar berbanding lurus dengan laju perubahan jumlah garis induksi magnetik yang menembus permukaan yang dibatasi oleh rangkaian ini.

Oleh karena itu, kekuatan arus induksi sebanding dengan laju perubahan fluks magnet melalui permukaan yang dibatasi oleh kontur:

Diketahui bahwa jika arus muncul di sirkuit, ini berarti bahwa gaya eksternal bekerja pada muatan bebas konduktor. Kerja gaya-gaya ini untuk memindahkan muatan satuan sepanjang rangkaian tertutup disebut gaya gerak listrik (electromotive force/EMF). Cari EMF induksi i .

Menurut hukum Ohm untuk rangkaian tertutup

Karena R tidak bergantung pada , maka

GGL induksi bertepatan dengan arah arus induksi, dan arus ini, sesuai dengan aturan Lenz, diarahkan sehingga fluks magnet yang diciptakan olehnya melawan perubahan fluks magnet eksternal.

Hukum induksi elektromagnetik

GGL induksi dalam rangkaian tertutup sama dengan laju perubahan fluks magnet yang menembus rangkaian, diambil dengan tanda yang berlawanan:

INDUKSI DIRI. INDUKTANSI

Pengalaman menunjukkan bahwa fluks magnet F, terkait dengan rangkaian, berbanding lurus dengan kekuatan arus di rangkaian ini:

F \u003d L * I .

Induktansi loop L- koefisien proporsionalitas antara arus yang melewati rangkaian dan fluks magnet yang diciptakan olehnya.

Induktansi konduktor tergantung pada bentuk, ukuran, dan sifat lingkungannya.

induksi diri- fenomena terjadinya induksi EMF pada rangkaian ketika fluks magnet berubah, yang disebabkan oleh perubahan arus yang melewati rangkaian itu sendiri.

Induksi diri - kasus spesial induksi elektromagnetik.

Induktansi - nilai numerik sama dengan Induksi diri EMF, yang timbul dalam rangkaian ketika kekuatan arus di dalamnya berubah menurut satuan per satuan waktu. Dalam SI, satuan induktansi adalah induktansi konduktor tersebut, di mana, ketika kekuatan arus berubah sebesar 1 A, dalam 1 s, timbul EMF induksi diri sebesar 1 V. Satuan ini disebut henry (H) :

ENERGI MEDAN MAGNETIK

Fenomena induksi diri analog dengan fenomena inersia. Induktansi memainkan peran yang sama dengan perubahan arus seperti halnya massa dengan perubahan kecepatan benda. Kecepatan dianalogikan dengan arus.

Jadi energi medan magnet arus dapat dianggap sebagai nilai yang mirip dengan energi kinetik benda:

Misalkan setelah kumparan diputuskan dari sumbernya, arus dalam rangkaian berkurang seiring waktu menurut hukum linier.

EMF induksi diri dalam hal ini memiliki nilai konstan:

di mana I adalah nilai awal arus, t adalah selang waktu selama arus berkurang dari I ke 0.

Selama waktu t, muatan listrik melewati rangkaian q = I cp t. Sebagai I cp = (I + 0)/2 = I/2, maka q=It/2. Oleh karena itu, kerja arus listrik:

Pekerjaan ini dilakukan karena energi medan magnet kumparan. Jadi kita dapatkan lagi:

Contoh. Tentukan energi medan magnet kumparan, di mana pada arus 7,5 A fluks magnet adalah 2,3 * 10 -3 Wb. Bagaimana energi medan akan berubah jika arus dibelah dua?

Energi medan magnet kumparan W 1 = LI 1 2 /2. Menurut definisi, induktansi kumparan L \u003d F / I 1. Karena itu,

Arus induksi adalah arus yang terjadi pada rangkaian konduktor tertutup dalam medan magnet bolak-balik. Arus ini dapat terjadi dalam dua kasus. Jika ada rangkaian tetap yang ditembus oleh fluks induksi magnet yang berubah. Atau ketika rangkaian penghantar bergerak dalam medan magnet konstan, yang juga menyebabkan perubahan fluks magnet rangkaian penembus.

Gambar 1 - Konduktor bergerak dalam medan magnet konstan

Penyebab arus induksi adalah eddy Medan listrik, yang dihasilkan oleh medan magnet. Medan listrik ini bekerja pada muatan bebas dalam konduktor yang ditempatkan di pusaran medan listrik ini.

Gambar 2 - pusaran medan listrik

Anda juga dapat menemukan definisi seperti itu. Arus induktif adalah arus listrik yang terjadi karena adanya aksi induksi elektromagnetik. Jika Anda tidak mempelajari seluk-beluk hukum induksi elektromagnetik, maka secara singkat dapat dijelaskan sebagai berikut. Induksi elektromagnetik adalah fenomena terjadinya arus dalam rangkaian penghantar di bawah pengaruh medan magnet bolak-balik.

Dengan menggunakan hukum ini, Anda juga dapat menentukan besarnya arus induksi. Karena itu memberi kita nilai EMF yang terjadi di sirkuit di bawah aksi medan magnet bolak-balik.

Formula 1 - EMF induksi medan magnet.

Seperti dapat dilihat dari rumus 1, besarnya EMF induksi, dan karenanya arus induksi, bergantung pada laju perubahan fluks magnet yang menembus rangkaian. Artinya, semakin cepat fluks magnet berubah, semakin besar arus induksi yang dapat diperoleh. Dalam kasus ketika kita memiliki medan magnet konstan di mana rangkaian penghantar bergerak, maka nilai EMF akan tergantung pada kecepatan rangkaian.

Untuk menentukan arah arus induksi digunakan aturan Lenz. Yang mengatakan bahwa arus induksi diarahkan ke arus yang menyebabkannya. Oleh karena itu tanda minus dalam rumus untuk definisi EMF induksi.

Arus induksi memainkan peran penting dalam teknik listrik modern. Misalnya arus induksi yang terjadi pada rotor motor induksi, berinteraksi dengan arus yang disuplai dari sumber daya di statornya, sebagai akibatnya rotor berputar. Motor listrik modern dibangun berdasarkan prinsip ini.

Gambar 3 - motor asinkron.

Pada transformator, arus induktif yang terjadi pada belitan sekunder digunakan untuk memberi daya pada berbagai peralatan listrik. Nilai arus ini dapat diatur oleh parameter transformator.

Gambar 4 - transformator listrik.

Dan akhirnya, arus induksi juga dapat terjadi pada konduktor masif. Inilah yang disebut arus Foucault. Berkat mereka, dimungkinkan untuk menghasilkan peleburan logam secara induksi. Artinya, arus eddy yang mengalir di konduktor menyebabkannya memanas. Tergantung pada besarnya arus ini, konduktor dapat dipanaskan di atas titik leleh.

Gambar 5 - peleburan induksi logam.

Jadi, kami menemukan bahwa arus induksi dapat memiliki efek mekanis, listrik, dan termal. Semua efek ini banyak digunakan dalam dunia modern baik dalam skala industri maupun di tingkat rumah tangga.

Jika tidak ada perubahan medan magnet, maka tidak akan ada arus listrik. Bahkan jika medan magnet ada. Kita dapat mengatakan bahwa arus listrik induktif berbanding lurus, pertama, dengan jumlah putaran, dan kedua, dengan kecepatan medan magnet di mana medan magnet ini berubah relatif terhadap putaran kumparan.

Beras. 3. Apa yang menentukan besarnya arus induktif?

Untuk mengkarakterisasi medan magnet, digunakan besaran yang disebut fluks magnet. Ini mencirikan medan magnet secara keseluruhan, kita akan membicarakannya di pelajaran berikutnya. Sekarang kami hanya mencatat bahwa itu adalah perubahan fluks magnet, yaitu. jumlah garis medan magnet yang menembus sirkuit dengan arus (koil, misalnya), mengarah pada munculnya arus induksi di sirkuit ini.

Fisika. Kelas 9

Topik: Medan elektromagnetik

Pelajaran 44. fluks magnet

Eryutkin E.S., guru fisika kategori tertinggi, sekolah menengah 1360

Pengantar. Eksperimen Faraday

Melanjutkan studi topik "Induksi elektromagnetik", mari kita lihat lebih dekat konsep seperti fluks magnet.

Anda sudah tahu cara mendeteksi fenomena induksi elektromagnetik - jika konduktor tertutup disilangkan garis magnet, arus listrik dihasilkan dalam konduktor ini. Arus seperti itu disebut induktif.

Sekarang mari kita bahas bagaimana arus listrik ini dibangkitkan dan apa yang utama agar arus ini muncul.

Pertama-tama, mari kita beralih ke Pengalaman Faraday dan lihat kembali fitur-fitur pentingnya.

Jadi, kita memiliki amperemeter, sebuah kumparan dengan jumlah yang besar belokan, yang dihubung pendek ke ammeter ini.

Kami mengambil magnet, dan dengan cara yang sama seperti pada pelajaran sebelumnya, kami menurunkan magnet ini ke dalam koil. Panah menyimpang, yaitu, ada arus listrik di sirkuit ini.

Beras. 1. Pengalaman dalam mendeteksi arus induksi.

Tetapi ketika magnet berada di dalam kumparan, tidak ada arus listrik pada rangkaian tersebut. Tetapi segera setelah Anda mencoba mengeluarkan magnet ini dari kumparan, arus listrik muncul kembali di sirkuit, tetapi arah arus ini berubah menjadi sebaliknya.

Perlu diketahui juga bahwa nilai arus listrik yang mengalir pada rangkaian juga tergantung dari sifat magnet itu sendiri. Jika Anda mengambil magnet lain dan melakukan percobaan yang sama, nilai arus berubah secara signifikan, dalam hal ini arus menjadi lebih kecil.

Setelah melakukan percobaan, dapat kita simpulkan bahwa arus listrik yang terjadi pada suatu penghantar tertutup (dalam suatu kumparan) berhubungan dengan medan magnet. magnet permanen.

Dengan kata lain, arus listrik tergantung pada beberapa karakteristik medan magnet. Dan kami telah memperkenalkan karakteristik seperti itu - induksi magnet.

Ingat bahwa induksi magnetik dilambangkan dengan huruf, itu adalah besaran vektor. Dan induksi magnetik diukur dalam Tesla.

- Tesla - untuk menghormati ilmuwan Eropa dan Amerika Nikola Tesla.

Induksi magnetik mencirikan efek medan magnet pada konduktor pembawa arus yang ditempatkan di medan ini.

Tetapi, ketika kita berbicara tentang arus listrik, kita harus memahami bahwa arus listrik, dan Anda mengetahuinya dari tingkat 8, muncul di bawah pengaruh medan listrik.

Oleh karena itu, kita dapat menyimpulkan bahwa arus induksi listrik muncul karena medan listrik, yang pada gilirannya terbentuk sebagai hasil dari medan magnet. Dan hubungan seperti itu hanya dilakukan karena fluks magnet.

Hubungan antara medan listrik dan magnet telah diketahui sejak lama. Hubungan ini ditemukan pada abad ke-19 oleh fisikawan Inggris Faraday dan memberinya nama. Itu muncul pada saat fluks magnet menembus permukaan sirkuit tertutup. Setelah terjadi perubahan fluks magnet selama waktu tertentu, muncul arus listrik pada rangkaian ini.

Hubungan induksi elektromagnetik dan fluks magnet

Inti dari fluks magnet ditampilkan rumus terkenal: = BS cos . Di dalamnya, F adalah fluks magnet, S adalah permukaan kontur (luas), B adalah vektor induksi magnet. Sudut terbentuk karena arah vektor induksi magnetik dan normal terhadap permukaan kontur. Maka fluks magnet akan mencapai ambang batas maksimum pada cos = 1, dan ambang batas minimum pada cos = 0.

Pada varian kedua, vektor B akan tegak lurus terhadap normal. Ternyata garis aliran tidak melintasi kontur, tetapi hanya meluncur di sepanjang bidangnya. Oleh karena itu, karakteristik akan ditentukan oleh garis-garis vektor B yang memotong permukaan kontur. Untuk perhitungan, Weber digunakan sebagai unit pengukuran: 1 wb \u003d 1v x 1s (volt-detik). Satuan ukuran lain yang lebih kecil adalah maxwell (µs). Ini adalah: 1 wb \u003d 108 s, yaitu, 1 s \u003d 10-8 wb.

Untuk penelitian oleh Faraday, dua spiral kawat digunakan, diisolasi satu sama lain dan ditempatkan pada gulungan kayu. Salah satunya terhubung ke sumber energi, dan yang lainnya ke galvanometer yang dirancang untuk merekam arus kecil. Pada saat itu, ketika sirkuit spiral asli ditutup dan dibuka, di sirkuit lain panah alat pengukur ditolak.

Melakukan penelitian tentang fenomena induksi

Dalam rangkaian percobaan pertama, Michael Faraday memasukkan batang logam bermagnet ke dalam kumparan yang terhubung dengan arus, dan kemudian menariknya keluar (Gbr. 1, 2).

1 2

Jika sebuah magnet ditempatkan pada sebuah kumparan yang dihubungkan dengan alat pengukur, arus induktif mulai mengalir dalam rangkaian. Jika batang magnet dilepaskan dari kumparan, arus induksi masih muncul, tetapi arahnya sudah terbalik. Akibatnya, parameter arus induksi akan berubah ke arah batang dan tergantung pada kutub yang ditempatkan di kumparan. Kekuatan arus dipengaruhi oleh kecepatan gerak magnet.

Dalam rangkaian percobaan kedua, sebuah fenomena dikonfirmasi di mana arus yang berubah dalam satu kumparan menyebabkan arus induksi pada kumparan lain (Gbr. 3, 4, 5). Ini terjadi pada saat menutup dan membuka sirkuit. Arah arus akan tergantung pada apakah rangkaian listrik menutup atau membuka. Selain itu, tindakan ini tidak lebih dari cara untuk mengubah fluks magnet. Ketika sirkuit ditutup, itu akan meningkat, dan ketika dibuka, itu akan berkurang, secara bersamaan menembus kumparan pertama.

3 4

5

Sebagai hasil dari percobaan, ditemukan bahwa terjadinya arus listrik di dalam rangkaian konduktor tertutup hanya mungkin terjadi jika mereka ditempatkan dalam medan magnet bolak-balik. Pada saat yang sama, aliran dapat berubah dalam waktu dengan cara apa pun.

Arus listrik yang muncul di bawah pengaruh induksi elektromagnetik disebut induksi, meskipun ini bukan arus dalam pengertian konvensional. Ketika sirkuit tertutup berada dalam medan magnet, ggl dihasilkan dengan: nilai yang tepat, dan bukan arus tergantung pada resistansi yang berbeda.

Fenomena ini disebut EMF induksi, yang dicerminkan oleh rumus: Eind = - F / t. Nilainya bertepatan dengan laju perubahan fluks magnet yang menembus permukaan loop tertutup, diambil dari nilai negatif. Kehadiran minus dalam ekspresi ini adalah cerminan dari aturan Lenz.

Aturan Lenz untuk fluks magnet

Sebuah aturan terkenal diturunkan setelah serangkaian penelitian di tahun 30-an abad ke-19. Ini diformulasikan dengan cara berikut:

Arah arus induksi, yang dieksitasi dalam rangkaian tertutup oleh fluks magnet yang berubah, mempengaruhi medan magnet yang diciptakannya sedemikian rupa sehingga, pada gilirannya, menciptakan hambatan pada fluks magnet, menyebabkan penampilan arus induksi.

Ketika fluks magnet meningkat, yaitu menjadi > 0, dan EMF induksi berkurang dan menjadi 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.

Jika aliran berkurang, maka proses sebaliknya terjadi ketika F< 0 и Еинд >0, yaitu, aksi medan magnet arus induksi, ada peningkatan fluks magnet yang melewati rangkaian.

Arti fisik dari aturan Lenz adalah untuk mencerminkan hukum kekekalan energi, ketika satu kuantitas berkurang, yang lain meningkat, dan, sebaliknya, ketika satu kuantitas meningkat, yang lain akan berkurang. Berbagai faktor juga mempengaruhi ggl induksi. Ketika magnet kuat dan magnet lemah secara bergantian dimasukkan ke dalam kumparan, perangkat masing-masing akan menunjukkan nilai yang lebih tinggi dalam kasus pertama, dan nilai yang lebih rendah di kedua. Hal yang sama terjadi ketika kecepatan magnet berubah.

Gambar di bawah menunjukkan bagaimana arah arus induksi ditentukan menggunakan aturan Lenz. Warna biru sesuai dengan garis gaya medan magnet arus induksi dan magnet permanen. Mereka terletak di arah kutub utara-selatan yang ada di setiap magnet.

Fluks magnet yang berubah menyebabkan munculnya arus listrik induktif, yang arahnya menyebabkan oposisi dari medan magnetnya, yang mencegah perubahan fluks magnet. Dalam hal ini, garis-garis gaya medan magnet kumparan diarahkan ke arah yang berlawanan dengan garis-garis gaya magnet permanen, karena gerakannya terjadi dalam arah kumparan ini.

Untuk menentukan arah arus digunakan ulir kanan. Itu harus disekrup sedemikian rupa sehingga arah gerakan majunya bertepatan dengan arah garis induksi kumparan. Dalam hal ini, arah arus induksi dan rotasi pegangan gimlet akan bertepatan.

Seperti yang telah kita ketahui, arus listrik mampu menghasilkan medan magnet. Timbul pertanyaan: dapatkah medan magnet menyebabkan munculnya arus listrik? Masalah ini dipecahkan oleh fisikawan Inggris Michael Faraday, yang menemukan fenomena induksi elektromagnetik pada tahun 1831. Sebuah konduktor melingkar menutup pada galvanometer (Gbr. 3.19). Jika magnet permanen didorong ke dalam kumparan, galvanometer akan menunjukkan adanya arus untuk seluruh periode waktu sementara magnet bergerak relatif terhadap kumparan. Ketika magnet ditarik keluar dari kumparan, galvanometer menunjukkan adanya arus dalam arah yang berlawanan. Perubahan arah arus terjadi ketika kutub magnet yang dapat ditarik atau ditarik berubah.

Hasil serupa diamati ketika mengganti magnet permanen dengan elektromagnet (kumparan dengan arus). Jika kedua kumparan tetap tidak bergerak, tetapi nilai arus berubah di salah satunya, maka pada saat ini arus induksi diamati pada kumparan lainnya.

FENOMENA INDUKSI ELEKTROMAGNETIK terdiri dari terjadinya gaya gerak listrik (ggl) induksi dalam rangkaian penghantar, di mana fluks vektor induksi magnetik berubah. Jika rangkaian ditutup, maka arus induksi muncul di dalamnya.

Penemuan fenomena induksi elektromagnetik:

1) menunjukkan hubungan antara medan listrik dan medan magnet;

2) disarankan metode menghasilkan arus listrik menggunakan medan magnet.

Sifat utama arus induksi:

1. Arus induksi selalu terjadi bila ada perubahan fluks induksi magnet yang dikopel pada rangkaian.

2. Kekuatan arus induksi tidak tergantung pada metode perubahan fluks induksi magnet, tetapi hanya ditentukan oleh laju perubahannya.

Eksperimen Faraday menemukan bahwa besarnya gaya gerak listrik induksi sebanding dengan laju perubahan fluks magnet yang menembus rangkaian konduktor (hukum induksi elektromagnetik Faraday)

Atau , (3.46)

dimana (dF) adalah perubahan fluks terhadap waktu (dt). FLUX MAGNETIK atau ALIRAN INDUKSI MAGNETIK disebut nilai, yang ditentukan berdasarkan hubungan berikut: ( fluks magnet melalui luas permukaan S): =ВScosα, (3.45), sudut a adalah sudut antara normal ke permukaan yang ditinjau dan arah vektor induksi medan magnet

satuan fluks magnet dalam sistem SI disebut weber- [Wb \u003d Tl × m 2].

Tanda "-" dalam rumus berarti bahwa ggl. induksi menyebabkan arus induksi, medan magnet yang melawan setiap perubahan fluks magnet, mis. pada >0 e.m.f. induksi dan AND<0 и наоборот.

emf induksi diukur dalam volt

Untuk mencari arah arus induksi, ada aturan Lenz (aturan ini dibuat pada tahun 1833): arus induksi memiliki arah sedemikian rupa sehingga medan magnet yang ditimbulkannya cenderung mengkompensasi perubahan fluks magnet yang menyebabkan arus induksi ini .

Misalnya, jika Anda mendorong kutub utara magnet ke dalam kumparan, yaitu, meningkatkan fluks magnet melalui belokannya, arus induksi muncul dalam kumparan sedemikian rupa sehingga kutub utara muncul di ujung kumparan terdekat. ke magnet (Gbr. 3.20). Jadi, medan magnet arus induksi cenderung menetralkan perubahan fluks magnet yang menyebabkannya.

Tidak hanya medan magnet bolak-balik menghasilkan arus induksi dalam konduktor tertutup, tetapi juga ketika konduktor tertutup dengan panjang l bergerak dalam medan magnet konstan (B) dengan kecepatan v, sebuah ggl muncul di konduktor:

a (B v) (3.47)

Seperti yang sudah Anda ketahui, gaya gerak listrik dalam rantai adalah hasil dari kekuatan eksternal. Ketika konduktor bergerak dalam medan magnet, peran kekuatan eksternal melakukan gaya Lorentz(yang bekerja dari sisi medan magnet pada muatan listrik yang bergerak). Di bawah aksi gaya ini, pemisahan muatan terjadi dan perbedaan potensial muncul di ujung konduktor. emf induksi dalam suatu penghantar adalah usaha memindahkan muatan satuan sepanjang penghantar.

Arah arus induksi dapat didefinisikan menurut aturan tangan kanan:Vektor B memasuki telapak tangan, ibu jari yang diculik bertepatan dengan arah kecepatan konduktor, dan 4 jari menunjukkan arah arus induksi.

Jadi, medan magnet bolak-balik menyebabkan munculnya medan listrik induksi. Dia tidak berpotensi(berlawanan dengan elektrostatik), karena Pekerjaan dengan perpindahan satu muatan positif sama dengan ggl. induksi, bukan nol.

Bidang seperti itu disebut pusaran. Garis-garis kekuatan pusaran Medan listrik - terkunci pada diri mereka sendiri berbeda dengan garis kuat medan elektrostatik.

emf induksi terjadi tidak hanya pada konduktor tetangga, tetapi juga pada konduktor itu sendiri ketika medan magnet dari arus yang mengalir melalui konduktor berubah. terjadinya ggl. dalam konduktor apa pun, ketika kekuatan arus berubah di dalamnya (karenanya, fluks magnet dalam konduktor) disebut induksi sendiri, dan arus yang diinduksi dalam konduktor ini adalah arus induksi sendiri.

Arus dalam rangkaian tertutup menciptakan medan magnet di ruang sekitarnya, yang intensitasnya sebanding dengan kekuatan arus I. Oleh karena itu, fluks magnet yang menembus rangkaian sebanding dengan kekuatan arus dalam rangkaian.

=L×I, (3,48).

L adalah koefisien proporsionalitas, yang disebut koefisien induksi diri, atau, secara sederhana, induktansi. Induktansi tergantung pada ukuran dan bentuk sirkuit, serta pada permeabilitas magnetik dari media yang mengelilingi sirkuit.

Dalam pengertian ini, induktansi rangkaian - analog kapasitansi listrik dari konduktor soliter, yang juga hanya bergantung pada bentuk konduktor, dimensinya, dan permitivitas medium.

Satuan induktansi adalah henry (H): 1H - induktansi dari rangkaian seperti itu, fluks magnet induksi sendiri yang pada arus 1A adalah 1Wb (1Hn \u003d 1Wb / A \u003d 1V s / A).

Jika L = konstanta, maka ggl. induksi diri dapat direpresentasikan dalam bentuk berikut:

, atau , (3.49)

di mana DI (dI) adalah perubahan arus dalam rangkaian yang mengandung induktor (atau rangkaian) L, selama waktu Dt (dt). Tanda "-" dalam ungkapan ini berarti bahwa ggl. induksi sendiri mencegah perubahan arus (yaitu, jika arus dalam rangkaian tertutup berkurang, maka ggl induksi sendiri mengarah ke arus dalam arah yang sama dan sebaliknya).

Salah satu manifestasi induksi elektromagnetik adalah terjadinya arus induksi tertutup dalam media konduktif kontinu: benda logam, larutan elektrolit, organ biologis, dll. Arus seperti ini disebut arus eddy atau arus Foucault. Arus ini muncul ketika benda konduktor bergerak dalam medan magnet dan/atau ketika induksi medan di mana benda ditempatkan berubah seiring waktu. Kekuatan arus Foucault tergantung pada hambatan listrik benda, serta pada laju perubahan medan magnet.

Arus Foucault juga mematuhi aturan Lenz : medan magnetnya diarahkan untuk melawan perubahan fluks magnet yang menginduksi arus eddy.

Oleh karena itu, konduktor masif diperlambat dalam medan magnet. Dalam mesin listrik, untuk meminimalkan efek arus Foucault, inti transformator dan sirkuit magnetik mesin listrik dirakit dari pelat tipis yang diisolasi satu sama lain dengan pernis atau skala khusus.

Arus eddy menyebabkan pemanasan konduktor yang kuat. Panas joule yang dihasilkan oleh arus Foucault, digunakan dalam tungku metalurgi induksi untuk melelehkan logam, menurut hukum Joule-Lenz.