Magnit induktsiyani kundalik hayotda qanday qo'llash mumkin? Elektromagnit tok induksiyasi hodisasi: mohiyatini kim kashf etgan

paydo bo'lishini o'rganish elektr toki olimlarni doimo tashvishga solib kelgan. Kirgandan keyin XIX boshi asrda daniyalik olim Oersted elektr toki atrofida magnit maydon paydo bo'lishini aniqladi, olimlar magnit maydon elektr tokini hosil qila oladimi yoki aksincha, degan savol tug'ildi.Birinchi muvaffaqiyatga erishgan olim olim Maykl Faraday bo'ldi.

Faraday tajribalari

Ko'plab tajribalardan so'ng Faraday ba'zi natijalarga erisha oldi.

1. Elektr tokining paydo bo'lishi

Tajriba o'tkazish uchun u lasan oldi katta miqdor aylantiradi va uni milliampermetrga (oqimni o'lchaydigan qurilma) ulaydi. Yuqoriga va pastga yo'nalishda olim magnitni bobin atrofida harakatlantirdi.

Tajriba davomida g'altakning atrofidagi magnit maydonning o'zgarishi tufayli haqiqatda elektr toki paydo bo'ldi.

Faradayning kuzatishlariga ko'ra, milliampermetr ignasi og'di va magnitning harakati elektr tokini hosil qilishini ko'rsatdi. Magnit to'xtaganda, o'q nol belgilarni ko'rsatdi, ya'ni. zanjirda oqim aylanmaydi.

guruch. 1 Rad etish harakati tufayli bobindagi oqim kuchining o'zgarishi

O'tkazgichdagi o'zgaruvchan magnit maydon ta'sirida tok paydo bo'ladigan bu hodisa hodisa deb nomlangan. elektromagnit induksiya.

2.Induksion oqim yo'nalishini o'zgartirish

Maykl Faraday o'zining keyingi tadqiqotlarida, hosil bo'lgan induktiv elektr tokining yo'nalishiga nima ta'sir qilishini aniqlashga harakat qildi. Tajribalarni o'tkazayotib, u g'altakdagi bobinlar sonini yoki magnitlarning qutblarini o'zgartirish orqali yopiq tarmoqda paydo bo'ladigan elektr tokining yo'nalishi o'zgarishini payqadi.

3. Elektromagnit induksiya hodisasi

Tajribani o'tkazish uchun olim ikkita bo'lak oldi va ularni bir-biriga yaqin joylashtirdi. Ko'p sonli burilishlarga ega bo'lgan birinchi lasan oqim manbaiga va kontaktlarning zanglashiga olib ochilgan kalitiga ulangan. U ikkinchi xuddi shu lasanni tok manbaiga ulanmagan holda milliampermetrga ulagan.

Tajriba o'tkazayotganda Faraday elektr zanjiri yopilganda induksiyalangan tok paydo bo'lishini payqab qoldi, buni milliampermetrning o'qi harakatidan ko'rish mumkin. Zanjir ochilganda, milliampermetr ham zanjirda elektr toki borligini ko'rsatdi, lekin ko'rsatkichlar mutlaqo teskari edi. O'chirish yopilganda va oqim teng ravishda aylanganda, milliampermetrning ma'lumotlariga ko'ra elektr zanjirida oqim yo'q edi.

https://youtu.be/iVYEeX5mTJ8

Tajribalardan xulosa

Faraday kashfiyoti natijasida quyidagi gipoteza isbotlandi: elektr toki faqat magnit maydon o'zgarganda paydo bo'ladi. Shuningdek, g'altakning burilish sonini o'zgartirish oqimning qiymatini o'zgartirishi (bo'laklarning ko'payishi oqimni oshiradi) isbotlangan. Bundan tashqari, induktsiyalangan elektr toki yopiq kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin, faqat o'zgaruvchan magnit maydon mavjud bo'lganda.

Induktiv elektr tokini nima aniqlaydi?

Yuqorida aytilganlarning barchasiga asoslanib, shuni ta'kidlash mumkinki, magnit maydon mavjud bo'lsa ham, agar bu maydon o'zgaruvchan bo'lmasa, u elektr tokiga olib kelmaydi.

Xo'sh, induksiya maydonining kattaligi nimaga bog'liq?

1. Bobindagi burilishlar soni;
2. Magnit maydonning o'zgarish tezligi;
3. Magnitning tezligi.

Magnit oqim magnit maydonni tavsiflovchi kattalikdir. o'zgaruvchan magnit oqimi induktsiyalangan elektr tokining o'zgarishiga olib keladi.

2-rasm Ko'chirishda tok kuchining o'zgarishi a) solenoid joylashgan lasan; b) lasan ichiga solib, doimiy magnit

Faraday qonuni

Tajribalar asosida Maykl Faraday elektromagnit induksiya qonunini ishlab chiqdi. Qonun shundaki, magnit maydon o'zgarganda, u elektr tokining paydo bo'lishiga olib keladi, oqim esa elektromagnit induksiyaning elektromotor kuchi (EMF) mavjudligini ko'rsatadi.

Tezlik magnit oqim o'zgartirish oqim va EMF tezligini o'zgartirishga olib keladi.

Faraday qonuni: Elektromagnit induktsiyaning EMF soni kontur bilan chegaralangan sirtdan o'tadigan magnit oqimning o'zgarish tezligiga teng va qarama-qarshidir.

Loop induktivligi. O'z-o'zini induktsiya qilish.

Yopiq zanjirda oqim o'tganda magnit maydon hosil bo'ladi. Bunday holda, oqim kuchi magnit oqimga ta'sir qiladi va EMFni keltirib chiqaradi.

O'z-o'zidan induktsiya - kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kuchi o'zgarganda indüksiyon emf sodir bo'ladigan hodisa.

O'z-o'zidan induktsiya sxema shaklining xususiyatlariga, uning o'lchamlariga va uni o'z ichiga olgan muhitga qarab o'zgaradi.

Elektr tokining ortishi bilan pastadirning o'z-o'zidan induktiv oqimi uni sekinlashtirishi mumkin. U pasayganda, o'z-o'zidan indüksiyon oqimi, aksincha, uning tez kamayishiga yo'l qo'ymaydi. Shunday qilib, sxema o'zining elektr inertsiyasiga ega bo'la boshlaydi, oqimning har qanday o'zgarishini sekinlashtiradi.

Induktsiyalangan emfni qo'llash

Elektromagnit induktsiya hodisasi elektr toki bilan ishlaydigan generatorlar, transformatorlar va motorlarda amaliy qo'llanilishiga ega.

Bunday holda, ushbu maqsadlar uchun oqim quyidagi yo'llar bilan olinadi:

1. Bobindagi oqimning o'zgarishi;
2. Magnit maydonning doimiy magnitlar va elektromagnitlar orqali harakati;
3. Doimiy magnit maydonda bobinlar yoki bobinlarning aylanishi.

Maykl Faraday tomonidan elektromagnit induktsiyaning kashfiyoti fanga va kundalik hayotimizga katta hissa qo'shdi. Ushbu kashfiyot elektromagnit maydonlarni o'rganish sohasidagi keyingi kashfiyotlar uchun turtki bo'ldi va keng qo'llaniladi. zamonaviy hayot odamlarning.

Oersted va Amperning kashfiyotlaridan so'ng, elektr magnit kuchga ega ekanligi ma'lum bo'ldi. Endi ta'sirni tasdiqlash kerak edi magnit hodisalari elektrga. Bu muammoni Faraday ajoyib tarzda hal qildi.

1821 yilda M. Faraday o'z kundaligiga "Magnitizmni elektrga aylantiring" degan yozuvni kiritdi. 10 yildan keyin bu muammoni u hal qildi.

Shunday qilib, Maykl Faraday (1791-1867) - ingliz fizigi va kimyogari.

Miqdoriy elektrokimyo asoschilaridan biri. Birinchi marta (1823) olingan suyuqlik holati xlor, keyin vodorod sulfidi, karbonat angidrid, ammiak va azot dioksidi. Benzolni kashf etdi (1825), uning fizik va bir qismini o'rgandi Kimyoviy xossalari. Dielektrik o'tkazuvchanlik tushunchasini kiritdi. Faraday nomi elektr sig'im birligi sifatida elektr birliklari tizimiga kirdi.

Ushbu asarlarning aksariyati o'z-o'zidan muallif nomini abadiylashtirishi mumkin edi. Lekin eng muhimi ilmiy ishlar Faraday - uning elektromagnetizm va elektr induksiyasi sohasidagi tadqiqotlari. To‘g‘rirog‘i, fizikaning elektromagnetizm va induktiv elektr hodisalarini ko‘rib chiquvchi va hozirda texnika uchun juda katta ahamiyatga ega bo‘lgan muhim bo‘limi Faraday tomonidan yo‘qdan yaratilgan.

Faraday nihoyat o'zini elektr sohasidagi tadqiqotlarga bag'ishlaganida, bu aniqlandi oddiy sharoitlar elektrlashtirilgan tananing mavjudligi, uning ta'siri har bir boshqa tanada elektrni qo'zg'atishi uchun etarli.

Shu bilan birga, ma'lum bo'lishicha, oqim o'tadigan va ayni paytda elektrlashtirilgan jism bo'lgan sim yaqin atrofdagi boshqa simlarga hech qanday ta'sir ko'rsatmaydi. Ushbu istisnoga nima sabab bo'ldi? Bu Faradayni qiziqtirgan va uni hal qilishiga olib kelgan savol yirik kashfiyotlar induksion elektr energiyasi sohasida.

Faraday ikkita izolyatsiyalangan simni bir xil yog'och prokatga bir-biriga parallel ravishda o'rab oldi. U bir simning uchlarini o'n elementli batareyaga, ikkinchisining uchlarini esa sezgir galvanometrga ulagan. Birinchi sim orqali tok o'tkazilgach, Faraday butun diqqatini galvanometrga qaratdi va uning tebranishlaridan ikkinchi simda tok paydo bo'lishini sezishni kutdi. Biroq, bunday narsa yo'q edi: galvanometr xotirjam bo'lib qoldi. Faraday oqimni oshirishga qaror qildi va kontaktlarning zanglashiga olib 120 galvanik elementni kiritdi. Natija bir xil. Faraday bu tajribani o'nlab marta takrorladi, barchasi bir xil muvaffaqiyatga erishdi. Uning o'rnida bo'lgan har bir kishi simdan o'tadigan oqim qo'shni simga hech qanday ta'sir ko'rsatmasligiga ishonch hosil qilib, tajribalarni tark etgan bo'lardi. Ammo Faraday har doim o'z tajribalari va kuzatishlaridan ular berishi mumkin bo'lgan hamma narsani olishga harakat qildi va shuning uchun galvanometrga ulangan simga to'g'ridan-to'g'ri ta'sir qilmasdan, u yon ta'sirlarni qidira boshladi.

elektromagnit induksion elektr toki maydoni

U galvanometr oqimning butun o'tishi davomida butunlay tinch bo'lib, zanjirning eng yopilishida tebranishni boshlaganini darhol payqadi va u ochilganda, oqim birinchi bo'lib o'tgan paytda aniq bo'ldi. sim, shuningdek, bu uzatish to'xtatilganda, ikkinchi sim davomida ham oqim bilan qo'zg'aladi, bu birinchi holatda birinchi oqim bilan teskari yo'nalishga ega va ikkinchi holatda u bilan bir xil bo'ladi va faqat bir lahza davom etadi.

Bir zumda bo'lib, paydo bo'lgandan keyin bir zumda yo'q bo'lib ketadigan induktiv oqimlar, agar Faraday aqlli qurilma (kommutator) yordamida batareyadan keladigan birlamchi tokni doimiy ravishda to'xtatib turish va qayta o'tkazish yo'lini topmaganida amaliy ahamiyatga ega bo'lmaydi. birinchi sim, buning natijasida ikkinchi simda doimiy ravishda ko'proq va ko'proq induktiv oqimlar tomonidan qo'zg'atiladi va shu bilan doimiy bo'ladi. Shunday qilib, yangi manba topildi elektr energiyasi, ilgari ma'lum bo'lgan (ishqalanish va kimyoviy jarayonlar) bilan bir qatorda - induksiya va yangi tur bu energiyaning induksion elektridir.

ELEKTROMAGNETIK INDUKSIYA(lot. inductio — yoʻl-yoʻriq) — girdob hosil qilish hodisasi. elektr maydoni o'zgaruvchilar magnit maydon. Agar siz yopiq o'tkazgichni o'zgaruvchan magnit maydonga kiritsangiz, unda elektr toki paydo bo'ladi. Ushbu oqimning ko'rinishi oqim induksiyasi deb ataladi va oqimning o'zi induktiv deb ataladi.

Mavzu: Elektromagnit induksiyadan foydalanish

Dars maqsadlari:

Tarbiyaviy:

1. Elektromagnit maydon kontseptsiyasini moddaning shakli va uning haqiqiy mavjudligining isboti sifatida shakllantirish ustida ishlashni davom ettiring.
2. Sifatli va hisoblash masalalarini hal qilish ko'nikmalarini takomillashtirish.

Rivojlanayotgan: Talabalar bilan ishlashda davom eting...

1. zamonaviy jismoniy haqida g'oyalarni shakllantirish dunyo surati,
2. o'rganilayotgan material o'rtasidagi munosabatni ochib berish qobiliyati va hayot hodisalari,
3. talabalarning dunyoqarashini kengaytirish

Tarbiyaviy: Atrofdagi hayotda o'rganilgan naqshlarning namoyon bo'lishini ko'rishni o'rganing

Namoyishlar

1. Transformator
2. “Fizika 7-11-sinflar. Kutubxona ko'rgazmali qurollar»

1) "Elektr energiyasi ishlab chiqarish"
2) "Magnit lentadagi ma'lumotlarni yozib olish va o'qish"

3. Taqdimotlar

1) "Elektromagnit induksiya - sinovlar" (I va II qismlar)
2) "Transformator"

Darslar davomida

1. Yangilash:

Ko'rib chiqishdan oldin yangi material iltimos quyidagi savollarga javob bering:

2. Muammoni hal qilish kartalarda taqdimotga qarang (1-ilova) (javoblar: 1 B, 2 B, 3 C, 4 A, 5 C) - 5 min

3. Yangi material.

Elektromagnit induksiyadan foydalanish

1) o'tmishda o'quv yili informatika fanidan "Axborot tashuvchilar" mavzusini o'rganayotganda biz disklar, floppi disklar va boshqalar haqida gaplashdik. Ma’lum bo‘lishicha, magnit lenta yordamida axborotni yozib olish va o‘qish elektromagnit induksiya hodisasini qo‘llashga asoslangan.
Magnit lenta yordamida axborotni yozib olish va tinglash (“Fizika 7-11-sinflar. Ko‘rgazmali qurollar kutubxonasi”, “Magnit lentaga ma’lumotlarni yozib olish va o‘qish” CD-ROM diskining fragmentlari – 3 min) (2-ilova)

2) Qurilmani va TRANSFORMER kabi qurilmaning asosiy ishlashini ko'rib chiqing. (3-ilovaga qarang)
Transformatorning harakati elektromagnit induksiya hodisasiga asoslanadi.

TRANSFORMER - doimiy chastotada bir kuchlanishning o'zgaruvchan tokini boshqa kuchlanishning o'zgaruvchan tokiga aylantiruvchi qurilma.

3) Eng oddiy holatda, transformator yopiq po'lat yadrodan iborat bo'lib, uning ustiga simli o'rashlari bo'lgan ikkita sariq o'rnatiladi. O'zgaruvchan kuchlanish manbasiga ulangan o'rashlar birlamchi deb ataladi va "yuk" ulangan, ya'ni elektr energiyasini iste'mol qiladigan qurilmalar ikkilamchi deb ataladi.

a) kuchaytiruvchi transformator

b) pastga tushiruvchi transformator

Energiyani uzoq masofaga uzatishda - pastga tushadigan va kuchaytiruvchi transformatorlardan foydalanish.

4) Transformatorning ishi (tajriba).

Ikkilamchi lasandagi lampochkaning yoritilishi ( ushbu tajribani tushuntirish);
- ish printsipi payvandlash mashinasi (Pastga tushiruvchi transformatorning ikkilamchi lasanidagi burilishlar nima uchun qalinroq?);
- pechning ishlash printsipi ( Ikkala sariqdagi quvvat bir xil, ammo oqim?)

5) Amaliy foydalanish elektromagnit induksiya

Misollar texnik foydalanish elektromagnit induksiya: transformator, elektr toki generatori - elektr energiyasining asosiy manbai.
Elektromagnit induksiyaning kashf etilishi tufayli arzon elektr energiyasini ishlab chiqarish mumkin bo'ldi. Zamonaviy elektr stansiyalarining (shu jumladan yadroviy) ishlashining asosi induksion generator.
Generator o'zgaruvchan tok("Fizika 7-11-sinflar. Ko'rgazmali qurollar kutubxonasi", "Elektr energiyasi ishlab chiqarish" CD-ROMining CD-disk parchalari - 2 daqiqa) (4-ilova)

Induksion generator ikki qismdan iborat: harakatlanuvchi rotor va sobit stator. Ko'pincha stator magnit (doimiy yoki elektr) bo'lib, dastlabki magnit maydon hosil qiladi (u induktor deb ataladi). Rotor bir yoki bir nechta o'rashlardan iborat bo'lib, ularda o'zgaruvchan magnit maydon ta'sirida induksion oqim. (Bunday rotorning yana bir nomi - langar).

- metall buyumlarni aniqlash - maxsus detektorlar;
- magnit yostiqlarda mashq qilish(V. A. Kasyanov “Fizika – 11” darsligining 129-betiga qarang).
Fuko oqimlari (girdob oqimlari;)
– massiv o'tkazuvchi jismlarda paydo bo'ladigan yopiq induksion oqimlar.

Ular yo o'tkazuvchi jism joylashgan magnit maydonning o'zgarishi natijasida yoki bu jismga (yoki uning biron bir qismiga) kirib boradigan magnit oqimi o'zgarganda tananing bunday harakati natijasida paydo bo'ladi.
Har qanday boshqa oqimlar singari, girdab oqimlari o'tkazgichga termal ta'sir ko'rsatadi: bunday oqimlar paydo bo'lgan jismlar qiziydi.

Misol: metallarni eritish uchun elektr pechlar va mikroto'lqinli pechlarni o'rnatish.

4. Xulosa, baholash.

1) Elektromagnit induksiya, elektromagnit induktsiyaning amaliy qo'llanilishiga misollar keltiring.
2) Elektromagnit to'lqinlar moddaning eng keng tarqalgan turi, elektromagnit induksiya esa maxsus holat elektromagnit to'lqinlarning namoyon bo'lishi.

5. Kartalardagi muammolarni hal qilish, taqdimotga qarang(5-ilova) (javoblar - 1B, 2A, 3A, 4B).

6. Uy vazifasi: B.35,36 (Fizika darsligi, V.A.Kasyanov tahriri ostida 11-sinf)

“Induksiya” so‘zi rus tilida biror narsani qo‘zg‘atish, yo‘naltirish, yaratish jarayonlarini bildiradi. Elektrotexnikada bu atama ikki asrdan ko'proq vaqt davomida ishlatilgan.

1821 yil nashrlari bilan tanishgandan so'ng, daniyalik olim Oerstedning magnit ignaning elektr toki bo'lgan o'tkazgich yaqinidagi og'ishlari bo'yicha tajribalarini tasvirlab, Maykl Faraday o'z oldiga shunday vazifa qo'ydi: magnitlanishni elektrga aylantiradi.

10 yillik tadqiqotlardan so'ng u elektromagnit induksiyaning asosiy qonunini shakllantirdi va buni tushuntirdi har qanday yopiq kontaktlarning zanglashiga olib, ichida elektromotor kuch induktsiya qilinadi. Uning qiymati ko'rib chiqilayotgan kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan magnit oqimining o'zgarish tezligi bilan belgilanadi, lekin minus belgisi bilan olinadi.

Elektromagnit to'lqinlarning masofaga uzatilishi

Olimning miyasida paydo bo'lgan birinchi taxmin amaliy muvaffaqiyat bilan ta'minlanmagan.

U ikkita yopiq o'tkazgichni yonma-yon qo'ydi. Birining yonida men o'tadigan oqim ko'rsatkichi sifatida magnit igna o'rnatdim, boshqa simda esa o'sha paytdagi kuchli galvanik manbadan impulsni qo'lladim: voltli ustun.

Tadqiqotchi birinchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tok impulsi bilan undagi o‘zgaruvchan magnit maydon ikkinchi o‘tkazgichda tokni keltirib chiqaradi, bu esa magnit ignani burishtiradi, deb taxmin qildi. Ammo, natija salbiy edi - indikator ishlamadi. To'g'rirog'i, unga sezgirlik yetishmasdi.

Olimning miyasi elektromagnit to'lqinlarning uzoq masofalarga yaratilishini va uzatilishini oldindan ko'ra oldi, ular hozirda radioeshittirish, televizor, simsiz boshqaruv, Wi-Fi texnologiyalari va shunga o'xshash qurilmalar. U shunchaki nomukammal elementar asos tomonidan tushkunlikka tushdi o'lchash asboblari o'sha vaqt.

Energiya ishlab chiqarish

Muvaffaqiyatsiz tajribadan so'ng, Maykl Faraday tajriba shartlarini o'zgartirdi.

Tajriba uchun Faraday yopiq zanjirli ikkita rulondan foydalangan. Birinchi sxemada u manbadan elektr tokini etkazib berdi, ikkinchisida esa EMF ko'rinishini kuzatdi. 1-sonli o'rashning burilishlari orqali o'tadigan oqim g'altakning atrofida magnit oqim hosil qildi, 2-o'rashga kirib, unda elektromotor kuch hosil qildi.

Faraday tajribasi davomida:

• statsionar bobinlar bilan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan impuls kuchlanishini yoqdi;
• oqim qo'llanilganda, u yuqori qismini pastki bobinga AOK qildi;
• doimiy fiksatsiyalangan o'rash No 1 va unga kiritilgan o'rash No 2;
• bir-biriga nisbatan bobinlarning harakat tezligini o'zgartirish.

Bu barcha holatlarda u ikkinchi lasanda indüksiyon emfning namoyon bo'lishini kuzatdi. Va faqat o'tayotganda to'g'ridan-to'g'ri oqim 1-sonli o'rash va qattiq sariqlarda elektromotor kuch yo'q edi.

Olim buni aniqladi ikkinchi lasanda induktsiya qilingan EMF magnit oqimning o'zgarishi tezligiga bog'liq. Bu uning o'lchamiga proportsionaldir.

Xuddi shu naqsh yopiq halqa o'tganda to'liq namoyon bo'ladi EMF ta'sirida simda elektr toki hosil bo'ladi.

Ko'rib chiqilayotgan holatda magnit oqimi yopiq kontur tomonidan yaratilgan Sk sxemasida o'zgaradi.

Shu tarzda, Faraday tomonidan yaratilgan rivojlanish magnit maydonda aylanadigan o'tkazgich ramkani joylashtirish imkonini berdi.

Keyin u undan yaratilgan katta raqam burilishlar, aylanish podshipniklarida o'rnatiladi. O'rashning uchlarida sirpanish halqalari va ular bo'ylab siljiydigan cho'tkalar o'rnatilgan va korpusdagi simlar orqali yuk ulangan. Bu chiqdi zamonaviy generator o'zgaruvchan tok.

Tugadi oddiy dizayn o'rash statsionar korpusga o'rnatilganda yaratilgan va magnit tizim aylana boshlagan. Bunday holda, oqimlarni hisobdan chiqarish usuli hech qanday tarzda buzilmagan.

Elektr dvigatellarining ishlash printsipi

Maykl Faraday tomonidan asoslab berilgan elektromagnit induksiya qonuni yaratishga imkon berdi turli dizaynlar elektr motorlar. Ular generatorlar bilan o'xshash qurilmaga ega: aylanadigan elektromagnit maydonlar tufayli bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiluvchi harakatlanuvchi rotor va stator.

Elektr energiyasini o'zgartirish

Maykl Faraday qo'shni bobindagi magnit maydon o'zgarganda, induksiyalangan elektromotor kuch va induksiya oqimining yaqin o'rashda paydo bo'lishini aniqladi.

Yaqin atrofdagi o'rash ichidagi oqim o'tish davrini 1-o'rashda almashtirish orqali induktsiya qilinadi va generatorning 3-o'rashda ishlashi vaqtida doimo mavjud bo'ladi.

O'zaro induksiya deb ataladigan ushbu xususiyatga barcha zamonaviy transformator qurilmalarining ishlashi asoslanadi.

Magnit oqimning o'tishini yaxshilash uchun ular minimal magnit qarshilikka ega bo'lgan umumiy yadroga o'rnatilgan izolyatsiyalangan sariqlarga ega. dan yasalgan maxsus navlar po'lat va qoliplarni terish yupqa choyshablar magnit kontur deb ataladigan ma'lum bir shakldagi bo'limlar shaklida.

Transformatorlar o'zaro induksiya tufayli o'zgaruvchan elektromagnit maydonning energiyasini bir o'rashdan ikkinchisiga o'tkazadilar, shunda o'zgarish sodir bo'ladi, uning kirish va chiqish terminallarida kuchlanish qiymati o'zgaradi.

Sariqlardagi burilishlar sonining nisbati aniqlanadi transformatsiya nisbati, va simning qalinligi, yadro materialining dizayni va hajmi - uzatiladigan quvvat miqdori, ish oqimi.

Induktorlarning ishi

Elektromagnit induksiyaning namoyon bo'lishi g'altakda oqayotgan oqimning kattaligi o'zgarishi paytida kuzatiladi. Bu jarayon o'z-o'zini induktsiya deb ataladi.

Yuqoridagi diagrammada kalit yoqilganda, induktiv oqim kontaktlarning zanglashiga olib keladigan ish oqimidagi to'g'ri chiziqli o'sish xususiyatini, shuningdek, o'chirish vaqtida o'zgartiradi.

G'altakga o'ralgan o'tkazgichga doimiy kuchlanish emas, balki o'zgaruvchan kuchlanish qo'llanilganda, induktiv qarshilik bilan kamaytirilgan oqim qiymati u orqali oqadi. O'z-o'zidan induksiya energiyasi joriy kuchlanishga nisbatan oqim fazasini siljitadi.

Ushbu hodisa uskunaning muayyan ish sharoitida yuzaga keladigan yuqori oqimlarni kamaytirish uchun mo'ljallangan choklarda qo'llaniladi. Bunday qurilmalar, xususan, qo'llaniladi.

Dizayn xususiyati induktordagi magnit konturning - havo bo'shlig'ining shakllanishi tufayli magnit oqimga magnit qarshiligini yanada oshirish uchun yaratilgan plitalarning kesilishi.

Magnit zanjirning bo'linadigan va sozlanishi holatiga ega bo'lgan choklar ko'plab radiotexnikada qo'llaniladi va elektr qurilmalar. Ko'pincha ularni dizaynlarda topish mumkin payvandlash transformatorlari. Ular hajmini kamaytiradi elektr yoyi elektrod orqali optimal qiymatga o'tdi.

Induksion pechlar

Elektromagnit induksiya hodisasi nafaqat simlar va o'rashlarda, balki har qanday massiv metall buyumlar ichida ham o'zini namoyon qiladi. Ularda induktsiya qilingan oqimlar girdab oqimlari deb ataladi. Transformatorlar va choklarning ishlashi paytida ular magnit konturni va butun strukturani isitishga olib keladi.

Ushbu hodisaning oldini olish uchun yadrolar ingichkadan qilingan metall plitalar va induksiyalangan oqimlarning o'tishiga to'sqinlik qiladigan lak qatlami bilan bir-birlarini izolyatsiya qiling.

Isitish inshootlarida eddy oqimlari cheklanmaydi, lekin eng ko'p yaratadi qulay sharoitlar. da keng foydalaniladi sanoat ishlab chiqarish yuqori haroratni yaratish uchun.

Elektr o'lchash asboblari

Energetika sohasida induksion qurilmalarning katta sinfi ishlashda davom etmoqda. Quvvat o'rni dizayniga o'xshash aylanadigan alyuminiy diskli elektr hisoblagichlar, o'tkazgichning dam olish tizimlari o'lchash asboblari elektromagnit induksiya printsipi asosida ishlaydi.

Gaz magnit generatorlari

Agar yopiq ramka o'rniga o'tkazgich gaz, suyuqlik yoki plazma magnit maydonida harakatlansa, magnit maydon chiziqlari ta'sirida elektr zaryadlari qat'iy belgilangan yo'nalishlarda og'ib, elektr tokini hosil qiladi. O'rnatilgan elektrodning aloqa plitalaridagi magnit maydoni elektromotor kuchni keltirib chiqaradi. Uning ta'siri ostida MHD generatoriga ulangan pallada elektr toki hosil bo'ladi.

MHD generatorlarida elektromagnit induksiya qonuni shunday namoyon bo'ladi.

Rotor kabi murakkab aylanadigan qismlar yo'q. Bu dizaynni soddalashtiradi, haroratni sezilarli darajada oshirishga imkon beradi ish muhiti va shu bilan birga, energiya ishlab chiqarish samaradorligi. MHD generatorlari qisqa vaqt ichida muhim elektr oqimlarini ishlab chiqarishga qodir zaxira yoki favqulodda manbalar sifatida ishlaydi.

Shunday qilib, bir vaqtning o'zida Maykl Faraday tomonidan oqlangan elektromagnit induksiya qonuni bugungi kunda ham dolzarb bo'lib qolmoqda.

mavhum

"Fizika" fanidan

Mavzu: “Elektromagnit induksiya hodisasining ochilishi”.

Bajarildi:

Talabalar guruhi 13103/1

Sankt-Peterburg

2. Faraday tajribalari. 3

3. Elektromagnit induksiya hodisasining amaliy qo‘llanilishi. to'qqiz

4. Foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxati .. 12

Elektromagnit induksiya - u orqali o'tadigan magnit oqim o'zgarganda, yopiq zanjirda elektr tokining paydo bo'lishi hodisasi. Elektromagnit induktsiya 1831 yil 29 avgustda Maykl Faraday tomonidan kashf etilgan. Yopiq o'tkazgich zanjirida yuzaga keladigan elektromotor kuch magnit oqimining ushbu zanjir bilan chegaralangan sirt orqali o'zgarish tezligiga mutanosib ekanligini aniqladi. Elektromotor kuchning (EMF) kattaligi oqimning o'zgarishiga nima sabab bo'lganiga bog'liq emas - magnit maydonning o'zi yoki magnit maydondagi kontaktlarning zanglashiga olib (yoki uning bir qismining) harakati. Ushbu EMFdan kelib chiqqan elektr toki induksion oqim deb ataladi.

1820 yilda Xans Kristian Oersted kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan elektr toki magnit ignaning burilishiga olib kelishini ko'rsatdi. Agar elektr toki magnitlanish hosil qilsa, u holda elektr tokining ko'rinishi magnitlanish bilan bog'liq bo'lishi kerak. Bu g'oya ingliz olimi M. Faradayni o'ziga tortdi. "Magnitizmni elektrga aylantiring", deb yozgan edi u 1822 yilda o'z kundaligida.

Maykl Faraday

Maykl Faraday (1791-1867) Londonning eng kambag'al qismlaridan biri bo'lgan Londonda tug'ilgan. Uning otasi temirchi, onasi esa ijarachi dehqonning qizi edi. Faraday maktab yoshiga etganida, uni boshlang'ich maktabga yuborishdi. Bu erda Faraday tomonidan olib borilgan kurs juda tor va faqat o'qish, yozish va hisoblashni o'rgatish bilan cheklangan edi.

Faraday oilasi yashagan uydan bir necha qadam narida kitob do‘koni bor edi, u ham kitob muqovalash korxonasi edi. Kursni tamomlagan Faraday shu erga keldi Boshlang'ich maktab unga kasb tanlash haqida savol tug'ilganda. O'sha paytda Maykl atigi 13 yoshda edi. Faraday yoshligida, o'zini o'zi tarbiyalashni boshlaganida, u faqat faktlarga tayanishga va boshqalarning hisobotlarini o'z tajribalari bilan tekshirishga intilgan.

Bu intilishlar uning asosiy xususiyatlari sifatida butun umri davomida hukmronlik qildi ilmiy faoliyat Jismoniy va kimyoviy tajribalar Faraday buni bolaligida fizika va kimyo bilan birinchi tanishuvida boshlagan. Bir kuni Maykl buyuk ingliz fizigi Xamfri Deyvining ma'ruzalaridan birida qatnashdi. Faraday ma'ruzani batafsil qayd etdi, uni bog'ladi va Davyga yubordi. U shunday taassurot qoldirdiki, Faradayga u bilan kotib sifatida ishlashni taklif qildi. Ko'p o'tmay Davy Evropaga sayohatga chiqdi va Faradeyni o'zi bilan olib ketdi. Ikki yil davomida ular Yevropaning eng yirik universitetlariga tashrif buyurishdi.

1815 yilda Londonga qaytib, Faraday Londondagi Qirollik instituti laboratoriyalaridan birida assistent bo'lib ishlay boshladi. O'sha paytda u dunyodagi eng yaxshi fizika laboratoriyalaridan biri edi. 1816 yildan 1818 yilgacha Faraday kimyo bo'yicha bir qancha kichik eslatmalar va kichik xotiralarni nashr etdi. Faradayning fizika bo'yicha birinchi ishi 1818 yilga to'g'ri keladi.

Ulardan oldingilarning tajribalariga asoslangan va bir nechtasini birlashtirgan o'z tajribalari, 1821 yil sentyabrgacha Maykl "Elektromagnitizmning muvaffaqiyat tarixi" ni chop etdi. O'sha paytda u magnit ignaning oqim ta'sirida burilish hodisasining mohiyati to'g'risida mutlaqo to'g'ri tushunchani yaratgan.

Ushbu muvaffaqiyatga erishgan Faraday o'n yil davomida elektr energiyasi sohasidagi o'qishni tashlab, o'zini boshqa turdagi bir qator fanlarni o'rganishga bag'ishladi. 1823 yilda Faraday fizika sohasidagi eng muhim kashfiyotlardan birini amalga oshirdi - u birinchi marta gazni suyultirishga erishdi va shu bilan birga gazlarni suyuqlikka aylantirishning oddiy, ammo haqiqiy usulini yaratdi. 1824 yilda Faraday fizika sohasida bir qancha kashfiyotlar qildi. Boshqa narsalar qatorida, u yorug'lik shisha rangiga ta'sir qiladi va uni o'zgartiradi. IN Keyingi yil Faraday yana fizikadan kimyoga o'tadi va uning bu sohadagi ishining natijasi benzin va sulfat naftalin kislotasining kashfiyotidir.

1831 yilda Faraday "Xromotrop" deb nomlangan go'zal va qiziq optik snaryad uchun asos bo'lib xizmat qilgan "Optik illyuziyaning maxsus turi to'g'risida" risolasini nashr etdi. O'sha yili olimning yana bir risolasi "Tebranish plitalari haqida" nashr etildi. Ushbu asarlarning ko'pchiligi o'z-o'zidan muallif nomini abadiylashtirishi mumkin edi. Ammo Faradayning ilmiy ishlaridan eng muhimi uning elektromagnetizm va elektr induksiyasi sohasidagi tadqiqotlaridir.

Faraday tajribalari

Tabiat kuchlarining ajralmas aloqasi va oʻzaro taʼsiri haqidagi gʻoyalar bilan ovora boʻlgan Faraday xuddi Amper elektr toki bilan magnit yarata olganidek, magnitlar yordamida ham elektr tokini yaratish mumkinligini isbotlashga harakat qildi.

Uning mantig'i oddiy edi: mexanik ish osongina issiqlikka aylanadi; Aksincha, issiqlikni aylantirish mumkin mexanik ish(aytaylik bug' dvigateli). Umuman olganda, tabiat kuchlari orasida quyidagi munosabatlar ko'pincha sodir bo'ladi: agar A B ni tug'sa, B dan A ni tug'adi.

Agar Amper elektr toki yordamida magnitlar olingan bo'lsa, unda, aftidan, "oddiy magnitlanishdan elektr energiyasini olish" mumkin. Arago va Amper Parijda, Kolladonda Jenevada xuddi shunday vazifani qo'ydi.

To‘g‘rirog‘i, fizikaning elektromagnetizm va induktiv elektr hodisalarini ko‘rib chiquvchi va hozirda texnika uchun juda katta ahamiyatga ega bo‘lgan muhim bo‘limi Faraday tomonidan yo‘qdan yaratilgan. Faraday nihoyat o'zini elektr energiyasi sohasidagi tadqiqotlarga bag'ishlaganida, oddiy sharoitlarda elektrlashtirilgan jismning mavjudligi uning boshqa har qanday jismda elektr energiyasini qo'zg'atishga ta'siri uchun etarli ekanligi aniqlandi. Shu bilan birga, ma'lum bo'lishicha, oqim o'tadigan va ayni paytda elektrlashtirilgan jism bo'lgan sim yaqin atrofdagi boshqa simlarga hech qanday ta'sir ko'rsatmaydi.

Ushbu istisnoga nima sabab bo'ldi? Bu Faradayni qiziqtirgan va uning yechimi uni induksion elektr sohasidagi eng muhim kashfiyotlarga olib kelgan savol. Faraday ko'plab tajribalar o'tkazadi, pedantik yozuvlarni saqlaydi. U o'zining laboratoriya qaydlarida ("Faraday kundaligi" nomi bilan 1931 yilda Londonda to'liq nashr etilgan) har bir kichik tadqiqotga bir paragraf bag'ishlaydi. Hech bo'lmaganda "Kundalik" ning oxirgi bandida 16041 raqami bilan belgilangani Faradayning samaradorligidan dalolat beradi.

Hodisalarning universal bog'lanishiga intuitiv ishonch bilan bir qatorda, "magnetizmdan elektr energiyasi" ni izlashda hech narsa uni qo'llab-quvvatlamadi. Bundan tashqari, u o'z ustozi Devi singari, aqliy konstruktsiyalardan ko'ra ko'proq o'z tajribalariga tayangan. Davy unga o'rgatdi:

“Yaxshi tajriba Nyuton kabi dahoning o‘ychanligidan ko‘ra qimmatroqdir.

Shunga qaramay, Faraday buyuk kashfiyotlar uchun mo'ljallangan edi. Buyuk realist, u bir vaqtlar Devi tomonidan yuklangan empirizm zanjirlarini o'z-o'zidan yirtib tashladi va o'sha daqiqalarda unga buyuk tushuncha paydo bo'ldi - u eng chuqur umumlashtirish qobiliyatiga ega bo'ldi.

Omadning birinchi porlashi faqat 1831 yil 29 avgustda paydo bo'ldi. Shu kuni Faraday laboratoriyada oddiy qurilmani sinovdan o'tkazdi: diametri taxminan olti dyuym bo'lgan temir halqa, ikki bo'lak izolyatsiyalangan simga o'ralgan. Faraday batareyani bitta o'rashning terminallariga ulaganida, uning yordamchisi, artilleriya serjanti Andersen boshqa o'rashning burilishiga ulangan galvanometrning ignasini ko'rdi.

To'g'ridan-to'g'ri oqim birinchi o'rash orqali o'tishda davom etgan bo'lsa-da, u qimirlab, tinchlandi. Faraday ushbu oddiy o'rnatishning barcha tafsilotlarini diqqat bilan ko'rib chiqdi - hamma narsa tartibda edi.

Ammo galvanometr ignasi o'jarlik bilan nolda turdi. G'azabdan Faraday oqimni o'chirishga qaror qildi va keyin mo''jiza ro'y berdi - kontaktlarning zanglashiga olib kirish paytida galvanometr ignasi qayta-qayta tebrandi va yana nol darajada muzlab qoldi!

Tokning butun o'tishi davomida mukammal harakatsiz qolgan galvanometr, kontaktlarning zanglashiga olib yopilganda va ochilganda tebranishni boshlaydi. Ma'lum bo'lishicha, birinchi simga oqim o'tkazilganda, shuningdek, bu uzatish to'xtatilganda, ikkinchi simda ham oqim qo'zg'aladi, bu birinchi holatda birinchi tok bilan teskari yo'nalishga ega va ikkinchi holatda ham xuddi shunday va faqat bir lahza davom etadi.

Aynan shu erda Amperning buyuk g'oyalari, elektr toki va magnitlanish o'rtasidagi bog'liqlik Faraday uchun to'liq ravshanlik bilan ochib berilgan. Axir, u oqim qo'ygan birinchi o'rash darhol magnitga aylandi. Agar uni magnit deb hisoblasak, 29 avgust kuni o‘tkazilgan tajriba shuni ko‘rsatdiki, magnitlanish elektr tokini paydo qilgandek tuyulgan. Bu holatda faqat ikkita narsa g'alati bo'lib qoldi: nega elektromagnit yoqilganda elektr tokining ko'tarilishi tezda yo'qoldi? Va bundan tashqari, magnit o'chirilganida nima uchun kuchlanish paydo bo'ladi?

Ertasi kuni, 30 avgust, - Yangi epizod tajribalar. Ta'sir aniq ifodalangan, ammo shunga qaramay, mutlaqo tushunarsiz.

Faraday, ochilish yaqin joyda ekanligini his qiladi.

"Men yana elektromagnetizm bilan shug'ullanaman va men muvaffaqiyatli narsaga hujum qildim deb o'ylayman, ammo buni hali tasdiqlay olmayman. Ehtimol, barcha mehnatlarimdan keyin baliq o'rniga dengiz o'tlarini tortib olaman.

Ertasi kuni, 24 sentyabr kuni ertalab Faraday juda ko'p tayyorgarlik ko'rdi turli qurilmalar, unda asosiy elementlar endi elektr toki bilan o'rash emas, balki doimiy magnitlar edi. Va ta'siri ham bor edi! O'q og'di va darhol joyiga tushdi. Bu engil harakat magnit bilan eng kutilmagan manipulyatsiyalar paytida sodir bo'lgan, ba'zida tasodifan tuyulardi.

Keyingi tajriba 1 oktyabr. Faraday eng boshida - ikkita o'rashga qaytishga qaror qildi: biri oqim bilan, ikkinchisi galvanometrga ulangan. Birinchi tajribadan farqi po'lat halqa - yadroning yo'qligi. Splash deyarli sezilmaydi. Natija ahamiyatsiz. Yadrosiz magnit yadroli magnitdan ancha zaif ekanligi aniq. Shuning uchun ta'sir kamroq aniqlanadi.

Faraday xafa bo'ldi. Ikki hafta davomida u muvaffaqiyatsizlik sabablarini o'ylab, asboblarga yaqinlashmaydi.

"Men silindrsimon magnit novda (diametri 3/4" va uzunligi 8 1/4") oldim va uning bir uchini spiralga kiritdim. mis sim(uzunligi 220 fut) galvanometrga ulangan. Keyin, tez harakat bilan, men magnitni spiralning butun uzunligiga surib qo'ydim va galvanometrning ignasi zarbani boshdan kechirdi. Keyin men xuddi shunday tezlikda magnitni spiraldan tortib oldim va igna yana tebrandi, lekin teskari yo'nalishda. Ignaning bu tebranishlari magnit har safar ichkariga yoki tashqariga surilganda takrorlanardi”.

Buning siri magnitning harakatida! Elektr impulsi magnitning pozitsiyasi bilan emas, balki harakat bilan belgilanadi!

Bu shuni anglatadiki, "elektr to'lqini faqat magnit harakat qilganda paydo bo'ladi, bu unga dam olishda xos bo'lgan xususiyatlar tufayli emas".

Guruch. 2. Faradayning g‘altak bilan o‘tkazgan tajribasi

Bu fikr juda samarali. Agar magnitning o'tkazgichga nisbatan harakati elektr tokini hosil qilsa, u holda, aftidan, o'tkazgichning magnitga nisbatan harakati ham elektr energiyasini ishlab chiqishi kerak! Bundan tashqari, o'tkazgich va magnitning o'zaro harakati davom etar ekan, bu "elektr to'lqini" yo'qolmaydi. Bu shuni anglatadiki, sim va magnitning o'zaro harakati davom etar ekan, o'zboshimchalik bilan uzoq vaqt ishlaydigan elektr toki generatorini yaratish mumkin!

28 oktyabrda Faraday ot magnitining qutblari orasiga aylanadigan mis diskni o'rnatdi, undan elektr kuchlanishini toymasin kontaktlar (biri o'qda, ikkinchisi diskning chetida) yordamida olib tashlash mumkin edi. Bu inson qo'li bilan yaratilgan birinchi elektr generatori edi. Shunday qilib, ilgari ma'lum bo'lgan (ishqalanish va kimyoviy jarayonlar) bilan bir qatorda elektr energiyasining yangi manbai - induksiya va bu energiyaning yangi turi - induksion elektr topildi.

Faraday tajribalariga o'xshash tajribalar, yuqorida aytib o'tilganidek, Frantsiya va Shveytsariyada o'tkazilgan. Kolladon, Jeneva akademiyasining professori, murakkab tajribachi edi (masalan, Jeneva ko'lida ishlab chiqarilgan. aniq o'lchovlar suvdagi tovush tezligi). Ehtimol, asboblarning silkinishidan qo'rqib, u Faraday singari, galvanometrni o'rnatishning qolgan qismidan iloji boricha uzoqroqqa olib tashladi. Ko'pchilik Colladon o'qning Faraday kabi tez harakatlarini kuzatganini ta'kidladi, ammo barqarorroq, uzoq davom etadigan ta'sirni kutgan holda, bu "tasodifiy" portlashlarga ahamiyat bermadi ...

Darhaqiqat, o'sha davr olimlarining ko'pchiligining fikriga ko'ra, "magnetizmdan elektr energiyasini yaratish" ning teskari ta'siri, aftidan, elektr toki tufayli "to'g'ridan-to'g'ri" ta'sir - "magnitni shakllantirish" bilan bir xil statsionar xususiyatga ega bo'lishi kerak. Ushbu ta'sirning kutilmagan "o'tkinchiligi" ko'pchilikni, shu jumladan Kolladonni hayratda qoldirdi va bu ko'pchilik o'zlarining noto'g'ri qarashlari uchun to'lashdi.

Faraday o'z tajribalarini davom ettirar ekan, yana galvanik tok o'tadigan yopiq egri chiziqqa o'ralgan simni boshqasiga oddiy yaqinlashtirish neytral simdagi galvanik oqimga qarama-qarshi yo'nalishda induktiv oqimni qo'zg'atish uchun etarli ekanligini aniqladi. neytral simni olib tashlash undagi induktiv tokni yana qo'zg'atadi.Tok allaqachon qo'zg'almas sim bo'ylab oqayotgan galvanik tok bilan bir xil yo'nalishda bo'ladi va nihoyat, bu induktiv oqimlar faqat simga yaqinlashish va olib tashlash paytida qo'zg'aladi. galvanik oqimning o'tkazgichiga sim va bu harakatsiz, simlar bir-biriga qanchalik yaqin bo'lishidan qat'i nazar, oqimlar qo'zg'almaydi.

Shunday qilib, galvanik tokning yopilishi va tugashi paytidagi yuqorida tavsiflangan induksiya hodisasiga o'xshash yangi hodisa kashf qilindi. Bu kashfiyotlar o'z navbatida yangilarini keltirib chiqardi. Agar galvanik tokni yopish va to'xtatish orqali induktiv tok hosil qilish mumkin bo'lsa, temirning magnitlanishi va magnitlanishidan ham xuddi shunday natijaga erishilmaydimi?

Oersted va Amperning ishi allaqachon magnitlanish va elektr o'rtasidagi munosabatni o'rnatgan edi. Ma'lumki, temir atrofiga izolyatsiyalangan sim o'ralganda va undan galvanik oqim o'tganda magnitga aylanadi va magnit xususiyatlari bu temirning oqimi to'xtashi bilanoq to'xtaydi.

Shunga asoslanib, Faraday bunday tajribani o'ylab topdi: temir halqa atrofida ikkita izolyatsiyalangan sim o'ralgan; bundan tashqari, bir sim halqaning yarmiga, ikkinchisi esa ikkinchisiga o'ralgan. Galvanik akkumulyatordan oqim bir sim orqali o'tkazildi, ikkinchisining uchlari galvanometrga ulandi. Shunday qilib, oqim yopilganda yoki to'xtaganda va natijada temir halqa magnitlangan yoki magnitlangan bo'lsa, galvanometr ignasi tez tebrandi va keyin tezda to'xtadi, ya'ni neytral simda bir xil lahzali induktiv oqimlar qo'zg'aldi - bu vaqt: allaqachon magnitlanish ta'siri ostida.

Guruch. 3. Faradayning temir uzuk bilan tajribasi

Shunday qilib, bu erda birinchi marta magnitlanish elektrga aylantirildi. Ushbu natijalarni olgan Faraday o'z tajribalarini diversifikatsiya qilishga qaror qildi. Temir uzuk o'rniga temir tasma ishlata boshladi. Galvanik oqim bilan temirdagi hayajonli magnitlanish o'rniga, u temirni doimiy po'lat magnitga tegizish orqali magnitlashtirdi. Natija bir xil bo'ldi: dazmolga o'ralgan simda, temirning magnitlanishi va demagnetizatsiyasi paytida doimo oqim hayajonlangan. Keyin Faraday simli spiralga po'lat magnitni kiritdi - ikkinchisining yaqinlashishi va olib tashlanishi simda indüksiyon oqimlarini keltirib chiqardi. Bir so'z bilan aytganda, magnitlanish, induktiv oqimlarning qo'zg'alishi ma'nosida, xuddi galvanik oqim bilan bir xil tarzda harakat qildi.

O'sha paytda fiziklar 1824 yilda Arago tomonidan kashf etilgan bitta sirli hodisa bilan qattiq mashg'ul bo'lishdi va o'sha davrning taniqli olimlari Arago, Amper, Puasson, Babaj va Gerschel kabi izlanishlariga qaramay, izoh topa olishmadi. tushuntirish. Masala quyidagicha edi. Erkin osilgan magnit igna, agar uning ostiga magnit bo'lmagan metall doirasi keltirilsa, tezda joyiga tushadi; agar aylana keyin aylanish harakatiga qo'yilsa, magnit igna uni ta'qib qilishni boshlaydi.

Sokin holatda aylana va o'q o'rtasida zarracha tortishish yoki itarishni aniqlashning iloji yo'q edi, ayni paytda harakatda bo'lgan o'sha doira uning orqasidan nafaqat engil o'qni, balki og'ir magnitni ham tortdi. Bu chinakam mo''jizaviy hodisa o'sha davr olimlariga sirli jumboq, tabiatdan tashqari narsa bo'lib tuyuldi. Faraday o'zining yuqoridagi ma'lumotlariga asoslanib, magnit ta'siri ostida magnit bo'lmagan metall doirasi aylanish jarayonida magnit ignaga ta'sir qiluvchi va uni magnit orqasiga tortadigan induktiv oqimlar bilan aylanadi, deb taxmin qildi. Haqiqatan ham, aylana chetini katta taqa shaklidagi magnitning qutblari orasiga kiritib, aylananing markazi va chetini galvanometr bilan sim bilan tutashtirib, Faraday aylana aylanish jarayonida doimiy elektr tokini oldi.

Shundan so'ng, Faraday o'sha paytda umumiy qiziqish uyg'otgan yana bir hodisaga qaror qildi. Ma'lumki, agar temir parchalari magnitga sepilsa, ular magnit egri deb ataladigan ma'lum chiziqlar bo'ylab guruhlanadi. Faraday ushbu hodisaga e'tibor qaratib, 1831 yilda magnit egri chiziqlarga "magnit kuch chiziqlari" nomini berdi, keyinchalik u umumiy foydalanishga kirdi. Ushbu "chiziqlar" ni o'rganish Faradayni yangi kashfiyotga olib keldi, ma'lum bo'ldiki, induktiv oqimlarni qo'zg'atish uchun manbani magnit qutbdan yaqinlashtirish va olib tashlash kerak emas. Oqimlarni qo'zg'atish uchun magnit kuch chiziqlarini ma'lum tarzda kesib o'tish kifoya.

Guruch. 4. “Magnit kuch chiziqlari”

Keyingi ish Faraday yuqorida aytib o'tilgan yo'nalishda, zamonaviy nuqtai nazardan, butunlay mo''jizaviy xususiyatga ega bo'ldi. 1832 yil boshida u magnit yoki galvanik tokning yordamisiz induktiv oqimlar qo'zg'atiladigan apparatni namoyish etdi. Qurilma simli rulonga joylashtirilgan temir chiziqdan iborat edi. Ushbu qurilma, oddiy sharoitlarda, undagi oqimlarning paydo bo'lishining eng kichik belgisini bermadi; lekin unga magnit igna yo'nalishiga mos keladigan yo'nalish berilishi bilanoq, simda tok qo'zg'aldi.

Keyin Faraday magnit igna o'rnini bitta bobinga berdi va keyin unga temir tasma kiritdi: oqim yana hayajonlandi. Bunday hollarda oqimning paydo bo'lishiga sabab oddiy magnit yoki galvanik oqim kabi induktiv oqimlarni keltirib chiqaradigan yer magnitlanishi edi. Buni aniqroq ko'rsatish va isbotlash uchun Faraday o'z fikrlarini to'liq tasdiqlaydigan yana bir tajriba o'tkazdi.

Uning fikricha, agar magnit bo'lmagan metall, masalan, mis, qo'shni magnitning magnit kuchlari chiziqlarini kesib o'tadigan holatda aylansa, induktiv oqim hosil qilsa, u holda xuddi shu doira yo'q bo'lganda aylanadi. magnit, lekin aylana yer magnitlanishining chiziqlarini kesib o'tadigan holatda ham induktiv oqim berishi kerak. Va haqiqatan ham, gorizontal tekislikda aylanadigan mis doira induktiv oqim berdi, bu galvanometr ignasining sezilarli og'ishini keltirib chiqardi. Faraday 1835 yilda "Tokning o'ziga induktiv ta'siri" kashfiyoti bilan elektr induksiyasi sohasidagi bir qator tadqiqotlarni yakunladi.

U galvanik oqim yopilganda yoki ochilganda simning o'zida lahzali induktiv oqimlar qo'zg'alishini aniqladi, bu oqim uchun o'tkazgich bo'lib xizmat qiladi.

Rus fizigi Emil Xristoforovich Lenz (1804-1861) induksiyalangan oqimning yo'nalishini aniqlash qoidasini berdi. “Induksion tok har doim shunday yo‘naltiriladiki, u yaratgan magnit maydon induksiyani keltirib chiqaradigan harakatga to‘sqinlik qiladi yoki sekinlashtiradi”, deb ta’kidlaydi A.A. Korobko-Stefanov elektromagnit induksiya haqidagi maqolasida. - Masalan, lasan magnitga yaqinlashganda, hosil bo'lgan induktiv oqim shunday yo'nalishga ega bo'ladiki, u tomonidan yaratilgan magnit maydon magnitning magnit maydoniga qarama-qarshi bo'ladi. Natijada, bobin va magnit o'rtasida itaruvchi kuchlar paydo bo'ladi. Lenz qoidasi energiyaning saqlanish va aylanish qonunidan kelib chiqadi. Agar induksion oqimlar ularni keltirib chiqaradigan harakatni tezlashtirsa, u holda ish yo'qdan yaratilgan bo'lar edi. Bobinning o'zi, kichik bir surishdan so'ng, magnit tomon shoshilardi va shu bilan birga indüksiyon oqimi undagi issiqlikni chiqaradi. Aslida, induksion oqim magnit va lasanni bir-biriga yaqinlashtirish ishi tufayli hosil bo'ladi.

Guruch. 5. Lents qoidasi

Nima uchun induksiyalangan oqim mavjud? Elektromagnit induksiya hodisasini chuqur tushuntirish elektromagnit maydonning to'liq matematik nazariyasini yaratuvchisi ingliz fizigi Jeyms Klerk Maksvell tomonidan berilgan. Masalaning mohiyatini yaxshiroq tushunish uchun juda oddiy tajribani ko'rib chiqing. Bobin bir burilish simidan iborat bo'lsin va burilish tekisligiga perpendikulyar o'zgaruvchan magnit maydon tomonidan teshilgan bo'lsin. Bobinda, albatta, indüksiyon oqimi mavjud. Maksvell bu tajribani favqulodda jasorat va kutilmaganlik bilan izohladi.

Kosmosda magnit maydon o'zgarganda, Maksvellning fikriga ko'ra, simli bobinning mavjudligi hech qanday ahamiyatga ega bo'lmagan jarayon paydo bo'ladi. Bu erda asosiy narsa o'zgaruvchan magnit maydonni qoplaydigan elektr maydonining yopiq halqa chiziqlari paydo bo'lishi. Rivojlanayotgan elektr maydonining ta'siri ostida elektronlar harakatlana boshlaydi va g'altakda elektr toki paydo bo'ladi. Bobin shunchaki aniqlash imkonini beruvchi qurilma elektr maydoni. Elektromagnit induktsiya hodisasining mohiyati shundan iboratki, o'zgaruvchan magnit maydon doimo atrofdagi kosmosda yopiq elektr maydonini hosil qiladi. kuch chiziqlari. Bunday maydon vorteks maydoni deb ataladi.

Er magnitlanishi natijasida hosil bo'lgan induksiya sohasidagi tadqiqotlar Faradayga 1832 yilda telegraf g'oyasini ifodalash imkoniyatini berdi, bu esa keyinchalik ushbu ixtironing asosini tashkil etdi. Umuman olganda, elektromagnit induksiyaning kashfiyoti bejiz emas ajoyib kashfiyotlar XIX asr - butun dunyo bo'ylab millionlab elektr motorlari va elektr toki generatorlarining ishi ushbu hodisaga asoslanadi ...

Elektromagnit induksiya hodisasining amaliy qo'llanilishi

1. Radioeshittirish

O'zgaruvchan tok bilan qo'zg'atilgan o'zgaruvchan magnit maydon atrofdagi fazoda elektr maydonini hosil qiladi, bu esa o'z navbatida magnit maydonni qo'zg'atadi va hokazo. O'zaro bir-birini hosil qiladigan bu maydonlar bitta o'zgaruvchan elektromagnit maydonni hosil qiladi - elektromagnit to'lqin. Oqimli sim mavjud bo'lgan joyda paydo bo'lgan elektromagnit maydon kosmosda yorug'lik tezligida -300 000 km / s tezlikda tarqaladi.

Guruch. 6. Radio

2. Magnetoterapiya

Chastota spektrida turli joylar radio to'lqinlar, yorug'lik bilan ishg'ol qilingan, rentgen nurlari va boshqalar elektromagnit nurlanish. Ular odatda uzluksiz bir-biriga bog'langan elektr va magnit maydonlari bilan tavsiflanadi.

3. Sinxrofazotronlar

Hozirgi vaqtda magnit maydon deb zaryadlangan zarrachalardan tashkil topgan materiyaning maxsus shakli tushuniladi. Zamonaviy fizikada zaryadlangan zarrachalar nurlari ularni o'rganish uchun atomlarga chuqur kirib borish uchun ishlatiladi. Harakatlanuvchi zaryadlangan zarrachaga magnit maydon ta'sir qiladigan kuch Lorents kuchi deb ataladi.

4. Oqim o'lchagichlar

Usul Faraday qonunini magnit maydondagi o'tkazgich uchun qo'llashga asoslangan: magnit maydonda harakatlanadigan elektr o'tkazuvchan suyuqlik oqimida oqim tezligiga mutanosib ravishda EMF induktsiya qilinadi, bu elektron qism tomonidan aylanadi. elektr analog / raqamli signal.

5. DC generatori

Jeneratör rejimida mashinaning armaturasi tashqi moment ta'sirida aylanadi. Statorning qutblari o'rtasida armaturaga o'tadigan doimiy magnit oqim mavjud. Armatura o'rash o'tkazgichlari magnit maydonda harakat qiladi va shuning uchun ularda EMF induktsiya qilinadi, ularning yo'nalishi qoida bilan aniqlanishi mumkin " o'ng qo'l". Bunday holda, ikkinchisiga nisbatan bir cho'tkada ijobiy potentsial paydo bo'ladi. Agar yuk generator terminallariga ulangan bo'lsa, unda oqim o'tadi.

6. Transformatorlar

Transformatorlar elektr energiyasini uzoq masofalarga uzatishda, uni qabul qiluvchilar o'rtasida taqsimlashda, shuningdek, turli xil to'g'rilash, kuchaytiruvchi, signalizatsiya va boshqa qurilmalarda keng qo'llaniladi.

Transformatorda energiyaning o'zgarishi o'zgaruvchan magnit maydon tomonidan amalga oshiriladi. Transformator bir-biridan izolyatsiya qilingan yupqa po'lat plitalarning yadrosi bo'lib, uning ustiga izolyatsiyalangan simning ikkita, ba'zan esa ko'proq o'rashlari (bo'laklari) joylashtiriladi. O'zgaruvchan tokning elektr energiyasi manbai ulangan o'rash birlamchi o'rash deb ataladi, qolgan o'rashlar ikkilamchi deb ataladi.

Agar transformatorning ikkilamchi o'rashida birlamchiga qaraganda uch baravar ko'p burilishlar o'ralgan bo'lsa, u holda birlamchi o'rash tomonidan yadroda hosil bo'lgan magnit maydon ikkilamchi o'rashning burilishlarini kesib o'tib, unda uch baravar ko'proq kuchlanish hosil qiladi.

Burilishlarning teskari nisbati bo'lgan transformatordan foydalanib, siz xuddi shunday oson va oddiygina past kuchlanishni olishingiz mumkin.

Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati

1. [Elektron resurs]. Elektromagnit induktsiya.

< https://ru.wikipedia.org/>

2. [Elektron resurs].Faraday. Elektromagnit induksiyaning kashfiyoti.

< http://www.e-reading.club/chapter.php/26178/78/Karcev_-_Maksvell.html >

3. [Elektron resurs]. Elektromagnit induksiyaning kashfiyoti.

4. [Elektron resurs]. Elektromagnit induksiya hodisasining amaliy qo'llanilishi.