Faraday va Lenzning kashfiyoti: elektromagnit induksiya qonuni hodisaning formulasi. Induksion oqimning kuchi va yo'nalishini nima aniqlaydi

MAGNETIK MAYDON

Maydon nazariyasi tushunchalariga ko'ra harakatlanuvchi elektr zaryadlarining magnit o'zaro ta'siri quyidagicha izohlanadi: har qanday harakatlanuvchi elektr zaryadi atrofdagi fazoda boshqa harakatlanuvchi elektr zaryadlariga ta'sir eta oladigan magnit maydon hosil qiladi.

DA - jismoniy miqdor, bu kuch xarakteristikasi hisoblanadi magnit maydon. U magnit induksiya (yoki magnit maydon induksiyasi) deb ataladi.

Magnit induktsiya- vektor miqdori. Magnit induksiya vektorining moduli to'g'ri oqim o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'sir qiluvchi Amper kuchining maksimal qiymatining o'tkazgichdagi oqim kuchiga va uning uzunligiga nisbatiga teng:

Magnit induksiya birligi. DA xalqaro tizim magnit induksiya birligi uchun birlik, bunday magnit maydonning induksiyasi olinadi, bunda o'tkazgich uzunligining har bir metri uchun 1 A oqim kuchida, maksimal quvvat Amper 1 N. Bu birlik taniqli yugoslav fizigi N. Tesla sharafiga tesla (qisqartirilgan: Tl) deb ataladi:

LORENTS KUCHLARI

Magnit maydondagi oqim bilan o'tkazgichning harakati magnit maydonning harakatlanuvchi elektr zaryadlariga ta'sir qilishini ko'rsatadi. O'tkazgichga amper kuchi ta'sir qiladi F A \u003d IBlsin a, va Lorentz kuchi harakatlanuvchi zaryadga ta'sir qiladi:

qayerda a- B va vektorlari orasidagi burchak v.

Zaryadlangan zarrachalarning magnit maydondagi harakati. Yagona magnit maydonda magnit maydon induksiya chiziqlariga perpendikulyar tezlikda harakatlanayotgan zaryadlangan zarrachaga mutlaq qiymatda doimiy va tezlik vektoriga perpendikulyar yo‘naltirilgan m kuch ta’sir ko‘rsatadi.Magnit kuch ta’sirida zarracha shunday kuchga ega bo‘ladi. tezlashtirish, uning moduli quyidagilarga teng:

Yagona magnit maydonda bu zarracha aylana bo'ylab harakatlanadi. Zarracha harakatlanadigan traektoriyaning egrilik radiusi uning kelib chiqishi shartidan kelib chiqib aniqlanadi,

Traektoriyaning egrilik radiusi doimiy qiymatdir, chunki tezlik vektoriga perpendikulyar kuch faqat uning yo'nalishini o'zgartiradi, modulini o'zgartirmaydi. Va bu shuni anglatadiki, bu traektoriya aylanadir.

Bir hil magnit maydonda zarrachaning aylanish davri:

Oxirgi ifoda shuni ko'rsatadiki, zarrachaning yagona magnit maydondagi aylanish davri uning harakat traektoriyasining tezligi va radiusiga bog'liq emas.

Agar kuchlanish elektr maydoni nolga teng bo'lsa, u holda Lorents kuchi l magnit kuchi m ga teng bo'ladi:

ELEKTROMAGNETIK INDUKSIYA

Fenomen elektromagnit induksiya Faraday tomonidan kashf etilgan bo'lib, u kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan magnit maydonning har qanday o'zgarishi bilan elektr tokining yopiq o'tkazuvchi zanjirda paydo bo'lishini aniqladi.

MAGNET OQIMI

magnit oqimi F(magnit induktsiya oqimi) maydonga ega bo'lgan sirt orqali S- magnit induksiya vektorining moduli va maydonining mahsulotiga teng qiymat S va burchakning kosinusu a vektor va normal sirt o'rtasida:

F=BScos

SI birligi magnit oqimi 1 Weber (Vb) - induksiyasi 1 T bo'lgan yagona magnit maydon yo'nalishiga perpendikulyar joylashgan 1 m 2 sirt orqali magnit oqim:

Elektromagnit induksiya- yuzaga kelgan hodisa elektr toki kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan magnit oqimining har qanday o'zgarishi bilan yopiq o'tkazuvchi zanjirda.

Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan indüksiyon oqimi shunday yo'nalishga egaki, uning magnit maydoni magnit oqimining o'zgarishiga qarshi turadi (Lenz qoidasi).

ELEKTROMAGNETIK INDUKSIYA QONUNI

Faraday tajribalari shuni ko'rsatdiki, o'tkazuvchi zanjirdagi I i induktiv tokning kuchi ushbu zanjir bilan chegaralangan sirtga o'tadigan magnit induksiya chiziqlari sonining o'zgarish tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

Shuning uchun induksion oqimning kuchi kontur bilan chegaralangan sirt orqali magnit oqimning o'zgarish tezligiga mutanosibdir:

Ma'lumki, agar zanjirda oqim paydo bo'lsa, bu tashqi kuchlar o'tkazgichning erkin zaryadlariga ta'sir qilishini anglatadi. Bu kuchlarning birlik zaryadni yopiq halqa bo'ylab harakatlantirishga qaratilgan ishi elektromotor kuch (EMF) deb ataladi. Induksiyaning EMF ni toping e i .

Yopiq elektron uchun Ohm qonuniga ko'ra

R ga bog'liq emasligi sababli, u holda

Induksion emf induksion oqim yo'nalishi bo'yicha mos keladi va bu oqim Lenz qoidasiga muvofiq, u tomonidan yaratilgan magnit oqim tashqi magnit oqimning o'zgarishiga qarshi turishi uchun yo'naltiriladi.

Elektromagnit induksiya qonuni

Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induksion emf teskari belgi bilan qabul qilingan kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan magnit oqimining o'zgarish tezligiga teng:

O'ZINI INDUKSIYA. INDUKTANSIYA

Tajriba shuni ko'rsatadiki, magnit oqim F, kontaktlarning zanglashiga olib, ushbu zanjirdagi oqim kuchiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir:

F \u003d L * I .

Loop induktivligi L- zanjirdan o'tadigan oqim va u tomonidan yaratilgan magnit oqim o'rtasidagi proportsionallik koeffitsienti.

Supero'tkazuvchilarning induktivligi uning shakli, o'lchami va atrof-muhitning xususiyatlariga bog'liq.

o'z-o'zini induktsiya qilish- zanjirning o'zidan o'tadigan oqimning o'zgarishi natijasida yuzaga kelgan magnit oqim o'zgarganda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan EMF induksiyasining paydo bo'lishi hodisasi.

O'z-o'zini induktsiya - maxsus holat elektromagnit induksiya.

Induktivlik - son jihatdan teng qiymat EMF o'z-o'zini induktsiyasi, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kuchi vaqt birligi uchun birlik bo'yicha o'zgarganda paydo bo'ladi. SIda induktivlik birligi shunday o'tkazgichning induktivligi bo'lib, unda tok kuchi 1 A ga o'zgarganda 1 sekundda o'z-o'zidan induksiyaning 1 V EMF paydo bo'ladi.Bu birlik Genri (H) deb ataladi. :

MAGNIT MAYDON ENERGIYASI

O'z-o'zini induksiya hodisasi inersiya hodisasiga o'xshashdir. Induktivlik oqimning o'zgarishi bilan bir xil rol o'ynaydi, chunki massa tananing tezligini o'zgartiradi. Tezlik oqimga o'xshaydi.

Shunday qilib, oqimning magnit maydonining energiyasini tananing kinetik energiyasiga o'xshash qiymat deb hisoblash mumkin:

Faraz qilaylik, lasan manbadan uzilgandan so'ng, zanjirdagi oqim chiziqli qonunga muvofiq vaqt o'tishi bilan kamayadi.

Bu holda o'z-o'zini induktsiya EMF doimiy qiymatga ega:

bu erda I - oqimning boshlang'ich qiymati, t - oqim I dan 0 gacha kamayadigan vaqt oralig'i.

t vaqt ichida zanjirdan elektr zaryadi o'tadi q = I cp t. Sifatida I cp = (I + 0)/2 = I/2, keyin q=It/2. Shunday qilib, elektr tokining ishi:

Bu ish g'altakning magnit maydonining energiyasi tufayli amalga oshiriladi. Shunday qilib, biz yana olamiz:

Misol. 7,5 A oqimida magnit oqimi 2,3 * 10 -3 Vt bo'lgan bobinning magnit maydonining energiyasini aniqlang. Agar oqim ikki baravar kamaytirilsa, maydon energiyasi qanday o'zgaradi?

Bobinning magnit maydonining energiyasi W 1 = LI 1 2 /2. Ta'rifga ko'ra, bobinning indüktansı L \u003d F / I 1. Demak,

Induksion oqim - bu o'zgaruvchan magnit maydonda yopiq o'tkazuvchi zanjirda paydo bo'ladigan oqim. Bu oqim ikki holatda sodir bo'lishi mumkin. Agar magnit induksiyaning o'zgaruvchan oqimi orqali kirib boradigan qattiq kontaktlarning zanglashiga olib bo'lsa. Yoki o'tkazuvchi zanjir doimiy magnit maydonda harakat qilganda, bu ham kirib boruvchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit oqimining o'zgarishiga olib keladi.

1-rasm - Supero'tkazuvchilar doimiy magnit maydonda harakat qiladi

Induksion oqimning sababi girdobdir elektr maydoni, bu magnit maydon tomonidan hosil bo'ladi. Ushbu elektr maydoni, bu girdobli elektr maydoniga joylashtirilgan o'tkazgichda erkin zaryadlar bilan ishlaydi.

2-rasm - vorteks elektr maydoni

Bunday ta'rifni ham topishingiz mumkin. Induktiv oqim - bu elektromagnit induksiya ta'sirida yuzaga keladigan elektr toki. Agar siz elektromagnit induksiya qonunining nozik tomonlarini o'rganmasangiz, unda qisqacha aytganda, uni quyidagicha ta'riflash mumkin. Elektromagnit induktsiya - o'zgaruvchan magnit maydon ta'sirida o'tkazuvchi zanjirda tokning paydo bo'lishi hodisasi.

Ushbu qonundan foydalanib, siz induksiya oqimining kattaligini ham aniqlashingiz mumkin. Chunki u bizga o'zgaruvchan magnit maydon ta'sirida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan EMF qiymatini beradi.

Formula 1 - magnit maydon induksiyasining EMF.

1-formuladan ko'rinib turibdiki, induksiya EMF ning kattaligi va shuning uchun induksiya oqimi kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan magnit oqimining o'zgarish tezligiga bog'liq. Ya'ni, magnit oqim qanchalik tez o'zgarsa, shunchalik katta indüksiyon oqimini olish mumkin. Agar bizda o'tkazuvchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan doimiy magnit maydoni bo'lsa, u holda EMF qiymati kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tezligiga bog'liq bo'ladi.

Induksion oqimning yo'nalishini aniqlash uchun Lenz qoidasi qo'llaniladi. Bu induksiya oqimining uni keltirib chiqargan oqim tomon yo'naltirilganligini aytadi. Shuning uchun formuladagi minus belgisi EMF ta'riflari induksiya.

Induksion oqim zamonaviy elektrotexnikada muhim rol o'ynaydi. Masalan, rotorda paydo bo'ladigan indüksiyon oqimi induksion vosita, uning statoridagi quvvat manbaidan ta'minlangan oqim bilan o'zaro ta'sir qiladi, buning natijasida rotor aylanadi. Zamonaviy elektr motorlar ushbu printsip asosida qurilgan.

3-rasm - asenkron vosita.

Transformatorda ikkilamchi o'rashda paydo bo'ladigan induktiv oqim turli xil elektr jihozlarini quvvatlantirish uchun ishlatiladi. Ushbu oqimning qiymati transformatorning parametrlari bilan belgilanishi mumkin.

4-rasm - elektr transformatori.

Va nihoyat, indüksiyon oqimlari massiv o'tkazgichlarda ham paydo bo'lishi mumkin. Bular Fuko oqimlari deb ataladi. Ularning yordami bilan metallarning induksion erishini ishlab chiqarish mumkin. Ya'ni, o'tkazgichda oqayotgan girdab oqimlari uning isishiga olib keladi. Ushbu oqimlarning kattaligiga qarab, o'tkazgich erish nuqtasidan yuqori qizdirilishi mumkin.

5-rasm - metallarning induksion erishi.

Shunday qilib, biz induksion oqim mexanik, elektr va termal ta'sirga ega bo'lishi mumkinligini aniqladik. Bu effektlarning barchasida keng qo'llaniladi zamonaviy dunyo sanoat miqyosida ham, uy xo'jaligi darajasida ham.

Agar magnit maydonda hech qanday o'zgarish bo'lmasa, u holda elektr toki bo'lmaydi. Magnit maydon mavjud bo'lsa ham. Aytishimiz mumkinki, induktiv elektr toki to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir, birinchidan, burilishlar soniga, ikkinchidan, bu magnit maydon g'altakning burilishlariga nisbatan o'zgarib turadigan magnit maydon tezligiga.

Guruch. 3. Induktiv tokning kattaligi nima bilan belgilanadi?

Magnit maydonni xarakterlash uchun magnit oqim deb ataladigan kattalikdan foydalaniladi. Bu butun magnit maydonni tavsiflaydi, biz bu haqda keyingi darsda gaplashamiz. Endi biz faqat magnit oqimdagi o'zgarish ekanligini ta'kidlaymiz, ya'ni. oqim bo'lgan kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan magnit maydon chiziqlari soni (masalan, lasan), bu zanjirda indüksiyon oqimining paydo bo'lishiga olib keladi.

Fizika. 9-sinf

Mavzu: Elektromagnit maydon

44-dars. magnit oqimi

Eryutkin E.S., oliy toifali fizika o'qituvchisi, №1360 o'rta maktab

Kirish. Faraday tajribalari

"Elektromagnit induksiya" mavzusini o'rganishni davom ettirib, keling, bunday tushunchani batafsil ko'rib chiqaylik. magnit oqimi.

Siz allaqachon elektromagnit induksiya hodisasini qanday aniqlashni bilasiz - agar yopiq o'tkazgich kesib o'tilsa magnit chiziqlar, bu o'tkazgichda elektr toki hosil bo'ladi. Bunday oqim induktiv deb ataladi.

Keling, bu elektr tokining qanday paydo bo'lishini va bu oqimning paydo bo'lishi uchun asosiy narsa nima ekanligini muhokama qilaylik.

Avvalo, keling, unga murojaat qilaylik Faraday tajribasi va uning muhim xususiyatlarini yana bir bor ko'rib chiqing.

Shunday qilib, bizda ampermetr, lasan bor katta raqam burilishlar, bu ampermetrga qisqa tutashgan.

Biz magnitni olamiz va oldingi darsda bo'lgani kabi, biz bu magnitni bobinga tushiramiz. Ok og'adi, ya'ni bu zanjirda elektr toki mavjud.

Guruch. 1. Induksion oqimni aniqlash tajribasi.

Ammo magnit lasan ichida bo'lsa, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr toki yo'q. Ammo bu magnitni g'altakdan chiqarishga harakat qilganingizdan so'ng, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr toki yana paydo bo'ladi, lekin bu oqimning yo'nalishi teskari tomonga o'zgaradi.

Shuni ham yodda tutingki, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr tokining qiymati magnitning o'ziga xos xususiyatlariga ham bog'liq. Agar siz boshqa magnitni olib, xuddi shunday tajribani qilsangiz, oqimning qiymati sezilarli darajada o'zgaradi, bu holda oqim kichikroq bo'ladi.

Tajribalarni o'tkazgandan so'ng, yopiq o'tkazgichda (lasanda) paydo bo'ladigan elektr toki magnit maydon bilan bog'liq degan xulosaga kelishimiz mumkin. doimiy magnit.

Boshqacha qilib aytganda, elektr toki magnit maydonning ba'zi xarakteristikasiga bog'liq. Va biz allaqachon bunday xususiyatni kiritdik - magnit induksiya.

Eslatib o'tamiz, magnit induksiya harf bilan belgilanadi, bu vektor miqdori. Va magnit induksiya Teslada o'lchanadi.

⇒ - Tesla - yevropalik va amerikalik olim Nikola Tesla sharafiga.

Magnit induktsiya magnit maydonning ushbu maydonga joylashtirilgan oqim o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'sirini tavsiflaydi.

Ammo, elektr toki haqida gapirganda, biz tushunishimiz kerak elektr toki , va siz buni 8-sinfdan bilasiz, elektr maydoni ta'sirida paydo bo'ladi.

Shuning uchun biz elektr induksiya oqimi elektr maydoni tufayli paydo bo'ladi, degan xulosaga kelishimiz mumkin, bu esa o'z navbatida magnit maydon natijasida hosil bo'ladi. Va bunday munosabatlar faqat tufayli amalga oshiriladi magnit oqimi.

Elektr va magnit maydonlari o'rtasidagi munosabatlar juda uzoq vaqt davomida kuzatilgan. Bu aloqani 19-asrda ingliz fizigi Faraday kashf etgan va unga nom bergan. Bu magnit oqimining yopiq kontaktlarning zanglashiga olib kirishi paytida paydo bo'ladi. Magnit oqimining o'zgarishi ma'lum vaqtdan so'ng, bu zanjirda elektr toki paydo bo'ladi.

Elektromagnit induksiya va magnit oqimning munosabati

Magnit oqimning mohiyati ko'rsatiladi mashhur formula: F = BS cos a. Unda F - magnit oqimi, S - kontur (maydon) yuzasi, B - magnit induksiya vektori. Burchak a magnit induksiya vektorining yo'nalishi va kontur yuzasiga normal tufayli hosil bo'ladi. Bundan kelib chiqadiki, magnit oqim cos a = 1 da maksimal chegaraga, cos a = 0 da minimal chegaraga etadi.

Ikkinchi variantda B vektori normalga perpendikulyar bo'ladi. Ma'lum bo'lishicha, oqim chiziqlari konturni kesib o'tmaydi, faqat uning tekisligi bo'ylab siljiydi. Shuning uchun xarakteristikalar kontur sirtini kesib o'tuvchi B vektorining chiziqlari bilan aniqlanadi. Hisoblash uchun Weber o'lchov birligi sifatida ishlatiladi: 1 wb \u003d 1v x 1s (volt-sekund). Yana bir kichikroq o'lchov birligi - maksvell (µs). Bu: 1 vb \u003d 108 mks, ya'ni 1 mks \u003d 10-8 vb.

Faraday tomonidan tadqiqot uchun ikkita simli spiral ishlatilgan, ular bir-biridan ajratilgan va yog'och lasan ustiga joylashtirilgan. Ulardan biri energiya manbaiga, ikkinchisi esa kichik oqimlarni qayd etish uchun mo'ljallangan galvanometrga ulangan. O'sha paytda, dastlabki spiralning sxemasi yopilgan va ochilganda, boshqa sxemada o'q o'lchash moslamasi rad etilgan.

Induksiya hodisasi yuzasidan tadqiqot olib borish

Tajribalarning birinchi seriyasida Maykl Faraday magnitlangan metall novdani oqimga ulangan lasan ichiga solib, keyin uni tortib oldi (1, 2-rasm).

1 2

Agar magnit ulangan lasanga joylashtirilsa o'lchash asbobi, kontaktlarning zanglashiga olib kirishda induktiv oqim o'ta boshlaydi. Agar magnit chiziq lasandan chiqarilsa, indüksiyon oqimi hali ham paydo bo'ladi, lekin uning yo'nalishi allaqachon teskari. Shunday qilib, indüksiyon oqimining parametrlari bar yo'nalishi bo'yicha va u bobinga joylashtirilgan qutbga qarab o'zgaradi. Oqimning kuchi magnitning harakat tezligiga ta'sir qiladi.

Eksperimentlarning ikkinchi seriyasida bir g'altakdagi o'zgaruvchan tok boshqa g'altakda induksiya oqimini keltirib chiqaradigan hodisa tasdiqlanadi (3, 4, 5-rasm). Bu sxemani yopish va ochish daqiqalarida sodir bo'ladi. Oqim yo'nalishi elektr zanjirining yopilishi yoki ochilishiga bog'liq bo'ladi. Bundan tashqari, bu harakatlar magnit oqimni o'zgartirish usullaridan boshqa narsa emas. O'chirish yopilganda, u ko'payadi va ochilganda, u bir vaqtning o'zida birinchi lasanga kirib, kamayadi.

3 4

5

Tajribalar natijasida, yopiq o'tkazuvchi zanjir ichida elektr tokining paydo bo'lishi faqat ular o'zgaruvchan magnit maydonga joylashtirilganida mumkinligi aniqlandi. Shu bilan birga, oqim har qanday vosita bilan vaqt o'tishi bilan o'zgarishi mumkin.

Elektromagnit induksiya ta'sirida paydo bo'ladigan elektr toki induksiya deb ataladi, garchi bu an'anaviy ma'noda oqim bo'lmaydi. Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib magnit maydonida bo'lsa, emf bilan hosil bo'ladi aniq qiymat, va turli qarshiliklarga bog'liq bo'lgan oqim emas.

Bu hodisa induksiyaning EMF deb ataladi, u formula bilan aks ettiriladi: Eind = - ∆F / ∆t. Uning qiymati yopiq pastadir yuzasiga kirib boradigan magnit oqimining o'zgarish tezligiga to'g'ri keladi. salbiy qiymat. Ushbu ifodada mavjud minus Lenz qoidasining aksidir.

Magnit oqim uchun Lenz qoidasi

Taniqli qoida 19-asrning 30-yillarida bir qator tadqiqotlardan so'ng olingan. U quyidagi shaklda tuzilgan:

Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib boradigan o'zgaruvchan magnit oqimi tomonidan qo'zg'atilgan indüksiyon oqimining yo'nalishi u yaratgan magnit maydonga shunday ta'sir qiladiki, u o'z navbatida magnit oqimga to'sqinlik qiladi, paydo bo'lishiga sabab bo'ladi induksion oqim.

Magnit oqimi ortganda, ya'ni F > 0 ga, induksion EMF esa kamayadi va Eind ga aylanadi.< 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.

Agar oqim pasaysa, u holda teskari jarayon F bo'lganda sodir bo'ladi< 0 и Еинд >0, ya'ni induksion oqimning magnit maydonining harakati, kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan magnit oqimining ortishi mavjud.

Lenz qoidasining fizik ma’nosi energiyaning saqlanish qonunini aks ettirishdan iborat bo‘lib, bir miqdor kamayganda ikkinchisi ortadi, aksincha, bir miqdor oshganda ikkinchisi kamayadi. Induksion emfga turli omillar ham ta'sir qiladi. Bobinga kuchli va zaif magnit navbatma-navbat kiritilganda, qurilma mos ravishda birinchi holatda yuqori qiymatni, ikkinchisida esa pastroq qiymatni ko'rsatadi. Xuddi shu narsa magnit tezligi o'zgarganda sodir bo'ladi.

Quyidagi rasmda induksiya oqimining yo'nalishi Lenz qoidasi yordamida qanday aniqlanishi ko'rsatilgan. Moviy rang induksion oqim va doimiy magnitning magnit maydonlarining kuch chiziqlariga mos keladi. Ular har bir magnitda mavjud bo'lgan shimoliy-janubiy qutblar yo'nalishida joylashgan.

O'zgaruvchan magnit oqim induktiv elektr tokining paydo bo'lishiga olib keladi, uning yo'nalishi uning magnit maydonidan qarama-qarshilikni keltirib chiqaradi, bu esa magnit oqimining o'zgarishini oldini oladi. Shu munosabat bilan, bobinning magnit maydonining kuch chiziqlari doimiy magnitning kuch chiziqlariga teskari yo'nalishda yo'naltiriladi, chunki uning harakati ushbu bobin yo'nalishi bo'yicha sodir bo'ladi.

Oqim yo'nalishini aniqlash uchun u o'ng qo'l ip bilan ishlatiladi. Uning oldinga siljish yo'nalishi bobinning indüksiyon chiziqlari yo'nalishiga to'g'ri keladigan tarzda vidalanishi kerak. Bunday holda, indüksiyon oqimining yo'nalishlari va gimlet tutqichining aylanishi mos keladi.

Biz allaqachon bilib olganimizdek, elektr toki magnit maydonlarni yaratishga qodir. Savol tug'iladi: magnit maydon elektr tokining ko'rinishini keltirib chiqarishi mumkinmi? Bu muammoni 1831 yilda elektromagnit induksiya hodisasini kashf etgan ingliz fizigi Maykl Faraday hal qildi. Galvanometrda o'ralgan o'tkazgich yopiladi (3.19-rasm). Agar doimiy magnit lasanga surilsa, galvanometr magnit lasanga nisbatan harakatlanayotganda butun vaqt davomida oqim mavjudligini ko'rsatadi. Magnit g'altakdan chiqarilganda, galvanometr qarama-qarshi yo'nalishda oqim mavjudligini ko'rsatadi. Oqim yo'nalishidagi o'zgarish magnitning tortib olinadigan yoki tortiladigan qutbi o'zgarganda sodir bo'ladi.

Doimiy magnitni elektromagnit (oqim bilan bobin) bilan almashtirishda shunga o'xshash natijalar kuzatildi. Agar ikkala bobin ham harakatsiz o'rnatilgan bo'lsa, lekin ulardan birida oqim qiymati o'zgargan bo'lsa, u holda bu vaqtda boshqa bobinda indüksiyon oqimi kuzatiladi.

ELEKTROMAGNETIK INDUKSIYA HODISISI o'tkazuvchi zanjirda induksiyaning elektromotor kuchi (EMF) paydo bo'lishidan iborat bo'lib, u orqali magnit induksiya vektorining oqimi o'zgaradi. Agar zanjir yopiq bo'lsa, unda indüksiyon oqimi paydo bo'ladi.

Elektromagnit induksiya hodisasining kashfiyoti:

1) ko'rsatdi elektr va magnit maydon o'rtasidagi bog'liqlik;

2) taklif qilingan elektr tokini hosil qilish usuli magnit maydon yordamida.

Induksion tokning asosiy xossalari:

1. Induksion oqim har doim kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit induksiya oqimining o'zgarishi sodir bo'ladi.

2. Induksion oqimning kuchi magnit induksiya oqimini o'zgartirish usuliga bog'liq emas, balki faqat uning o'zgarish tezligi bilan belgilanadi.

Faraday tajribalari shuni ko'rsatdiki, induksiyaning elektromotor kuchining kattaligi o'tkazgich pallasiga kiruvchi magnit oqimning o'zgarish tezligiga proportsionaldir (Faradayning elektromagnit induktsiya qonuni).

Yoki , (3.46)

Bu erda (dF) - oqimning vaqt bo'yicha o'zgarishi (dt). MAGNET OQIMI yoki MAGNET INDUKSIYA OQIMI quyidagi munosabat asosida aniqlanadigan qiymat deyiladi: ( S sirt maydoni orqali magnit oqimi): F=VScosa, (3.45), burchak a - koʻrib chiqilayotgan sirtning normali bilan magnit maydon induksiya vektori yoʻnalishi orasidagi burchak.

magnit oqim birligi SI tizimida deyiladi veber- [Vb \u003d Tl × m 2].

Formuladagi "-" belgisi emfni bildiradi. induksiya indüksiyon oqimini keltirib chiqaradi, uning magnit maydoni magnit oqimining har qanday o'zgarishiga qarshi turadi, ya'ni. >0 da e.m.f. induksiya e VA<0 и наоборот.

emf induksiya voltlarda o'lchanadi

Induksion oqimning yo'nalishini topish uchun Lenz qoidasi mavjud (qoida 1833 yilda o'rnatilgan): induksion oqim shunday yo'nalishga egaki, u yaratgan magnit maydon bu induksiya oqimini keltirib chiqargan magnit oqimning o'zgarishini qoplashga intiladi. .

Masalan, agar siz magnitning shimoliy qutbini g'altakning ichiga surib qo'ysangiz, ya'ni uning burilishlari orqali magnit oqimini oshirsangiz, g'altakning eng yaqin qismida shimoliy qutb paydo bo'ladigan yo'nalishda induksion oqim paydo bo'ladi. magnitga (3.20-rasm). Shunday qilib, induksion oqimning magnit maydoni uni keltirib chiqaradigan magnit oqimning o'zgarishini neytrallashga intiladi.

Yopiq o'tkazgichda nafaqat o'zgaruvchan magnit maydon induksion oqim hosil qiladi, balki l uzunlikdagi yopiq o'tkazgich doimiy magnit maydonda (B) v tezlikda harakat qilganda, o'tkazgichda emf paydo bo'ladi:

a (B Ùv) (3.47)

Siz allaqachon bilganingizdek, elektromotor kuch zanjirda tashqi kuchlarning natijasidir. Supero'tkazuvchilar harakatlanayotganda magnit maydonda tashqi kuchlarning roli amalga oshiradi Lorents kuchi(bu harakatlanuvchi elektr zaryadiga magnit maydon tomonidan ta'sir qiladi). Ushbu kuch ta'sirida zaryadlarning ajralishi sodir bo'ladi va o'tkazgichning uchlarida potentsial farq paydo bo'ladi. emf o'tkazgichdagi induksiya - bu o'tkazgich bo'ylab birlik zaryadlarini harakatlantirish ishi.

Induksion oqimning yo'nalishi belgilash mumkin o'ng qo'l qoidasiga ko'ra:Vektor B palma ichiga kiradi, o'g'irlangan bosh barmog'i o'tkazgich tezligining yo'nalishiga to'g'ri keladi va 4 barmoq indüksiyon oqimining yo'nalishini ko'rsatadi.

Shunday qilib, o'zgaruvchan magnit maydon induktsiyalangan elektr maydonining paydo bo'lishiga olib keladi. Bu potentsial emas(elektrostatikdan farqli o'laroq), chunki Ish bitta musbat zaryadning siljishi bilan emf ga teng. induksiya, nol emas.

Bunday maydonlar deyiladi girdob. Vorteksning kuch chiziqlari elektr maydoni - o'zlariga qulflangan elektrostatik maydon kuchining chiziqlaridan farqli o'laroq.

emf induksiya faqat qo'shni o'tkazgichlarda emas, balki o'tkazgich orqali o'tadigan oqimning magnit maydoni o'zgarganda o'tkazgichning o'zida ham sodir bo'ladi. Emf paydo bo'lishi. har qanday o'tkazgichda, undagi oqim kuchi o'zgarganda (demak, o'tkazgichdagi magnit oqim) o'z-o'zidan induksiya deb ataladi va bu o'tkazgichda induktsiya qilingan oqim o'z-o'zidan induksiya oqimi.

Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tok atrofdagi fazoda magnit maydon hosil qiladi, uning intensivligi tokning I kuchiga proportsionaldir. Shuning uchun kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan magnit oqimi F zanjirdagi tok kuchiga proportsionaldir.

F=L×I, (3,48).

L - proportsionallik koeffitsienti, u o'z-o'zidan induksiya koeffitsienti yoki oddiygina induktivlik deb ataladi. Induktivlik kontaktlarning zanglashiga olib keladigan o'lchami va shakliga, shuningdek, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan muhitning magnit o'tkazuvchanligiga bog'liq.

Shu ma'noda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktivligi - analog yakka o'tkazgichning elektr sig'imi, bu ham faqat o'tkazgichning shakliga, uning o'lchamlariga va muhitning o'tkazuvchanligiga bog'liq.

Induktivlik birligi Genri (H): 1H - bunday kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktivligi, o'z-o'zidan induksiyaning magnit oqimi 1A oqimida 1Wb (1Hn \u003d 1Wb / A \u003d 1V s / A).

Agar L=const bo'lsa, u holda emf. O'z-o'zini induksiya quyidagi shaklda ifodalanishi mumkin:

, yoki , (3.49)

Bu erda DI (dI) - Dt (dt) vaqt ichida induktor (yoki sxema) L ni o'z ichiga olgan zanjirdagi oqimning o'zgarishi. Ushbu iboradagi "-" belgisi emfni bildiradi. o'z-o'zidan induktsiya oqimning o'zgarishiga to'sqinlik qiladi (ya'ni, agar yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kamaysa, u holda o'z-o'zidan induktsiyaning emf bir xil yo'nalishdagi oqimga olib keladi va aksincha).

Elektromagnit induktsiyaning ko'rinishlaridan biri uzluksiz o'tkazuvchan muhitda yopiq induksion oqimlarning paydo bo'lishidir: metall jismlar, elektrolitlar eritmalari, biologik organlar va boshqalar. Bunday oqimlar girdab oqimlari yoki Fuko oqimlari deb ataladi. Ushbu oqimlar o'tkazuvchi jism magnit maydonda harakat qilganda va / yoki jismlar joylashgan maydonning induksiyasi vaqt o'tishi bilan o'zgarganda paydo bo'ladi. Foucault oqimlarining kuchi jismlarning elektr qarshiligiga, shuningdek, magnit maydonning o'zgarish tezligiga bog'liq.

Fuko oqimlari ham Lenz qoidasiga bo'ysunadilar : ularning magnit maydoni girdobli oqimlarni keltirib chiqaradigan magnit oqimining o'zgarishiga qarshi turish uchun yo'naltirilgan.

Shuning uchun magnit maydonda massiv o'tkazgichlar sekinlashadi. Elektr mashinalarida Fuko oqimlarining ta'sirini minimallashtirish uchun transformatorlarning yadrolari va elektr mashinalarining magnit zanjirlari bir-biridan maxsus lak yoki shkala bilan ajratilgan yupqa plitalardan yig'iladi.

Eddy oqimlari o'tkazgichlarning kuchli isishiga olib keladi. Fuko oqimlari tomonidan hosil qilingan Joule issiqlik, ishlatilgan induksion metallurgiya pechlarida Joule-Lenz qonuniga ko'ra, metallarni eritish uchun.