« ፊዚክስ - 11 ኛ ክፍል

ራስን ማስተዋወቅ.

ተለዋጭ ጅረት በጥቅል ውስጥ የሚፈስ ከሆነ፡-
በመጠምዘዣው ውስጥ የሚያልፍ መግነጢሳዊ ፍሰት በጊዜ ይለያያል ፣
እና የሚፈጠር emf በጥቅሉ ውስጥ ይከሰታል።
ይህ ክስተት ይባላል ራስን ማስተዋወቅ.

በሌንዝ ህግ መሰረት, አሁን ያለው እየጨመረ ሲሄድ, የ vortex ጥንካሬ የኤሌክትሪክ መስክከአሁኑ ጋር የሚቃረን፣ ማለትም የ vortex መስክ የአሁኑን መጨመር ይከላከላል.
አሁኑኑ ሲቀንስ, የቮልቴጅ ኤሌክትሪክ እና የወቅቱ ጥንካሬ በተመሳሳይ መንገድ ይመራሉ, ማለትም የ vortex መስክ የአሁኑን ይደግፋል.

ራስን የማነሳሳት ክስተት በሜካኒክስ ውስጥ ከማይነቃነቅ ክስተት ጋር ተመሳሳይ ነው.

በመካኒክነት፡-
Inertia አንድ አካል ቀስ በቀስ በኃይል ተጽእኖ የተወሰነ ፍጥነት እንዲያገኝ ያደርገዋል.
የብሬኪንግ ሃይል ምንም ያህል ቢበዛ ሰውነት በቅጽበት ሊዘገይ አይችልም።

በኤሌክትሮዳይናሚክስ ውስጥ፡-
በራስ ተነሳሽነት ምክንያት ወረዳው ሲዘጋ, አሁን ያለው ጥንካሬ ቀስ በቀስ ይጨምራል.
ወረዳው ሲከፈት, የራስ-ማስነሳት ምንም እንኳን የወረዳው ተቃውሞ ቢኖረውም, አሁኑን ለተወሰነ ጊዜ ይጠብቃል.

በኤሌክትሪክ እና በሬዲዮ ምህንድስና ውስጥ የራስ-ማስተዋወቅ ክስተት በጣም ጠቃሚ ሚና ይጫወታል.

የአሁኑ መግነጢሳዊ መስክ ኃይል

በኃይል ጥበቃ ህግ መሰረት ጉልበት መግነጢሳዊ መስክ , በአሁኑ ጊዜ የተፈጠረ, የአሁኑን ምንጭ ለመፍጠር (ለምሳሌ, ጋልቫኒክ ሴል) ከሚያስፈልገው ኃይል ጋር እኩል ነው.
ወረዳው ሲከፈት, ይህ ኃይል ወደ ሌሎች የኃይል ዓይነቶች ይለወጣል.

ሲዘጋየወረዳ ፍሰት ይጨምራል።
የ vortex ኤሌክትሪክ መስክ በአስተዳዳሪው ውስጥ ይታያል, አሁን ባለው ምንጭ የተፈጠረውን የኤሌክትሪክ መስክ ላይ ይሠራል.
የአሁኑ ጥንካሬ ከ I ጋር እኩል እንዲሆን, የአሁኑ ምንጭ ከ vortex መስክ ኃይሎች ጋር መሥራት አለበት.
ይህ ሥራ የአሁኑን መግነጢሳዊ መስክ ኃይልን ለመጨመር ይሄዳል.

ሲከፈትየወረዳ ፍሰት ይጠፋል።
የ vortex መስክ አዎንታዊ ስራ ይሰራል.
በአሁኑ ጊዜ የተከማቸ ኃይል ይለቀቃል.
ይህ ለምሳሌ ከፍተኛ ኢንዳክሽን ያለው ወረዳ ሲከፈት በሚከሰት ኃይለኛ ብልጭታ ተገኝቷል።

ኢንደክተር ኤል ባለው የወረዳ ክፍል ውስጥ በሚያልፍበት ጊዜ የሚፈጠረው የመግነጢሳዊ መስክ ኃይል በቀመር ይወሰናል።

መግነጢሳዊ መስክ ተፈጥሯል። የኤሌክትሪክ ንዝረት, ከአሁኑ ካሬ ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ኃይል አለው.

የመግነጢሳዊ መስክ የኢነርጂ ጥንካሬ (ማለትም በአንድ ክፍል ውስጥ ያለው ኃይል) ከመግነጢሳዊ ኢንዳክሽን ካሬው ጋር ተመጣጣኝ ነው: w m ~ V 2,
የኤሌክትሪክ መስክ የኃይል ጥግግት ከኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ካሬ ጋር እንዴት እንደሚመጣጠን w e ~ E 2.

በጥቅሉ ውስጥ (ወይም በአጠቃላይ በአስተዳዳሪው) ውስጥ ባለው ማንኛውም ለውጥ ፣ እሱ ራሱ ይነሳሳል። በራስ ተነሳሽነት emf.

በጥቅል ውስጥ ያለው emf በራሱ ለውጥ ምክንያት ሲነሳሳ መግነጢሳዊ ፍሰት, የዚህ EMF መጠን እንደ የአሁኑ ለውጥ መጠን ይወሰናል. የአሁኑን የመለዋወጥ መጠን ከፍ ባለ መጠን, የበለጠ የራስ-ማስተዋወቅ emf.

የእራስ-ኢንደክሽን emf መጠን እንዲሁ በመጠምዘዝ መጠምዘዣዎች ብዛት ፣ በመጠምዘዝ መጠመዳቸው እና በመጠምዘዣው መጠን ላይ የተመሠረተ ነው። የጠመዝማዛው ትልቁ ዲያሜትር ፣ የመዞሪያዎቹ ብዛት እና የመጠምዘዣው ጥግግት ፣ የበለጠ በራስ ተነሳሽነት emf። ይህ የራስ-induction emf ጥገኝነት በጥቅሉ ውስጥ ባለው የአሁኑ የለውጥ መጠን ላይ ፣ የመዞሪያዎቹ ብዛት እና ልኬቶች አሉት። ትልቅ ጠቀሜታበኤሌክትሪክ ምህንድስና.

የራስ-ኢንደክሽን emf አቅጣጫ የሚወሰነው በ Lenz ህግ ነው. እራስን ማነሳሳት EMF ሁልጊዜ ያመጣው የአሁኑን ለውጥ የሚከላከልበት አቅጣጫ አለው.

በሌላ አገላለጽ ፣ በጥቅሉ ውስጥ ያለው የአሁኑ መቀነስ በራስ ተነሳሽነት emf ወደ የአሁኑ አቅጣጫ የሚመራ ፣ ማለትም መቀነስን ይከላከላል። እና, በተቃራኒው, አሁኑኑ በኩምቢው ውስጥ እየጨመረ ሲሄድ, በራስ ተነሳሽነት emf ብቅ ይላል, አሁን ካለው ጋር ይመራል, ማለትም, መጨመሩን ይከላከላል.

በጥቅሉ ውስጥ ያለው ጅረት ካልተቀየረ, ከዚያም አይሆንም በራስ ተነሳሽነት emfአይነሳም. ብረት የኮይልን መግነጢሳዊ ፍሰት በከፍተኛ ሁኔታ ስለሚጨምር እና በሚቀየርበት ጊዜ የራስ-ኢንደክሽን emf መጠን ስለሚጨምር ራስን የማስተዋወቅ ክስተት በተለይ ከብረት ኮር ጋር ሽቦ በያዘው ወረዳ ውስጥ ይገለጻል።

መነሳሳት።

ስለዚህ እናውቃለን EMF ዋጋበጥቅል ውስጥ እራስን ማነሳሳት, በውስጡ ካለው የለውጥ መጠን በተጨማሪ, በኩምቢው መጠን እና በመጠምዘዣው ብዛት ላይ ይወሰናል.

ስለዚህ፣ የተለያዩ ዲዛይኖች መጠምጠሚያዎች በተመሳሳይ የለውጥ ፍጥነት የተለያየ መጠን ያላቸው የራስ-አነሳሽነት emfsን መፍጠር ይችላሉ።

የራስ-አነሳሽ emfን በማነሳሳት አንዳቸው ከሌላው ለመለየት, ጽንሰ-ሐሳቡ ተጀመረ ጥቅል ኢንዳክሽን, ወይም የራስ-ማስተዋወቅ ቅንጅት.

የጠመዝማዛ ኢንዳክሽን የራስ-አነሳሽ emfን ለማነሳሳት የኮይልን ንብረት የሚገልጽ መጠን ነው።

የአንድ የተወሰነ ጥቅልል ​​መነሳሳት ቋሚ እሴት ነው, ከሁለቱም የአሁኑ ጥንካሬ እና የለውጡ ፍጥነት ነጻ ነው.

ሄንሪ የእንደዚህ አይነት ጠመዝማዛ (ወይም ኮንዳክተር) ማነሳሳት ነው ፣ በዚህ ጊዜ በ 1 ሴኮንድ ውስጥ በ 1 ampere ሲቀየር ፣ የ 1 ቮልት በራስ ተነሳሽነት ይከሰታል።

በተግባር, አንዳንድ ጊዜ ኢንዳክሽን የሌለው ሽክርክሪት (ወይም መዞር) ያስፈልጋል. በዚህ ሁኔታ, ሽቦው ቀደም ሲል በግማሽ በማጠፍ, በሪል ላይ ቁስለኛ ነው. ይህ የመጠምዘዣ ዘዴ ቢፊላር ይባላል.

EMF የጋራ መነሳሳት።

ስለዚህ፣ በጥቅል ውስጥ የሚፈጠረው emf ኤሌክትሮ ማግኔትን ሳያንቀሳቅስ፣ ነገር ግን በመጠምዘዝ ውስጥ ያለውን የአሁኑን ብቻ በመቀየር ሊከሰት እንደሚችል እናውቃለን። ነገር ግን አሁኑን በሌላው ውስጥ በመቀየር በአንድ ጠመዝማዛ ውስጥ emf እንዲፈጠር ለማድረግ ፣ ከመካከላቸው አንዱን ወደ ውስጥ ማስገባት በጭራሽ አስፈላጊ አይደለም ፣ ግን ጎን ለጎን ማስቀመጥ ይችላሉ ።

እናም በዚህ ሁኔታ ፣ በአንድ ጥቅል ውስጥ ያለው የአሁኑ ሲቀየር ፣ የሚፈጠረው ተለዋጭ መግነጢሳዊ ፍሰት የሌላኛውን ጠመዝማዛ (የተሻገረ) እና በውስጡ EMF ​​ያስከትላል።

የጋራ ኢንዳክሽን በመግነጢሳዊ መስክ በኩል የተለያዩ የኤሌክትሪክ ዑደቶችን እርስ በርስ ለማገናኘት ያስችላል። እንዲህ ዓይነቱ ግንኙነት ብዙውን ጊዜ ይባላል ኢንዳክቲቭ ትስስር.

የጋራ ኢንዳክሽን emf መጠን በዋነኝነት የሚወሰነው በመጀመሪያው ጠመዝማዛ ውስጥ ያለው የአሁኑ ፍጥነት በሚቀየርበት ፍጥነት ላይ ነው።. በእሱ ውስጥ ያለው ፈጣን ለውጦች ፣የጋራ ኢንዳክሽን emf ይፈጠራል።

በተጨማሪም, እርስ በርስ የሚደጋገፉ emf መጠን በሁለቱም ጥቅልሎች እና በተመጣጣኝ አቀማመጥ ላይ እንዲሁም በአንፃራዊነት ላይ የተመሰረተ ነው. መግነጢሳዊ መተላለፊያ አካባቢ.

ስለዚህም እ.ኤ.አ. በኢንደክተናቸው የተለያየ እና አንጻራዊ አቀማመጥጥቅልሎች እና ውስጥ የተለያዩ አካባቢዎችእርስ በእርሳቸው የተለያየ መጠን ያለው የእርስ በርስ መነሳሳት እንዲፈጠር ማድረግ ይችላሉ።

EMFን እርስ በርስ የመቀስቀስ አቅማቸው መሰረት የተለያዩ ጥንድ ጥቅልሎችን ለመለየት እንዲቻል, ጽንሰ-ሐሳብ. የጋራ መነሳሳትወይም የጋራ ኢንዳክሽን ቅንጅት.

የጋራ መነሳሳት በደብዳቤው ይገለጻል M. የመለኪያ አሃዱ ልክ እንደ ኢንደክታንት, ሄንሪ ነው.

ሄንሪ የሁለት ጠመዝማዛዎች የጋራ መነሳሳት ነው ፣ በዚህ ጊዜ በአንድ ጠመዝማዛ በ 1 ampere በሰከንድ መለወጥ በሌላኛው ጠምዛዛ ውስጥ ከ 1 ቮልት ጋር እኩል የሆነ emf የጋራ ኢንዳክሽን ያስከትላል።

የእርስ በርስ መነሳሳት የ EMF መጠን በአካባቢው መግነጢሳዊ ንክኪነት ይጎዳል. ተለዋጭ መግነጢሳዊ ፍሰቱ የተዘጋበት የመካከለኛው መግነጢሳዊ መግነጢሳዊ አቅም በጨመረ መጠን የጠመዝማዛዎቹ ኢንዳክቲቭ ትስስር እየጠነከረ ይሄዳል እና የጋራ ኢንዳክሽን emf ዋጋ ይጨምራል።

የእንደዚህ አይነት አስፈላጊ ስራ የኤሌክትሪክ መሳሪያእንደ ትራንስፎርመር.

ትራንስፎርመር ኦፕሬቲንግ መርህ

የትራንስፎርመር ኦፕሬቲንግ መርህ የተመሰረተው እና እንደሚከተለው ነው. ሁለት ጠመዝማዛዎች በብረት እምብርት ላይ ቁስለኛ ናቸው, አንደኛው ከተለዋጭ የአሁኑ ምንጭ ጋር የተገናኘ ሲሆን ሁለተኛው ደግሞ ከአሁኑ ተጠቃሚ (መቋቋም) ጋር የተገናኘ ነው.

ከተለዋጭ የአሁኑ ምንጭ ጋር የተገናኘ ጠመዝማዛ በኮር ውስጥ ተለዋጭ መግነጢሳዊ ፍሰት ይፈጥራል ፣ ይህም በሌላኛው ጠመዝማዛ ውስጥ emf እንዲፈጠር ያደርጋል።

ከተለዋጭ የአሁኑ ምንጭ ጋር የተገናኘው ጠመዝማዛ ቀዳሚ ተብሎ ይጠራል, እና ሸማቹ የተገናኘበት ጠመዝማዛ ሁለተኛ ደረጃ ይባላል. ነገር ግን ተለዋጭ መግነጢሳዊ ፍሰቱ በአንድ ጊዜ ወደ ሁለቱም ነፋሳት ስለሚገባ፣ ተለዋጭ emfs በእያንዳንዳቸው ውስጥ ይነሳሳሉ።

የእያንዳንዱ መዞር የ EMF መጠን፣ እንዲሁም የሙሉው ጠመዝማዛ EMF፣ በመዞሪያው ውስጥ በሚያልፈው መግነጢሳዊ ፍሰት መጠን እና በለውጡ ፍጥነት ላይ የተመሠረተ ነው። የመግነጢሳዊ ፍሰቱ ለውጥ መጠን የሚወሰነው በተለዋጭ ጅረት ድግግሞሽ ላይ ብቻ ነው, ይህም ለተወሰነ ጊዜ ቋሚ ነው. የመግነጢሳዊ ፍሰቱ መጠንም ለተወሰነ ትራንስፎርመር ቋሚ ነው። ስለዚህ, ከግምት ውስጥ ባለው ትራንስፎርመር ውስጥ, በእያንዳንዱ ጠመዝማዛ ውስጥ ያለው EMF በእሱ ውስጥ ባሉት መዞሪያዎች ላይ ብቻ ይወሰናል.

የአንደኛ ደረጃ እና ሁለተኛ ደረጃ የቮልቴጅ ሬሾ ከዋናው እና የሁለተኛ ደረጃ ጠመዝማዛዎች ብዛት ጋር እኩል ነው። ይህ ግንኙነት ይባላል.

የዋና ቮልቴጅ በአንደኛው የትራንስፎርመር ጠመዝማዛ ላይ ከተተገበረ የሁለተኛው ጠመዝማዛ መዞሪያዎች ቁጥር የበለጠ ወይም ባነሰ መጠን ከዋናው ቮልቴጅ የበለጠ ወይም ያነሰ ከሆነ ቮልቴጅ ይወገዳል. .

ከዋናው ጠመዝማዛ ላይ ከተተገበረው በላይ የሆነ ቮልቴጅ ከሁለተኛው ንፋስ ከተወገደ, እንዲህ ዓይነቱ ትራንስፎርመር ደረጃ ወደላይ ትራንስፎርመር ይባላል. በተቃራኒው, ከዋናው ያነሰ ቮልቴጅ ከሁለተኛው ጠመዝማዛ ከተወገደ, እንዲህ ዓይነቱ ትራንስፎርመር ደረጃ ወደታች ትራንስፎርመር ይባላል. እያንዳንዱ ትራንስፎርመር እንደ ደረጃ ወደ ላይ ወይም ወደ ታች ትራንስፎርመር ሊያገለግል ይችላል።

የትራንስፎርሜሽን ጥምርታ ብዙውን ጊዜ በትራንስፎርመር ፓስፖርት ውስጥ እንደ ከፍተኛው የቮልቴጅ መጠን እና ዝቅተኛው ጥምርታ, ማለትም ሁልጊዜ ከአንድነት ይበልጣል.

ራስን ማስተዋወቅ ክስተት

ተለዋጭ ጅረት በጥቅል ውስጥ የሚፈስ ከሆነ፣ ከዚያም በጥቅሉ ውስጥ የሚያልፈው መግነጢሳዊ ፍሰቱ ይለወጣል። ስለዚህ, ተለዋጭ ጅረት በሚፈስበት ተመሳሳይ ተቆጣጣሪ ውስጥ የተፈጠረ emf ይከሰታል. ይህ ክስተት ይባላል ራስን ማስተዋወቅ.

በራስ ተነሳሽነት ፣ የመተላለፊያው ዑደት ሁለት ሚና ይጫወታል-አንድ ጅረት በእሱ ውስጥ ይፈስሳል ፣ ይህም ኢንዴክሽኑን ያስከትላል እና በውስጡም የተፈጠረ emf ይታያል። የሚቀያየር መግነጢሳዊ መስክ ኤምኤፍን (emf) ያመነጫል, አሁኑኑ በሚፈስበት ጊዜ, ይህንን መስክ ይፈጥራል.

በአሁኑ ጊዜ እየጨመረ በሚሄድበት ጊዜ, የ vortex ኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ, በ Lenz ደንብ መሰረት, ከአሁኑ ጋር ይመራል. በውጤቱም, በዚህ ጊዜ የ vortex መስክ የአሁኑን መጨመር ይከላከላል. በተቃራኒው, በአሁኑ ጊዜ አሁኑኑ ይቀንሳል, የ vortex መስክ ይደግፈዋል.

ይህ የማያቋርጥ EMF ምንጭ የያዘ ወረዳ ሲዘጋ የተወሰነ የአሁኑ ዋጋ ወዲያውኑ አልተቋቋመም መሆኑን እውነታ ይመራል, ነገር ግን ቀስ በቀስ ከጊዜ በኋላ (የበለስ. 9). በሌላ በኩል, ምንጩ ሲጠፋ, በተዘጉ ወረዳዎች ውስጥ ያለው ጅረት ወዲያውኑ አይቆምም. በዚህ ጉዳይ ላይ የሚነሳው የራስ-ኢንደክቲቭ emf የአሁኑን ለውጥ እና መግነጢሳዊ መስክ ምንጩ ሲጠፋ በጣም በፍጥነት ስለሚከሰት ከምንጩ emf ሊበልጥ ይችላል።

በቀላል ሙከራዎች ውስጥ ራስን የማነሳሳት ክስተት ሊታይ ይችላል. ምስል 10 ሁለት ተመሳሳይ መብራቶችን በትይዩ ለማገናኘት አንድ ወረዳ ያሳያል. ከመካከላቸው አንዱ በ resistor በኩል ከምንጩ ጋር የተገናኘ ነው አር, እና ሌላው በተከታታይ ከጥቅል ጋር ኤልከብረት እምብርት ጋር. ቁልፉ ሲዘጋ, የመጀመሪያው መብራት ወዲያውኑ ብልጭ ድርግም ይላል, ሁለተኛው ደግሞ በሚገርም መዘግየት. በዚህ መብራት ወረዳ ውስጥ ያለው የራስ-አስገቢው emf ትልቅ ነው, እና አሁን ያለው ጥንካሬ ወዲያውኑ ከፍተኛውን እሴት ላይ አይደርስም.

በሚከፍትበት ጊዜ የራስ-ኢንደክቲቭ emf ገጽታ በስእል 11 ላይ በሚታየው ወረዳ በሙከራ ሊታይ ይችላል። ኤልየመነሻውን ጅረት በማቆየት በራሱ የሚነሳሳ emf ይነሳል. በውጤቱም ፣ በመክፈቻው ቅጽበት ፣ አንድ ጅረት በ galvanometer (የተሰበረ ቀስት) በኩል ይፈስሳል ፣ ከመክፈቱ በፊት ከመጀመሪያው የአሁኑ ተቃራኒ (ጠንካራ ቀስት)። ከዚህም በላይ ወረዳው ሲከፈት የአሁኑ ጥንካሬ ማብሪያው ሲዘጋ በ galvanometer በኩል ከሚያልፍ ጥንካሬ ይበልጣል. ይህ ማለት በራስ ተነሳሽነት emf ኢየበለጠ emf ነው ኢየባትሪ አካላት.

መነሳሳት።

መግነጢሳዊ ማስገቢያ እሴት ለ, በማንኛውም የተዘጋ ዑደት ውስጥ አሁን የተፈጠረው, አሁን ካለው ጥንካሬ ጋር ተመጣጣኝ ነው. ከመግነጢሳዊ ፍሰቱ ጀምሮ ኤፍተመጣጣኝ ውስጥ, ከዚያም እንዲህ ማለት እንችላለን

\(~\Phi = L \cdot I \) ፣

የት ኤል- በመምራት ዑደት ውስጥ ባለው የአሁኑ እና በእሱ በሚፈጠረው መግነጢሳዊ ፍሰት መካከል ያለው የተመጣጠነ ቅንጅት ፣ ወደዚህ ወረዳ ውስጥ ዘልቆ ይገባል። የኤል እሴት የወረዳው ኢንደክሽን ወይም የራሱ የሆነ የራስ-ኢንደክሽን ቅንጅት ይባላል።

ህጉን በመጠቀም ኤሌክትሮማግኔቲክ ማነሳሳትእኩልነትን እናገኛለን፡-

\(~ ኢ_(ነው) = - \frac(\ ዴልታ \Phi)(\ ዴልታ t) = - L \cdot \frac(\ ዴልታ I)(\ ዴልታ t)\) ፣

ከተገኘው ቀመር የሚከተለው ነው

መነሳሳት- ይህ አካላዊ መጠን, በ 1 ሰከንድ ውስጥ 1 A በ 1 A ሲቀየር በወረዳው ውስጥ ከሚፈጠረው የራስ-ማስተዋወቅ emf ጋር በቁጥር እኩል ነው.

ኢንዳክሽን, ልክ እንደ ኤሌክትሪክ አቅም, በጂኦሜትሪክ ሁኔታዎች ላይ የተመሰረተ ነው-የመመሪያው መጠን እና ቅርጹ, ነገር ግን በመቆጣጠሪያው ውስጥ ባለው የአሁኑ ጥንካሬ ላይ በቀጥታ የተመካ አይደለም. ከኮንዳክተሩ ጂኦሜትሪ በተጨማሪ ኢንደክሽን ይወሰናል መግነጢሳዊ ባህሪያትመሪው የሚገኝበት አካባቢ.

የኢንደክተንስ (SI) ክፍል ሄንሪ (ኤች) ይባላል። የአሁኑ ጥንካሬ በ 1 ሰ በ 1 A ሲቀየር የ 1 ቮ በራስ ተነሳሽነት ያለው emf ከተፈጠረ የአንድ ተቆጣጣሪ ኢንዳክሽን 1 H ነው.

1 ኤች = 1 ቮ / (1 ኤ / ሰ) = 1 ቪ ሰ / ኤ = 1 Ohm ሰ

መግነጢሳዊ መስክ ኃይል

በኤሌክትሪክ ጅረት የተያዘውን ኃይል በኮንዳክተሩ ውስጥ እናገኝ። በሃይል ጥበቃ ህግ መሰረት የአሁኑ ሃይል የአሁኑን ምንጭ ለመፍጠር (ጋላቫኒክ ሴል, በሃይል ማመንጫ, ወዘተ) ላይ ካለው ኃይል ጋር እኩል ነው. የአሁኑ ጊዜ ሲቆም, ይህ ጉልበት በአንድ ወይም በሌላ መልኩ ይለቀቃል.

አሁን የሚብራራው የአሁኑ ኃይል በሙቀት መልክ በወረዳው ውስጥ በቀጥታ ከሚወጣው ኃይል ፍጹም የተለየ ተፈጥሮ ነው ፣ መጠኑ የሚወሰነው በጁል-ሌንስ ሕግ ነው።

የቋሚ EMF ምንጭን የያዘው ወረዳ ሲዘጋ የአሁኑ ምንጭ ሃይል መጀመሪያ ላይ የሚፈጀው ጅረትን ለመፍጠር ማለትም የመቆጣጠሪያውን ኤሌክትሮኖች በማቀናበር እና ከአሁኑ ጋር የተያያዘ መግነጢሳዊ መስክ ለመፍጠር ሲሆን እንዲሁም በከፊል የመቆጣጠሪያውን ውስጣዊ ኃይል በመጨመር, ማለትም. ለማሞቅ. ከተጫነ በኋላ ቋሚ እሴትየአሁኑ ጥንካሬ, የምንጭው ኃይል ሙቀትን በሚለቀቅበት ጊዜ ብቻ ይውላል. በዚህ ሁኔታ, የአሁኑ ጉልበት አይለወጥም.

አሁን ጅረትን ለመፍጠር ጉልበት ማውጣት ለምን እንደሚያስፈልግ እንወቅ, ማለትም. ስራ መሰራት አለበት። ይህ የሚገለፀው ወረዳው ሲዘጋ, የወቅቱ መጨመር ሲጀምር, የቮልቴጅ ኤሌክትሪክ መስክ በኮንዳክተሩ ውስጥ ይታያል, አሁን ባለው ምንጭ ምክንያት በኤሌክትሪክ ኃይል መቆጣጠሪያ ውስጥ በሚፈጠረው የኤሌክትሪክ መስክ ላይ ይሠራል. የአሁኑ እኩል እንዲሆን አይ, የአሁኑ ምንጭ ከ vortex መስክ ኃይሎች ጋር መሥራት አለበት. ይህ ሥራ የአሁኑን ኃይል ለመጨመር ይሄዳል. የ vortex መስክ አሉታዊ ስራ ይሰራል.

ወረዳው ሲከፈት, አሁኑኑ ይጠፋል እና የ vortex መስክ አወንታዊ ስራዎችን ይሰራል. በአሁኑ ጊዜ የተከማቸ ኃይል ይለቀቃል. ይህ ከፍተኛ ኢንዳክሽን ያለው ወረዳ ሲከፈት በሚከሰት ኃይለኛ ብልጭታ ተገኝቷል።

ለአሁኑ ጉልበት መግለጫ እንፈልግ አይ ኤል.

ኢዮብ ሀበ EMF ምንጭ የተሰራ ኢበአጭር ጊዜ Δ ቲእኩል ነው፡-

\(~A = E \cdot I \cdot \Delta t\) . (1)

በሃይል ጥበቃ ህግ መሰረት, ይህ ስራ አሁን ካለው የኃይል መጨመር ድምር ጋር እኩል ነው Δ ወ m እና የተለቀቀው የሙቀት መጠን \(~Q = I^2 \cdot R \cdot \Delta t):):

\(~A = \ ዴልታ W_m + ጥ \) . (2)

ስለዚህ የአሁኑ የኃይል መጨመር

\(~\Delta W_m = A - Q = I \cdot \Delta t \cdot (E - I \cdot R)\) . (3)

ለሙሉ ዑደት በኦሆም ህግ መሰረት

\(~I \cdot R = E + E_(ነው)\) . (4)

የት \(~ ኢ_(ነው) = - L \cdot \frac(\Delta I)(\Delta t)\) ራስን ማስተዋወቅ emf ነው። በምርት ቀመር (3) መተካት እኔ ∙አርዋጋው (4) ፣ እኛ እናገኛለን

\(~\Delta W_m = I \cdot \Delta t \cdot (E - E - E_(is)) = - E_(is) \cdot I \cdot \Delta t = L \cdot I \cdot \Delta I\ ) . (5)

የጥገኛ ግራፍ ላይ ኤልከ አይ(ምስል 12) የኃይል መጨመር Δ ወ m ከአራት ማዕዘኑ ስፋት ጋር በቁጥር እኩል ነው። ኤ ቢ ሲ ዲከፓርቲዎች ጋር ኤልእና Δ አይ. የአሁኑ ከዜሮ ወደ ሲጨምር አጠቃላይ የኃይል ለውጥ አይ 1 በቁጥር ከሦስት ማዕዘኑ ስፋት ጋር እኩል ነው። ኦቢሲከፓርቲዎች ጋር አይ 1 እና ኤል∙አይ 111 1 . ስለዚህም እ.ኤ.አ.

\(~W_m = \frac(L \cdot I^2_1)(2)\)።

የአሁኑ ጉልበት አይ, ኢንዳክሽን ጋር አንድ የወረዳ በኩል የሚፈሰው ኤል፣ እኩል ነው።

\(~W_m = \frac(L \cdot I^2)(2)\)።

በመስክ በተያዘው የቦታ መጠን ውስጥ ያለው መግነጢሳዊ መስክ ኃይል ይባላል የቮልሜትሪክ መግነጢሳዊ መስክ የኃይል ጥንካሬ ω ሜትር:

\(~\omega_m = \frac(W_m)(V)\) .

በሶሌኖይድ ርዝመት ውስጥ መግነጢሳዊ መስክ ከተፈጠረ ኤልእና ጥቅል አካባቢ ኤስ, እንግዲያውስ የሶሌኖይድ \(~ L = \ frac(\mu_0 \cdot N^2 \cdot S)(l)\) ኢንዳክተር እና በሶላኖይድ ውስጥ ያለውን የመግነጢሳዊ መስክ ኢንዳክሽን ቬክተር መጠን ግምት ውስጥ በማስገባት \( ~B = \frac(\mu_0 \cdot N \cdot I)(l)\) ፣ እናገኛለን

\(~I = \frac(B \cdot l)(\mu_0 \cdot N) ፣ W_m = \frac(L \cdot I^2)(2) = \frac(1)(2) \cdot \frac() \mu_0 \cdot N^2 \cdot S)(l) \cdot \ግራ (\frac(B \cdot l)(\mu_0 \cdot N) \ቀኝ)^2 = \frac(B^2)(2 \ cdot \mu_0) \cdot S \cdot l\)።

ምክንያቱም V = S∙l, ከዚያም መግነጢሳዊ መስክ የኃይል ጥንካሬ

\(~\omega_m = \frac(B^2)(2 \cdot \mu_0)\)።

በኤሌክትሪክ ጅረት የሚፈጠረው መግነጢሳዊ መስክ ከአሁኑ ካሬ ጋር ቀጥተኛ ተመጣጣኝ ኃይል አለው። የመግነጢሳዊ መስክ የኃይል ጥንካሬ ከማግኔት ኢንዴክሽን ካሬ ጋር ተመጣጣኝ ነው.

ስነ-ጽሁፍ

1. Zhilko V.V. ፊዚክስ: የመማሪያ መጽሐፍ. ለ 10 ኛ ክፍል አበል. አጠቃላይ ትምህርት ትምህርት ቤት ከሩሲያኛ ቋንቋ ስልጠና / V.V. ዚልኮ፣ ኤ.ቪ. ላቭሪንንኮ, ኤል.ጂ. ማርክቪች. - ማን: ናር. አስቬታ, 2001. - 319 p.
2. Myakishev, G.Ya. ፊዚክስ፡ ኤሌክትሮዳይናሚክስ። 10-11 ክፍሎች : የመማሪያ መጽሐፍ ለ ጥልቅ ጥናትፊዚክስ / G.Ya. ማይኪሼቭ, ኤ.3. ሲኒያኮቭ, ቪ.ኤ. ስሎቦድስኮቭ. - ኤም.: ቡስታርድ, 2005. - 476 p.

የአሁኑ ጥንካሬ የሚለዋወጥበት የወረዳው መግነጢሳዊ መስክ በሌሎች ወረዳዎች ውስጥ ብቻ ሳይሆን በራሱም ጅረት ይፈጥራል። ይህ ክስተት ራስን ማነሳሳት ይባላል.

በወረዳው ውስጥ ባለው የወቅቱ ፍሰት የሚፈጠረው የመግነጢሳዊ መስክ ኢንዳክሽን ቬክተር መግነጢሳዊ ፍሰት ከዚህ የአሁኑ ጥንካሬ ጋር የሚመጣጠን መሆኑን በሙከራ ተረጋግጧል።

የት L የወረዳው ኢንዳክሽን ነው. በውስጡ ቅርጽ እና መጠን, እንዲሁም የወረዳ የሚገኝበት አካባቢ መግነጢሳዊ permeability ላይ የሚወሰን የወረዳ አንድ ቋሚ ባሕርይ,. [L] = Gn (ሄንሪ፣

1Gn = Wb/A)

በጊዜው dt የአሁኑ በወረዳው ውስጥ በዲአይ ከተቀየረ, ከዚህ ጅረት ጋር የተያያዘው መግነጢሳዊ ፍሰት በ dФ = LdI ይቀየራል, በዚህ ምክንያት በራስ ተነሳሽነት በዚህ ወረዳ ውስጥ ይታያል.

የመቀነስ ምልክቱ የሚያሳየው የራስ-ኢንዴክሽን emf (እና በውጤቱም, የራስ-ማስነሻ ጅረት) ሁልጊዜ ራስን መነሳሳት ያስከተለውን የአሁኑን ጥንካሬ ለውጥ ይከላከላል.

ራስን የማነሳሳት ክስተት ግልጽ ምሳሌ የኤሌክትሪክ ዑደት ጉልህ የሆነ ኢንዳክሽን ያለው ሲበራ እና ሲጠፋ የሚፈጠረው ተጨማሪ የመዘጋትና የመክፈቻ ሞገዶች ነው።

መግነጢሳዊ መስክ ኃይል

መግነጢሳዊ መስክ እምቅ ኃይል አለው ፣ እሱም በተፈጠረው (ወይም በሚቀየርበት ጊዜ) በወረዳው ውስጥ ባለው የአሁኑ ኃይል ምክንያት ይሞላል ፣ ይህም በመስክ ላይ ባለው ለውጥ ምክንያት በሚነሳው በራስ ተነሳሽነት emf ላይ ይሠራል። .

ስራ dA ላልተወሰነ ጊዜ ትንሽ ጊዜ dt, በዚህ ጊዜ ውስጥ ራስን ማስተዋወቅ emf እና የአሁኑ እኔ ቋሚ ፣ እኩል ነው ብዬ ልቆጠር እችላለሁ

. (5)

የመቀነስ ምልክት የሚያመለክተው የመጀመሪያ ደረጃ ሥራ የሚከናወነው በአሁን ጊዜ በራስ ተነሳሽነት emf ላይ ነው። የአሁኑ ከ 0 ወደ I ሲቀየር ስራውን ለመወሰን የቀኝ እጅን እናዋህዳለን፡-

. (6)

ይህ ሥራ ከዚህ ወረዳ ጋር ​​የተያያዘው መግነጢሳዊ መስክ እምቅ ኃይል ΔW p, ማለትም A = -ΔW p.

የሶሌኖይድ ምሳሌን በመጠቀም የመግነጢሳዊ መስክን ኃይል በባህሪያቱ እንግለጽ። የሶሌኖይድ መግነጢሳዊ መስክ አንድ ወጥ እና በዋናነት በውስጡ የሚገኝ መሆኑን እንገምታለን። የ solenoid ያለውን መግነጢሳዊ መስክ induction ለ ቀመር ከ የተገለጸው, በውስጡ መለኪያዎች እና የአሁኑ ጥንካሬ ዋጋ በኩል የተገለጸው solenoid ያለውን inductance ዋጋ (5) ውስጥ እንመልከት.

, (7)

የት N - ጠቅላላ ቁጥርሶላኖይድ መዞር; ℓ - ርዝመቱ; ኤስ - የሶሌኖይድ የውስጥ ሰርጥ መስቀለኛ መንገድ።

, (8)

ከተተካ በኋላ እኛ አለን-

ሁለቱንም ወገኖች በ V ስንካፈል፣ የቮልሜትሪክ የመስክ ጉልበት መጠን እናገኛለን፡-

(10)

ወይም, የተሰጠው
እናገኛለን ፣
. (11)

ተለዋጭ ጅረት

2.1 ተለዋጭ ወቅታዊ እና ዋና ባህሪያቱ

ተለዋዋጭ ጅረት በጊዜ ሂደት በመጠንም ሆነ በአቅጣጫ የሚለዋወጥ ጅረት ነው። ተለዋጭ ጅረት ምሳሌ የኢንዱስትሪ ወቅታዊ ፍጆታ ነው። ይህ የአሁኑ የ sinusoidal ነው, ማለትም. በሳይን (ወይም ኮሳይን) ህግ መሰረት የመለኪያዎቹ ቅጽበታዊ ዋጋ በጊዜ ሂደት ይለወጣል፡-

እኔ= I 0 sinωt፣ u = U 0 sin(ωt + φ 0)። (12)

ፒ ክፈፉን (ዑደትን) በቋሚ ፍጥነት በማዞር ተለዋዋጭ የ sinusoidal current ማግኘት ይቻላል

ኢንዳክሽን ጋር አንድ ወጥ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ለ(ምስል 5) በዚህ ሁኔታ, ወደ ወረዳው ውስጥ የሚገባው መግነጢሳዊ ፍሰት በሕጉ መሰረት ይለወጣል

S የኮንቱር አካባቢ ሲሆን, α = ωt በጊዜ ውስጥ የክፈፉ የማዞሪያ ማዕዘን ነው. የፍሰት ለውጥ ወደ ተነሳሳ emf መልክ ይመራል።

, (17)

አቅጣጫው የሚወሰነው በ Lenz አገዛዝ ነው.

ኢ ወረዳው ከተዘጋ (ምስል 5) ፣ ከዚያ የአሁኑ ፍሰት በእሱ ውስጥ ይፈስሳል

. (18)

ኤሌክትሮሞቲቭ ኃይል ለውጥ ግራፍ እና ኢንዳክሽን ወቅታዊ እኔበስእል 6 ቀርቧል.

ተለዋጭ ጅረት በጊዜ T, ድግግሞሽ ν = 1/T, ሳይክሊክ ድግግሞሽ ተለይቶ ይታወቃል
እና ደረጃ φ = (ωt + φ 0) በግራፊክ ፣ በወረዳው ክፍል ውስጥ የቮልቴጅ እና ተለዋጭ ጅረት ዋጋዎች በሁለት sinusoids ይወከላሉ ፣ በአጠቃላይ በደረጃ በ φ ይቀየራል።

ተለዋጭ ጅረትን ለመለየት የአሁኑ (ውጤታማ) የአሁኑ እና የቮልቴጅ እሴት ጽንሰ-ሀሳቦች ገብተዋል። የተለዋዋጭ ጅረት ውጤታማ ዋጋ በአንድ ጊዜ ውስጥ በተሰጠ ተለዋጭ ጅረት ውስጥ የሚለቀቀውን የሙቀት መጠን በአንድ ጊዜ ውስጥ የሚለቀቀው ቀጥተኛ ጅረት ጥንካሬ ነው።

,
. (13)

በተለዋዋጭ የወቅቱ ዑደት ውስጥ የተካተቱ መሳሪያዎች (ammeter, voltmeter) የአሁኑን እና የቮልቴጅ ውጤታማ እሴቶችን ያሳያሉ.

መግነጢሳዊ መስክ የሚነሳውን ጅረት በሚሸከምበት መሪ አጠገብ መሆኑን አስቀድመን አጥንተናል። እንዲሁም ተለዋጭ መግነጢሳዊ መስክ የአሁኑን (የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ክስተት) እንደሚያመነጭ አጥንተናል። እስቲ እናስብ የኤሌክትሪክ ዑደት. በዚህ ወረዳ ውስጥ ያለው ጥንካሬ ሲቀየር, መግነጢሳዊ መስክ ይለወጣል, በዚህም ምክንያት ተጨማሪ የሚነሳሳ ወቅታዊ. ይህ ክስተት ይባላል ራስን ማስተዋወቅ, እና በዚህ ጉዳይ ላይ የሚነሳው የአሁኑ ጊዜ ይባላል ራስን ማስተዋወቅ ወቅታዊ.

ራስን ማስተዋወቅ ክስተት- ይህ በወረዳው ውስጥ ባለው የአሁኑ ጥንካሬ ለውጥ ምክንያት የተፈጠረው የ EMF በሚመራው ወረዳ ውስጥ ነው።

Loop inductanceእንደ ቅርጹ እና መጠኑ, በአካባቢው መግነጢሳዊ ባህሪያት ላይ የተመሰረተ እና በወረዳው ውስጥ ባለው የአሁኑ ጥንካሬ ላይ የተመካ አይደለም.

ራስን ማስተዋወቅ emf በቀመር ይወሰናል፡-

ራስን የማነሳሳት ክስተት ከኢነርጂነት ክስተት ጋር ተመሳሳይ ነው. በመካኒኮች ውስጥ የሚንቀሳቀሰውን አካል በቅጽበት ማቆም እንደማይቻል ሁሉ አሁኑኑም ራሱን በራሱ በማነሳሳት ክስተት ምክንያት የተወሰነ ዋጋ ማግኘት አይችልም። አንድ ጠመዝማዛ በተከታታይ ከሁለተኛው መብራት ጋር ከተገናኘ ከአሁኑ ምንጭ ጋር በትይዩ የተገናኙ ሁለት ተመሳሳይ መብራቶችን ያካተተ ወረዳ ውስጥ ከሆነ ፣ ከዚያ ወረዳው ሲዘጋ ፣ የመጀመሪያው መብራት ወዲያውኑ ይበራል ፣ ሁለተኛው ደግሞ በሚታይ መዘግየት።

ወረዳው ሲከፈት, አሁን ያለው ጥንካሬ በፍጥነት ይቀንሳል, እና በራስ ተነሳሽነት emf መግነጢሳዊ ፍሰትን መቀነስ ይከላከላል. በዚህ ሁኔታ, የሚፈጠረው ጅረት ልክ እንደ መጀመሪያው መንገድ ይመራል. በራሱ የሚፈጠረው emf ከውጪው emf ብዙ እጥፍ ሊበልጥ ይችላል። ስለዚህ, አምፖሎች ሲጠፉ በጣም ብዙ ጊዜ ይቃጠላሉ.