قانون الحث الكهرومغناطيسي. قاعدة لينتز
في عام 1831 اكتشف الفيزيائي الإنجليزي م. فاراداي هذه الظاهرة في تجاربه الحث الكهرومغناطيسي. ثم قال العالم الروسي إي. لينز وبس جاكوبي.
في الوقت الحاضر ، تعتمد العديد من الأجهزة على ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ، على سبيل المثال ، في المحرك أو المولد التيار الكهربائيفي المحولات وأجهزة الراديو والعديد من الأجهزة الأخرى.
الحث الكهرومغناطيسي هو ظاهرة حدوث التيار في موصل مغلق عند المرور خلاله الفيض المغناطيسي.
هذا ، بفضل هذه الظاهرة ، يمكننا أن نتحول الطاقة الميكانيكيةفي الكهرباء. قبل اكتشاف هذه الظاهرة ، لم يكن الناس يعرفون طرق الحصول على التيار الكهربائي باستثناء الطلاء الكهربائي.
عندما يتأثر الموصل حقل مغناطيسي، تنشأ فيه EMF ، والتي يمكن التعبير عنها كميًا من خلال قانون الحث الكهرومغناطيسي.
قانون الحث الكهرومغناطيسي
القوة الدافعة الكهربائية المستحثة في دائرة موصلة تساوي معدل تغير التدفق المغناطيسي المتشابك مع هذه الدائرة.

في الملف الذي يحتوي على عدة لفات ، يعتمد إجمالي emf على عدد الدورات n:

يخلق emf المتحمس في الدائرة تيارًا. معظم مثال بسيطالتيار في الموصل عبارة عن ملف يمر من خلاله مغناطيس دائم. يمكن تحديد اتجاه التيار المستحث باستخدام قاعدة لينز.

حكم لينز
التيار الناجم عن تغيير في المجال المغناطيسي الذي يمر عبر الدائرة ، مع مجالها المغناطيسي ، يمنع هذا التغيير.

في حالة إدخال مغناطيس في الملف ، يزداد التدفق المغناطيسي في الدائرة ، مما يعني أن المجال المغناطيسي الناتج عن التيار المستحث ، وفقًا لقاعدة لينز ، موجه ضد الزيادة في مجال المغناطيس. لتحديد اتجاه التيار ، عليك أن تنظر إلى المغناطيس من القطب الشمالي. من هذا الموضع ، سنقوم بلف المثقاب في اتجاه المجال المغناطيسي للتيار ، أي باتجاه القطب الشمالي. سوف يتحرك التيار في اتجاه دوران المخرج ، أي في اتجاه عقارب الساعة.
في حالة إزالة المغناطيس من الملف ، يتناقص التدفق المغناطيسي في الدائرة ، مما يعني أن المجال المغناطيسي الناتج عن التيار المستحث موجه ضد الانخفاض في مجال المغناطيس. لتحديد اتجاه التيار ، تحتاج إلى فك المسمار ، وسيشير اتجاه دوران المثقاب إلى اتجاه التيار في الموصل - عكس اتجاه عقارب الساعة.
المولد الكهربائي هو جهاز يتم فيه تحويل أشكال الطاقة غير الكهربائية (الميكانيكية والكيميائية والحرارية) إلى طاقة كهربائية.
تصنيف المولدات الكهروميكانيكية
حسب نوع المحرك الرئيسي:
مولد توربيني - مولد كهربائي يتم تشغيله بواسطة توربين بخاري أو محرك توربيني غازي ؛
Hydrogenerator - مولد كهربائي يتم تشغيله بواسطة توربين هيدروليكي ؛
مولد ديزل - مولد كهربائي يتم تشغيله بواسطة محرك ديزل ؛
مولد الرياح - مولد كهربائي يحول الطاقة الحركية للرياح إلى كهرباء ؛
حسب نوع التيار الكهربائي الناتج
مولد ثلاثي الأطوار مع ملفات نجمية
مع إدراج اللفات في مثلث
عن طريق الإثارة
مع إثارة المغناطيس الدائم
مع التحفيز الخارجي
مع الإثارة الذاتية
مع الإثارة المتسلسلة
مع الإثارة الموازية
بإثارة مختلطة
وفقًا لمبدأ التشغيل ، يمكن أن تكون المولدات متزامنة أو غير متزامنة.
المولدات غير المتزامنة بسيطة من الناحية الهيكلية وغير مكلفة في التصنيع ، وأكثر مقاومة لتيارات ماس ​​كهربائى والأحمال الزائدة. يعد المولد الكهربائي غير المتزامن مثاليًا لتشغيل حمولة مقاومة: المصابيح المتوهجة ، والسخانات الكهربائية ، والإلكترونيات ، والمواقد الكهربائية ، وما إلى ذلك ، ولكن حتى الحمل الزائد قصير المدى غير مقبول بالنسبة لهم ، لذلك ، عند توصيل المحركات الكهربائية ، هناك نوع غير إلكتروني من آلة لحام وأدوات كهربائية وأحمال حثي أخرى ، هناك هامش للطاقة يجب أن يكون على الأقل ثلاث مرات ، ويفضل أربع مرات.
المولد المتزامن مثالي للمستهلكين الاستقرائيين الذين لديهم تيارات بدء عالية. إنها قادرة على تحمل الحمل الزائد بخمسة أضعاف لمدة ثانية واحدة.
مبدأ تشغيل المولد الحالي
يعمل المولد على أساس قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي - يتم تحفيز القوة الدافعة الكهربائية (EMF) في دائرة مستطيلة (إطار سلكي) تدور في مجال مغناطيسي موحد.
تحدث EMF أيضًا في إطار مستطيل ثابت إذا تم تدوير المغناطيس فيه.
أبسط مولد هو إطار مستطيل يوضع بين مغناطيسين بأقطاب مختلفة. من أجل إزالة الجهد من الإطار الدوار ، يتم استخدام حلقات الانزلاق.

يتكون مولد السيارة من جسم وغطاءين بفتحات للتهوية. يدور الدوار في 2 محامل ويتم تشغيله بواسطة بكرة. الجزء المتحرك في جوهره عبارة عن مغناطيس كهربائي يتكون من ملف واحد. يتم إمدادها بالتيار الكهربائي باستخدام حلقتين نحاسيتين وفرشاة جرافيت موصولين بمنظم مرحل إلكتروني. إنه مسؤول عن ضمان أن يكون خرج الجهد بواسطة المولد دائمًا ضمن النطاق المقبول البالغ 12 فولت مع التفاوتات ولا يعتمد على سرعة البكرة. يمكن تركيب منظم الترحيل في مبيت المولد أو وضعه خارجه.
يتكون الجزء الثابت من ثلاث لفات نحاسية متصلة ببعضها البعض في مثلث. يتم توصيل جسر المعدل المكون من 6 صمامات ثنائية أشباه الموصلات بنقاط الاتصال الخاصة بهم ، والتي تحول الجهد من التيار المتردد إلى التيار المستمر.
يتكون المولد الكهربائي الذي يعمل بالبنزين من محرك ومولد تيار يقوم بتشغيله مباشرة ، ويمكن أن يكون إما متزامنًا أو غير متزامن.
المحرك مجهز بأنظمة: البدء ، حقن الوقود ، التبريد ، التزييت ، ثبات السرعة. يتم امتصاص الاهتزازات والضوضاء بواسطة كاتم الصوت ومخمدات الاهتزاز وامتصاص الصدمات.
التيار الكهربائي المتردد
التذبذبات الكهرومغناطيسية ، مثل التذبذبات الميكانيكية ، من نوعين: حر وإجباري.
التذبذبات الكهرومغناطيسية الحرة ، التذبذبات المثبطة دائمًا. لذلك ، لا يتم استخدامها تقريبًا في الممارسة. بينما يتم استخدام الاهتزازات القسرية في كل مكان وفي كل مكان. كل يوم يمكننا أن نلاحظ هذه التقلبات.
جميع شققنا مضاءة بالتيار المتردد. التيار المتردد ليس سوى تذبذبات كهرومغناطيسية قسرية. سيتغير التيار والجهد بمرور الوقت وفقًا للقانون التوافقي. يمكن الكشف عن التقلبات ، مثل الفولتية ، عن طريق تطبيق الجهد من المنفذ إلى راسم الذبذبات.
ستظهر موجة جيبية على شاشة راسم الذبذبات. يمكنك حساب تردد التيار المتردد. سوف يساوي التردد التذبذبات الكهرومغناطيسية. من المفترض أن يكون التردد القياسي للتيار المتردد الصناعي 50 هرتز. أي ، في ثانية واحدة ، يتغير اتجاه التيار في المخرج 50 مرة. تستخدم الشبكات الصناعية الأمريكية 60 هرتز.
سيؤدي التغيير في الجهد عند نهايات الدائرة إلى حدوث تغيير في القوة الحالية في دائرة الدائرة التذبذبية. ومع ذلك ، ينبغي أن يكون مفهوما أن التغيير الحقل الكهربائيفي جميع أنحاء السلسلة لا يحدث على الفور.
ولكن نظرًا لأن هذا الوقت أقل بكثير من فترة تذبذب الجهد عند نهايات الدائرة ، يُعتقد عادةً أن المجال الكهربائي في الدائرة يتغير فورًا ، حيث يتغير الجهد عند نهايات الدائرة.
يتم توليد الجهد المتناوب في المخرج بواسطة المولدات في محطات الطاقة. يمكن اعتبار أبسط مولد إطار سلكيًا يدور في مجال مغناطيسي موحد.
سوف يتغير التدفق المغناطيسي الذي يخترق الكفاف باستمرار وسيكون متناسبًا مع جيب التمام للزاوية بين ناقل الحث المغناطيسي والعادي للإطار. إذا تم تدوير الإطار بالتساوي ، فستكون الزاوية متناسبة مع الوقت.
لذلك ، سيتغير التدفق المغناطيسي وفقًا للقانون التوافقي:
Ф = B * S * cos (ω * t)
معدل تغير التدفق المغناطيسي ، المأخوذ بعلامة معاكسة ، وفقًا لقانون EMP ، سيكون مساويًا لـ EMF للحث.
Ei \ u003d -Ф '\ u003d Em * sin (ω * t).
إذا كانت الدائرة المتذبذبة متصلة بالإطار ، فحينئذٍ السرعة الزاويةسيحدد دوران الإطار تواتر تقلبات الجهد مناطق مختلفةالدوائر والتيارات. فيما يلي ، سننظر فقط في التذبذبات الكهرومغناطيسية القسرية.
يتم وصفها بالصيغ التالية:
u = Um * sin (ω * t) ،
u = Um * cos (ω * t)
هنا هو سعة تقلبات الجهد. تغير الجهد والتيار بنفس التردد ω. لكن تقلبات الجهد لا تتوافق دائمًا مع التقلبات الحالية ، لذلك من الأفضل استخدام صيغة أكثر عمومية:
أنا \ u003d Im * sin (ω * t + φ) ، حيث Im هي سعة التذبذبات الحالية ، و φ هي انزياح الطور بين تذبذبات التيار والجهد.
التيار المتردد ومعلمات الجهد
يتغير حجم التيار المتردد ، مثل الجهد ، باستمرار مع مرور الوقت. تستخدم المؤشرات الكمية للقياسات والحسابات المعلمات التالية:

الفترة T - الوقت الذي توجد خلاله دورة كاملة واحدة من التغيير الحالي في كلا الاتجاهين بالنسبة إلى الصفر أو متوسط ​​القيمة.
التردد f هو مقلوب الفترة ، يساوي عدد الفترات في ثانية واحدة. الدورة الواحدة في الثانية هي هرتز واحد (1 هرتز)
و = 1 / T.
التردد الدوري ω - التردد الزاوي يساوي عدد الفترات في ثانيتين ونصف.

ω = 2πf = 2π / T.
يستخدم عادة عند حساب التيار والجهد على شكل جيبي. بعد ذلك ، خلال هذه الفترة ، لا يمكن للمرء أن يأخذ في الاعتبار التردد والوقت ، ولكن يمكنه إجراء الحسابات بالراديان أو بالدرجات. T = 2π = 360 درجة
المرحلة الأولية ψ هي قيمة الزاوية من الصفر (t = 0) إلى بداية الفترة. يقاس بالراديان أو بالدرجات. يظهر في شكل الرسم البياني للتيار الجيبي الأزرق. يمكن أن تكون المرحلة الأولية قيمة موجبة أو سالبة ، على التوالي إلى يمين أو يسار الصفر على الرسم البياني.
القيمة اللحظية - قيمة الجهد أو التيار المقاس بالنسبة للصفر في أي وقت محدد.
أنا = أنا (ر) ؛ ش = ش (ر)
يمكن اعتبار تسلسل جميع القيم اللحظية في أي فترة زمنية كدالة للتغيير في التيار أو الجهد بمرور الوقت. على سبيل المثال ، يمكن التعبير عن التيار أو الجهد الجيبي كدالة:
أنا = Iampsin (ωt) ؛ ش = Uampsin (ωt)
مع مراعاة المرحلة الأولية:
أنا = Iampsin (t + ψ) ؛ ش = Uampsin (t + ψ)
هنا Iamp و Uamp هما قيم اتساع التيار والجهد.
قيمة السعة - أقصى قيمة لحظية في القيمة المطلقة للفترة.
Iamp = max | i (t) | ؛ Uamp = max | u (t) |
يمكن أن تكون موجبة أو سالبة حسب الموضع بالنسبة للصفر. في كثير من الأحيان ، بدلاً من قيمة السعة ، يتم استخدام مصطلح السعة الحالية (الجهد) - أقصى انحراف عن الصفر.
د / ث
تقرير عن الموضوع (حسب اختيار الطالب)
انتاج ونقل الكهرباء
محول. نقل الكهرباء عن بعد
توفير الطاقة في الحياة اليومية التجارب الأولى على نقل الكهرباء عن بعد كفاءة المحول. الجهاز والعمل استخدام الكهرباء مولد توربيني. الجهاز والعمل
المهدرجة. الجهاز والعمل
مولد ديزل. الجهاز والعمل
مولد الرياح. الجهاز والعمل
مهام الحل المستقل
قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي.
1. تغير التدفق المغناطيسي داخل ملف بعدد دورات يساوي 400 من 0.1 واط إلى 0.9 واط في 0.2 ثانية. حدد emf المستحث في الملف.
2. حدد التدفق المغناطيسي الذي يمر عبر منطقة مستطيلة ذات جوانب 20x40 سم ، إذا تم وضعها في مجال مغناطيسي موحد باستقراء 5 T بزاوية 60 درجة على خطوط الحث المغناطيسي للمجال.
3. كم عدد الدورات التي يجب أن يحتوي عليها الملف بحيث عندما يتغير التدفق المغناطيسي بداخله من 0.024 إلى 0.056 واط في 0.32 ثانية ، يتم إنشاء متوسط ​​emf فيه. 10 فولت؟
EMF للحث في الموصلات المتحركة.
1. تحديد EMF الحثي في ​​نهايات أجنحة الطائرة An-2 ، بطول 12.4 مترًا ، إذا كانت سرعة الطائرة في الرحلة الأفقية 180 كم / ساعة ، والمكون الرأسي لمتجه تحريض المجال المغناطيسي للأرض 0.5 10-4 طن.
2. ابحث عن EMF الحثي على أجنحة طائرة Tu-204 ، بطول 42 مترًا ، تطير أفقيًا بسرعة 850 كم / ساعة ، إذا كان المكون الرأسي لمتجه تحريض المجال المغناطيسي للأرض هو 5 · 10- 5 ت.
الحث الذاتي EMF
1. يحدث تدفق مغناطيسي قدره 0.015 Wb في الملف عندما يمر تيار 5.0 A خلال المنعطفات ، كم عدد الدورات التي يحتويها الملف إذا كان محاثة 60 mH؟
2. كم مرة سيتغير محاثة الملف بدون قلب إذا تضاعف عدد الدورات فيه؟
3. ما emf. سيحدث الحث الذاتي في ملف مع محاثة 68 mH ، إذا اختفى تيار 3.8 A فيه خلال 0.012 ثانية؟
4. حدد محاثة الملف إذا ، عندما يضعف التيار فيه بمقدار 2.8 أمبير في 62 مللي ثانية ، يظهر متوسط ​​emf في الملف. الحث الذاتي 14 فولت.
5. ما هو الوقت الذي يستغرقه الملف مع محاثة 240 mH لزيادة التيار من صفر إلى 11.4 A إذا حدث متوسط ​​emf في هذه الحالة؟ الحث الذاتي 30 فولت؟
طاقة المجال الكهرومغناطيسي
1. تيار 20 A يتدفق عبر ملف محاثة مقدارها 0.6 H. ما هي طاقة المجال المغناطيسي للملف؟ كيف ستتغير هذه الطاقة عندما يتضاعف التيار؟ ثلاث مرات؟
2. ما شدة التيار التي يجب أن تمر عبر لف خنق بمحاثة مقدارها 0.5 Gn بحيث تكون طاقة المجال 100 J؟
3. طاقة المجال المغناطيسي الذي يكون الملف فيه أكبر وكم مرة إذا كان الأول له الخصائص: I1 = 10A ، L1 = 20 H ، والثاني: I2 = 20A ، L2 = 10 H؟
4. حدد طاقة المجال المغناطيسي للملف ، حيث يكون التدفق المغناطيسي عند تيار 7.5 أمبير هو 2.3 10-3 Wb. عدد اللفات في الملف 120.
5. حدد محاثة الملف إذا كانت طاقة مجاله المغناطيسي عند تيار 6.2 أمبير تساوي 0.32 ج.
6. المجال المغناطيسي للملف مع محاثة 95 mH له طاقة 0.19 J. ما هي القوة الحالية في الملف؟

في هذا الدرس موضوعه: "حكم لينز. سوف نتعلم قانون الحث الكهرومغناطيسي قاعدة عامة، مما يسمح بتحديد اتجاه التيار التعريفي في الدائرة ، التي أنشأها E.X. لينز. سننظر أيضًا في تجربة حلقات الألومنيوم ، والتي توضح هذه القاعدة بوضوح ، وصياغة قانون الحث الكهرومغناطيسي

من خلال الاقتراب من المغناطيس أو تحريكه بعيدًا عن الحلقة الصلبة ، نقوم بتغيير التدفق المغناطيسي الذي يتخلل منطقة الحلقة. وفقًا لنظرية ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ، يجب أن يحدث تيار كهربائي حثي في ​​الحلقة. من تجارب Ampere ، من المعروف أنه حيث يمر التيار ، ينشأ مجال مغناطيسي. وبالتالي ، تبدأ الحلقة المغلقة في التصرف مثل المغناطيس. أي أن هناك تفاعلًا بين مغناطيسين (مغناطيس دائم نحركه ودائرة مغلقة مع تيار).

نظرًا لأن النظام لم يستجب لاقتراب المغناطيس من الحلقة بقطع ، فيمكن استنتاج أن تيار الحث لا يحدث في دائرة مفتوحة.

أسباب تنافر أو جاذبية الحلقة للمغناطيس

1. عندما يقترب المغناطيس

عندما يقترب قطب المغناطيس ، تنفصل الحلقة عنه. أي أنه يتصرف مثل المغناطيس ، الذي له نفس القطب في جانبنا مثل المغناطيس الذي يقترب. إذا اقتربنا من القطب الشمالي للمغناطيس ، فسيتم توجيه متجه الحث المغناطيسي للحلقة مع التيار الحثي في ​​الاتجاه المعاكس بالنسبة لمتجه الحث المغناطيسي للقطب الشمالي للمغناطيس (انظر الشكل 2).

أرز. 2. اقتراب المغناطيس من الحلبة

2. عند إزالة المغناطيس من الحلقة

عندما يتم إزالة المغناطيس ، فإن الحلقة تسير خلفه. وبالتالي ، من جانب المغناطيس المتراجع ، يتشكل القطب المقابل بالقرب من الحلقة. يتم توجيه متجه الحث المغناطيسي للحلقة مع التيار في نفس اتجاه ناقل الحث المغناطيسي للمغناطيس المتراجع (انظر الشكل 3).

أرز. 3. إزالة المغناطيس من الحلقة

من هذه التجربة ، يمكننا أن نستنتج أنه عندما يتحرك المغناطيس ، فإن الحلقة تتصرف أيضًا كمغناطيس ، وتعتمد قطبية ذلك على ما إذا كان التدفق المغناطيسي الذي يخترق منطقة الحلقة يزيد أو ينقص. إذا زاد التدفق ، فإن نواقل الحث المغناطيسي للحلقة والمغناطيس يكونان في الاتجاه المعاكس. إذا انخفض التدفق المغناطيسي عبر الحلقة بمرور الوقت ، فإن متجه تحريض المجال المغناطيسي للحلقة يتزامن في الاتجاه مع متجه تحريض المغناطيس.

يمكن تحديد اتجاه تيار الحث في الحلقة من خلال القاعدة اليد اليمنى. إذا وجهت إبهام يدك اليمنى في اتجاه ناقل الحث المغناطيسي ، فستشير أربعة أصابع منحنية إلى اتجاه التيار في الحلقة (انظر الشكل 4).

أرز. 4. حكم اليد اليمنى

عندما يتغير التدفق المغناطيسي الذي يخترق الدائرة ، ينشأ تيار تحريضي في الدائرة في مثل هذا الاتجاه للتعويض عن التغيير في التدفق المغناطيسي الخارجي بتدفقه المغناطيسي.

إذا زاد التدفق المغناطيسي الخارجي ، فإن تيار الحث يميل إلى إبطاء هذه الزيادة مع مجاله المغناطيسي. إذا انخفض التدفق المغناطيسي ، فإن التيار الاستقرائي مع مجاله المغناطيسي يميل إلى إبطاء هذا الانخفاض.

يتم التعبير عن ميزة الحث الكهرومغناطيسي هذه بواسطة علامة الطرح صيغة EMFاستقراء.

قانون الحث الكهرومغناطيسي

عندما يتغير التدفق المغناطيسي الخارجي الذي يخترق الدائرة ، يظهر تيار تحريضي في الدائرة. في هذه الحالة ، تكون قيمة القوة الدافعة الكهربائية مساوية عدديًا لمعدل تغير التدفق المغناطيسي ، المأخوذة بعلامة "-".

حكم لينز هو نتيجة لقانون حفظ الطاقة في الظواهر الكهرومغناطيسية.

فهرس

1. مياكيشيف ج. الفيزياء: Proc. لـ 11 خلية. تعليم عام المؤسسات. - م: التعليم ، 2010.
2. كاسيانوف ف. الفيزياء. الصف 11: Proc. للتعليم العام المؤسسات. - م: بوستارد ، 2005.
3. Gendenstein L.E.، Dick Yu.I. الفيزياء 11. - M: Mnemosyne.

الواجب المنزلي

1. أسئلة في نهاية الفقرة 10 (ص 33) - مياكيشيف ج. فيزياء 11 (انظر قائمة القراءة الموصى بها)
2. كيف يتم صياغة قانون الحث الكهرومغناطيسي؟
3. لماذا توجد علامة "-" في صيغة قانون الحث الكهرومغناطيسي؟

1. مهرجان بوابة الإنترنت. 1september.ru ().
2. بوابة الإنترنت Physics.kgsu.ru ().
3. بوابة الإنترنت Youtube.com ().

تم اكتشاف ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي من قبل الفيزيائي الإنجليزي البارز M. Faraday في عام 1831. وهي تتكون من حدوث تيار كهربائي في دائرة موصلة مغلقة مع تغيير في وقت اختراق التدفق المغناطيسي للدائرة.
يسمى التدفق المغناطيسي Φ عبر المنطقة S من الكفاف بالقيمة

Φ = B S cos α ،

حيث B هو معامل ناقل الحث المغناطيسي ، α هي الزاوية بين المتجه والعادي لمستوى الكنتور (الشكل 4.20.1).

الشكل 4.20.1.
التدفق المغناطيسي من خلال دائرة مغلقة. يرتبط اتجاه الاتجاه الطبيعي والإيجابي المحدد لاجتياز الكفاف بقاعدة المحول الأيمن.
يمكن بسهولة تعميم تعريف التدفق المغناطيسي على حالة مجال مغناطيسي غير متجانس ومحيط غير مستوي. تسمى وحدة التدفق المغناطيسي في نظام SI بـ Weber (Wb). يتم إنشاء تدفق مغناطيسي يساوي 1 Wb بواسطة مجال مغناطيسي مع تحريض 1 T ، يخترق كفافًا مسطحًا قدره 1 م 2 في الاتجاه الطبيعي:

1 واط = 1 طن 1 متر مربع.

أثبت فاراداي تجريبيًا أنه عندما يتغير التدفق المغناطيسي في دائرة موصلة ، ينشأ EMF للحث Eind ، يساوي السرعةالتغييرات في التدفق المغناطيسي عبر السطح الذي يحده الكفاف ، مأخوذة بعلامة ناقص:

تظهر التجربة أن تيار الحث المثار في دائرة مغلقة عندما يتغير التدفق المغناطيسي يتم توجيهه دائمًا بطريقة تجعل المجال المغناطيسي الذي يخلقه يمنع حدوث تغيير في التدفق المغناطيسي الذي يسبب التيار الاستقرائي. يسمى هذا البيان حكم لينز (1833).
أرز. يوضح الشكل 4.20.2 قاعدة لينز في مثال الدائرة الموصلة الثابتة ، والتي تكون في مجال مغناطيسي منتظم ، حيث يزداد معامل الاستقراء بمرور الوقت.

الشكل 4.20.2.
رسم توضيحي لحكم لينز. في هذا المثال ، يوجد حقل< 0. Индукционный ток Iинд течет навстречу выбранному положительному направлению обхода контура.
تعكس قاعدة لينز الحقيقة التجريبية التي مفادها أن ind ودائمًا ما يكون لها إشارات معاكسة (علامة الطرح في صيغة فاراداي). حكم لينز عميق المعنى المادييعبر عن قانون الحفاظ على الطاقة.
يمكن أن يحدث تغيير في التدفق المغناطيسي الذي يخترق دائرة مغلقة لسببين.
1. يتغير التدفق المغناطيسي بسبب حركة الدائرة أو أجزائها في مجال مغناطيسي ثابت في الوقت المناسب. هذا هو الحال عندما تتحرك الموصلات ومعها ناقلات الشحن المجانية في مجال مغناطيسي. يتم تفسير حدوث الحث الكهرومغناطيسي من خلال عمل قوة لورنتز على الشحنات المجانية في الموصلات المتحركة. تلعب قوة لورنتز دور قوة خارجية في هذه الحالة.
ضع في اعتبارك ، على سبيل المثال ، حدوث الحث EMF في دائرة مستطيلة موضوعة في مجال مغناطيسي منتظم عمودي على مستوى الدائرة. دع أحد جانبي محيط الطول l ينزلق بسرعة على طول الجانبين الآخرين (الشكل 4.20.3).

الشكل 4.20.3.
حدوث تحريض EMF في موصل متحرك. يشار إلى مكون قوة لورنتز التي تعمل على الإلكترون الحر.
تعمل قوة لورنتز على الشحنات المجانية في هذا القسم من الكفاف. يتم توجيه أحد مكونات هذه القوة ، المرتبطة بسرعة نقل الشحنات ، على طول الموصل. يظهر هذا المكون في الشكل. 4.20.3. إنها تلعب دور قوة خارجية. معاملها هو

عمل القوة FL على المسار l يساوي

A = FL · l = eυBl.

حسب تعريف EMF

في الأجزاء الثابتة الأخرى من الكفاف ، القوة الخارجية تساوي صفرًا. يمكن إعطاء نسبة ind بصيغة مألوفة. بمرور الوقت Δt ، تتغير منطقة الكنتور بمقدار ΔS = lυΔt. التغيير في التدفق المغناطيسي خلال هذا الوقت يساوي ΔΦ = BlυΔt. لذلك،

من أجل تعيين العلامة في الصيغة التي تربط ind ومن الضروري اختيار الاتجاه الطبيعي والاتجاه الإيجابي لاجتياز الكنتور ، والتي تتوافق مع بعضها البعض وفقًا لقاعدة المثبط الصحيح ، كما هو الحال في تين. 4.20.1 و 4.20.2. إذا تم ذلك ، فمن السهل الوصول إلى صيغة فاراداي.
إذا كانت مقاومة الدائرة بأكملها تساوي R ، فإن تيارًا استقرائيًا يساوي Iind \ u003d ind / R سيتدفق خلالها. خلال الوقت Δt ، سيتم إطلاق حرارة جول على المقاومة R (انظر الفقرة 4.11)

السؤال الذي يطرح نفسه: من أين تأتي هذه الطاقة ، لأن قوة لورنتز لا تعمل! نشأت هذه المفارقة لأننا أخذنا في الاعتبار عمل مكون واحد فقط من قوة لورنتز. عندما يتدفق تيار حثي عبر موصل في مجال مغناطيسي ، فإن الشحنات الحرة تتأثر بمكون آخر من قوة لورنتز ، المرتبط بـ السرعة النسبيةحركة الشحنات على طول الموصل. هذا المكون مسؤول عن ظهور قوة الأمبير. للحالة الموضحة في الشكل. 4.20.3 ، معامل قوة أمبير يساوي FA = IBl. يتم توجيه قوة الأمبير نحو حركة الموصل ؛ لذلك ترتكب سلبي عمل ميكانيكي. خلال الوقت Δt ، هذا العمل Amex يساوي

الموصل الذي يتحرك في مجال مغناطيسي ، والذي يتدفق من خلاله تيار الحث ، يختبر فرملة مغناطيسية. إجمالي عمل قوة لورنتز يساوي صفرًا. يتم إطلاق حرارة الجول في الدائرة إما بسبب عمل قوة خارجية تحافظ على سرعة الموصل دون تغيير ، أو بسبب انخفاض الطاقة الحركية للموصل.
2. السبب الثاني للتغيير في اختراق التدفق المغناطيسي للدائرة هو التغيير في وقت المجال المغناطيسي عندما تكون الدائرة ثابتة. في هذه الحالة ، لم يعد من الممكن تفسير حدوث الحث الكهرومغناطيسي بفعل قوة لورنتز. لا يمكن تحريك الإلكترونات الموجودة في موصل ثابت إلا بواسطة مجال كهربائي. يتم إنشاء هذا المجال الكهربائي بواسطة مجال مغناطيسي متغير بمرور الوقت. عمل هذا المجال عند تحريك شحنة موجبة واحدة على طول دائرة مغلقة يساوي الحث EMF في موصل ثابت. لذلك ، فإن المجال الكهربائي الناتج عن المجال المغناطيسي المتغير ليس محتملاً. يطلق عليه المجال الكهربائي الدوامة. تم إدخال فكرة المجال الكهربائي الدوامة إلى الفيزياء من قبل الفيزيائي الإنجليزي العظيم ج. ماكسويل (1861).
ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي في الموصلات الثابتة ، والتي تحدث عندما يتغير المجال المغناطيسي المحيط ، توصف أيضًا في صيغة فاراداي. وبالتالي ، فإن ظاهرة الحث في الموصلات المتحركة والثابتة تسير بنفس الطريقة ، لكن السبب المادي لحدوث التيار الاستقرائي يتضح أنه مختلف في هاتين الحالتين: في حالة الموصلات المتحركة ، يكون الحث EMF مستحقًا لقوة لورنتز ؛ في حالة الموصلات الثابتة ، يكون الحث الكهرومغناطيسي نتيجة للعمل على الشحنات الحرة للمجال الكهربائي الدوامي الذي يحدث عندما يتغير المجال المغناطيسي.

الغرض من الدرس: لتشكيل مفهوم تيار الحث ، لتطوير القدرة على تحديد اتجاه التيار الحثي باستخدام قاعدة لينز.

خلال الفصول

فحص الواجبات المنزلية

- كيف تم اكتشاف ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي بواسطة M. Faraday؟

عرض تجارب فاراداي على كشف الحث الكهرومغناطيسي.

استخلص الاستنتاجات واشرح نوع الظاهرة - الحث الكهرومغناطيسي؟

ما الذي يحدد مقدار التيار الحثي في ​​الدائرة؟

ما هو التدفق المغناطيسي؟

قم بعمل رسم على السبورة واشتق معادلة لحساب التدفق المغناطيسي.

تعلم مواد جديدة

إذا تم توصيل الجلفانومتر بملف قد يحدث فيه تيار تحريضي ، فيمكن ملاحظة أن الإبرة تنحرف إلى الداخل جوانب مختلفةاعتمادًا على ما إذا كان المغناطيس يقترب من الملف أو يتحرك بعيدًا ؛ يعتمد انحراف إبرة الجلفانومتر على قطب المغناطيس.

هذا يعني أن التيار المستحث يغير اتجاهه. الملف ذو التيار المتدفق يشبه المغناطيس مع الجنوب و القطب الشمالي. يمكنك توقع متى يجذب الملف المغناطيس ومتى يتنافر.

تفاعل المغناطيس مع تيار حثي.

يجب القيام بالعمل لتقريب المغناطيس والملف من بعضهما البعض. منذ أن اقترب المغناطيس من الملف ، يظهر نفس القطب في أقرب نهاية للملف ، يتنافر المغناطيس والملف مع بعضهما البعض. إذا تم جذبهم ، فسيتم انتهاك قانون الحفاظ على الطاقة. إثبات هذا الموقف. قم بتأكيد الاستنتاج باستخدام الجهاز الموضح في الشكل. من الواضح أنه عندما يقترب المغناطيس من حلقة مغلقة ، سيتم صده من المغناطيس. عند إزالة المغناطيس من الحلقة ، يبدأ في الانجذاب إلى المغناطيس.

لا يحدث شيء للحلقة المقطوعة ، حيث لا يوجد تيار حثي فيها.

يعتمد ما إذا كان الملف يصد أو يجذب مغناطيسًا على اتجاه تيار الحث.

بناءً على قانون الحفاظ على الطاقة ، تم الحصول على قاعدة تسمح للشخص بتحديد اتجاه التيار التعريفي.

في الشكل الأول ، نرى أنه عندما يقترب المغناطيس من الملف ، يزداد التدفق المغناطيسي الذي يخترق لفات الملف ، وفي الحالة الثانية يتناقص.

في الصورة الأولى ، تخرج خطوط الحث التي تم إنشاؤها حديثًا من الطرف العلوي للملف (الملف يصد المغناطيس) ، وفي الصورة الثانية يكون الاتجاه المعاكس.

حكم لينز. يقاوم تيار الحث الذي ينشأ في دائرة مغلقة التغيير في التدفق المغناطيسي الناتج عن مجاله المغناطيسي.

توحيد المواد المدروسة.

كيفية تحديد اتجاه التيار التعريفي؟

ماذا سيحدث في الحلقة عند إدخال مغناطيس فيها ، إذا كانت الحلقة مصنوعة من: أ) ليست موصلًا ؛

ب) موصل. ج) موصل فائق؟

درس الفيزياء للصف الحادي عشر حول الموضوع:

"الحث الكهرومغناطيسي. حكم لينز

الغرض من الدرس:

التعليمية: لتعريف الطلاب بظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ، وإعادة إنتاج تجارب فاراداي ، وإظهار أن تيار الحث يظهر عندما يتغير التدفق المغناطيسي الذي يخترق الدائرة ؛ اشتق الصيغة وفهم المعنى المادي لقانون الحث الكهرومغناطيسي ؛ صياغة قاعدة لينز.

التعليمية:لتشكيل مهارات العمل الجماعي بالاشتراك مع استقلالية الطلاب ، لتنمية الحاجة المعرفية والاهتمام بالموضوع ؛

تطوير:تطوير القدرة على إدراك المعلومات والأداء بسرعة مهام عملية؛ تطوير التفكير المنطقي والانتباه ، والقدرة على التحليل ، ومقارنة النتائج التي تم الحصول عليها ، واستخلاص النتائج المناسبة.

خطة الدرس:

التعريفي الحالي.

الحث الكهرومغناطيسي في التكنولوجيا الحديثة

إصلاح الموضوع: العمل المخبري"الحث الكهرومغناطيسي"

تلخيص الدرس أنا . بيان بالمهمة التعليمية.

لقد مررنا بموضوع "المجال المغناطيسي". اليوم علينا معرفة كيف تعلمت هذه المادة. دعونا نُعمم المعرفة حول المجال المغناطيسي ونستمر في تحسين القدرة على تفسير الظواهر المغناطيسية.

ثانيًا. تنفيذ المعرفة الأساسية.

للقيام بذلك ، يجب أن نجيب على بعض الأسئلة معك.

ما هو التيار الكهربائي؟

ما هو ضروري لوجود التيار الكهربائي؟

ما الذي يخلق المجال المغناطيسي؟

كيف يمكن الكشف عن المجال المغناطيسي؟

ما هي القيمة التي تميز المجال المغناطيسي عند كل نقطة؟

ما هي وحدة قياس الحث المغناطيسي؟

ما هو 1T يساوي؟

ما هي القيمة التي تميز المجال المغناطيسي في منطقة معينة من الفضاء؟

ما هي وحدة قياس التدفق المغناطيسي؟

ما هو 1 Wb يساوي؟

ما الذي يحدد اختراق التدفق المغناطيسي لمنطقة دائرة مسطحة موضوعة في مجال مغناطيسي منتظم؟

أكمل التعريفات التالية:

أ) قوة لورنتز هي ...

ب) قوة الأمبير هي ..

ب) درجة حرارة كوري هي ...

د) تميز النفاذية المغناطيسية للوسط ..

13. اكتب الصيغ للحسابات:

أ) قوات لورنتز

ب) قوى أمبير

ج) معامل ناقل الحث المغناطيسي

د) التدفق المغناطيسي

د) النفاذية المغناطيسية للوسط

14. قوة الأمبير المطبقة ..

15. تم استخدام قوة لورنتز ..

ثالثا. تعلم مواد جديدة

لذلك ، بعد تلخيص المعرفة حول المجال المغناطيسي ، سنستمر في تحسين القدرة على تفسير الظواهر المغناطيسية.

سنفتح اليوم في الدرس ظاهرة جديدة ، وهي واحدة من أبرزها الانجازات العلميةالنصف الأول من القرن التاسع عشر ، والذي تسبب في ظهور الهندسة الكهربائية والراديو وتطورها السريع. لذا ، انطلق من أجل المعرفة!

موضوع الدرس هو "الحث الكهرومغناطيسي. حكم لينز

تسلسل عرض المواد الجديدة

تاريخ اكتشاف ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي.

عرض لتجارب فاراداي على الحث الكهرومغناطيسي.

التعريفي الحالي.

أسباب التعريفي الحالي.

اتجاه تيار الحث. حكم لينز

قانون الحث الكهرومغناطيسي.

العمل المخبري "الحث الكهرومغناطيسي"

في وقت سابق في الديناميكا الكهربائية ، تمت دراسة الظواهر المرتبطة أو الناتجة عن وجود المجالات الكهربائية والمغناطيسية الثابتة للوقت (ثابتة وثابتة). هل تظهر ظواهر جديدة في ظل وجود مجالات متغيرة؟

تاريخ اكتشاف ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي.

على الشاشة صورة للسيد فاراداي (1791 - 1867).

معلومات ببليوغرافية: M. Faraday

عرض لتجارب فاراداي على الحث الكهرومغناطيسي وتحليل التجارب

تجربة 1.إدخال (إزالة) شريط مغناطيسي من دائرة مغلقة متصلة بجلفانومتر.

تجربة 2.عندما يتم إغلاق (فتح) المفتاح ، يتم تحريك محرك مقاومة متغيرة ، ويتغير المجال المغناطيسي الذي يخترق الملف ، ويظهر تيار فيه.

التيار الذي يحدث في الملف عندما يتحرك مغناطيس دائم بالنسبة له يسمى تيار الحث. يتم تحفيز هذا التيار في الملف ، أي بواسطة مغناطيس متحرك. . المجال المغناطيسي الذي لا يتغير لا يخلق تيار تحريضي .

تجربة 3.دوران الإطار في مجال مغناطيسي.

يحدث التيار الاستقرائي في الدائرة إذا وفقط إذا تجاوز الموصل خطوط المجال المغناطيسي.

التعريفي الحالي.

نظرنا في طرق الحصول على تيار التعريفي:

حركة المغناطيس بالنسبة للملف ؛

حركة الملف بالنسبة للمغناطيس ؛

إغلاق وفتح الدائرة ؛

دوران الإطار داخل المغناطيس ؛

تحريك شريط التمرير المتغير.

حركة ملف واحد بالنسبة لآخر.

أسباب التعريفي الحالي:

فقط عند تغيير التدفق المغناطيسي الذي يخترق المنطقة التي يغطيها الموصل (عندما يتحرك المغناطيس والملف بالنسبة لبعضهما البعض) ؛

بسبب التغيير في القوة الحالية في الدائرة (عند إغلاق الدائرة وفتحها) ؛

عن طريق تغيير اتجاه الكفاف فيما يتعلق بخطوط الحث المغناطيسي.

خاتمة:يمكن للحقل المغناطيسي المتناوب فقط إنشاء تيار (تيار حثي). يشير انحراف مؤشر الجلفانومتر إلى وجود تيار تحريضي في دائرة الملف. بمجرد توقف الحركة ، يتوقف التيار أيضًا.

ماذا تعلمنا اليوم؟ ظاهرة. أيّ؟ ظاهرة حدوث التيار التعريفي في دائرة مغلقة. هذه هي ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي.. شرط حدوثه هو تغيير في عدد خطوط الحث المغناطيسي عبر سطح يحده كفاف.

في جميع الحالات ، يمكن ملاحظة أن التيار الكهربائي يحدث عندما يتغير المجال المغناطيسي ، أي عندما يتغير الرقم خطوط القوةاختراق الملف. أنتقل إلى اللغة كميات فيزيائية، يمكن أن يسمى السبب الشائع للتيار تغيير في التدفق المغناطيسي الذي يخترق الدائرة. أكدت دراسات كمية أخرى ذلك ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي هي حدوث تيار في دائرة مغلقة عندما يتغير التدفق المغناطيسي عبر الدائرة. يتم استدعاء التيار الناتج بواسطة التعريفي الحالي.

اشرح سبب تيار الحث

يحدث تيار الحث تحت تأثير مجال كهربائي ناتج عن تغيير المجال المغناطيسي. مثل أي مجال كهربائي ، يعمل على تحريك الشحنة في الدائرة. لا يرتبط المجال الكهربائي الذي ينشأ في عملية تغيير المجال المغناطيسي بأي توزيع للشحنات الكهربائية. يرتبط المجال المغناطيسي المتناوب ارتباطًا وثيقًا بهذا المجال الكهربائي ، وبالتالي يقولون إننا نتعامل في هذه الحالة حقل كهرومغناطيسي. خطوط قوة المجال الكهربائي المرتبطة بالمجال المغناطيسي المتناوب ليس لها بداية ونهاية - فهي مغلقة مثل خطوط القوة في المجال المغناطيسي. يسمى هذا المجال حقل دوامة. يخلق المجال الكهربائي الدوامة الذي يحدث في عملية الحث الكهرومغناطيسي تيارًا كهربائيًا في موصل مغلق ، وبالتالي ، فهو قادر على التسبب في دوران الشحنات الكهربائية. في هذا الصدد ، يصبح من الضروري إدخال خاصية طاقة خاصة للمجال الكهربائي الدوامة: القوة الدافعة الكهربائية للحث (والمختصرة بالحث EMF). يتم الإشارة إليها بواسطة الحث EMF بالحرف ε i. القوة الدافعة الكهربائية للتحريض هي نسبة الشغل الذي يقوم به مجال الدوامة عند الحركة الشحنة الكهربائيةفي حلقة مغلقة ، إلى وحدة الشحنة المنقولة:

ε أنا = دوامة / س

يتم التعبير عن EMF للحث ، مثل الجهد ، بالفولت. وفقًا لقانون أوم للدائرة المغلقة أنا = ε أنا / ص

حيث R هي مقاومة الدائرة المغلقة بأكملها. أظهرت تجارب فاراداي أن قوة التيار الاستقرائي أنا في دائرة موصلة تتناسب طرديًا مع معدل التغيير في عدد خطوط الحث المغناطيسي التي تخترق السطح الذي تحده هذه الدائرة.

تجربة 4: إدخال (إزالة) مغناطيس في دائرة مغلقة ، بمغناطيس واحد أولاً ، ثم بمغناطيسين.

خاتمة: يعتمد حجم التيار على حجم الحث المغناطيسي.

إذا تم إدخال نفس المغناطيس الدائم في الملف (انظر الشكل 1) ، ولكن بسرعات مختلفة ، فيمكن ملاحظة أنه مع الحركة السريعة للمغناطيس ، تكون القوة الحالية أكبر من القوة البطيئة.

تجربة 5:أدخل المغناطيس ببطء في البداية ، ثم بسرعة.

خاتمة: مقدار التيار يعتمد على معدل إدخال المغناطيس.

لذلك ، فإن قوة تيار الحث تتناسب مع معدل تغير التدفق المغناطيسي عبر السطح الذي يحده المحيط: أنا ~ ∆ F. /∆ ر

منذ R لا تعتمد على ∆ F.ثم التعريفي emf ε i ~ ∆ F. /∆ ر

وبالتالي ، نستنتج: إن المجالات الكهرومغناطيسية للحث يتناسب مع معدل تغير المجال المغناطيسي الذي يخترق الملف.

الخبرة 6.اعتماد EMF على عدد المنعطفات في الملف.

خاتمة:تتناسب قوة تيار الحث ، وبالتالي EMF للحث ، مع عدد لفات الملف الثانوي بنفس معدل تغير المجال المغناطيسي.

ε أنا ~ ن ∆ F. /∆ ر

يتزامن التعريفي emf في الاتجاه مع التيار المستحث.

وهكذا ، من التجارب التي تم إجراؤها ، نستنتج: إن التعريفي emf يتناسب مع معدل تغير المجال المغناطيسي الذي يخترق الملف ، وعدد الدورات عليه. أظهرت تجارب فاراداي أن قوة التيار الاستقرائي أنا في دائرة موصلة تتناسب طرديًا مع معدل التغيير في عدد خطوط الحث المغناطيسي التي تخترق السطح الذي تحده هذه الدائرة.

اتجاه تيار الحث

تجربة 7:إدخال (إزالة) المغناطيس أولاً بواسطة القطب الشمالي ، ثم القطب الجنوبي.

خاتمة:يعتمد اتجاه التيار على اتجاه المجال المغناطيسي.

تجربة 8.إثبات اعتماد اتجاه التيار عند إغلاق أو فتح دائرة الملف الأساسي.

بعد أن درس في عام 1831 جميع جوانب الحث الكهرومغناطيسي الأكثر أهمية ، أنشأ فاراداي عدة قواعد لتحديد اتجاه التيار الاستقرائي في حالات مختلفة ، لكنه لم يستطع العثور على قاعدة عامة. تأسست لاحقًا ، في عام 1834 ، من قبل الأكاديمي في سانت بطرسبرغ إميل خريستيانوفيتش لينز ، وبالتالي تحمل اسمه.

حكم لينز.

التحقيق في ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ، أنشأ E.X. Lenz في عام 1833 قاعدة عامة لتحديد اتجاه تيار الحث: دائمًا ما يكون للتيار الحثي اتجاه بحيث يتداخل مجاله المغناطيسي مع السبب الذي تسبب في هذا التيار.

تجربة 9.مظاهرة لتجربة لينز. في التثبيت ، أحضر المغناطيس إلى حلقة صلبة. يرون: الحلقة تنفر من قطب المغناطيس. إذا وضعت الحلقة على المغناطيس ثم سحبت المغناطيس منه ، فستصل الحلقة إلى المغناطيس. كما يتضح ، فإن التيار المستحث في الحلقة يمنع المغناطيس من الاقتراب في الحالة الأولى ، وإزالته في الحالة الثانية.

على أساس هذه الملاحظات ، اقترح العالم الروسي E. Kh. Lenz القاعدة التالية لتحديد اتجاه التيار المستحث في الموصل: يتم توجيه تيار الحث دائمًا بحيث يقاوم مجاله المغناطيسي التغيير في المجال المغناطيسي هذه الأسباب الحالية.

يتم تحديد اتجاه تيار الحث وفقًا لقاعدة gimlet ، وفقًا لقاعدة اليد اليمنى.

المعلم: لتحديد اتجاه التيار الحثي في ​​دائرة مغلقة ، استخدم حكم لينز: للتيار الحثي اتجاه بحيث يمنع التدفق المغناطيسي الناتج من خلال السطح الذي يحده الكفاف التغيير في التدفق المغناطيسي الذي تسبب في هذا التيار.

المهمة التجريبية:يتم إدخال دائرة مغلقة بمصباح كهربائي في القلب الفولاذي لمحول متصل بجهد 220 فولت (RNSH). لماذا يضيء المصباح الكهربائي؟

6. قانون الحث الكهرومغناطيسي

لقد أثبتنا أن E.d.s. الحث في أي دائرة يتناسب طرديا مع معدل تغير التدفق المغناطيسي ∆ رهو الوقت الذي يستغرقه تغيير التدفق المغناطيسي. تشير علامة الطرح إلى أنه عندما ينخفض ​​التدفق المغناطيسي ( ∆ F.- سلبي) ، emf. يخلق تيار تحريضي يزيد من التدفق المغناطيسي والعكس صحيح. تم وضع قانون الحث الكهرومغناطيسي تجريبياً بواسطة M. Faraday. أظهر الفيزيائي الألماني وعالم الطبيعة G. Helmholtz أن القانون الأساسي للحث الكهرومغناطيسي ε أنا = - F / ∆رهو نتيجة لقانون الحفاظ على الطاقة. يساوي الحث emf في دائرة مغلقة معدل تغير التدفق المغناطيسي الذي يخترق الدائرة ، المأخوذ بعلامة معاكسة.

تعبير ε أنا = - F / ∆ر (1) يسمى قانون فاراداي قانونًا عالميًا: فهو صالح لجميع حالات الحث الكهرومغناطيسي. بالنسبة للملف مع N ، يكون لقانون الحث الكهرومغناطيسي الشكل:

ε أنا \ u003d - N ∆F / t ، F \ u003d BS [Tl m 2 V b] ، 1 Wb \ u003d 1V 1s

تُظهر علامة الطرح أن المجال الكهرومغناطيسي للحث E i موجه بحيث يمنع المجال المغناطيسي لتيار الحث حدوث تغيير في تدفق الحث المغناطيسي ∆Ф. إذا زاد التدفق (∆Ф> 0) ، فعندئذٍ i< 0 и поле индукционного тока направлено навстречу потоку. Если же поток уменьшается (∆Ф < 0), то Е i >0 واتجاه التدفق ومجالات التيار الحثي هي نفسها ظاهرة كهرومغناطيسية يتكون من المظهر (الحث) في دائرة موصلة تقع في مجال مغناطيسي لقوة دافعة كهربائية في حالة حدوث تغيير في حجم التدفق المغناطيسي الذي يمر عبر السطح الذي تحده هذه الدائرة. تعبير ε أنا = – ن ∆F / ∆ر(1) يمثل أحد الرموز الرياضية قانون الحث الكهرومغناطيسي - الكهرومغناطيسي المستحث في دائرة الدائرة الكهربائية يساوي معدل تغير التدفق المغناطيسي الذي يمر عبر السطح الذي تحده هذه الدائرة ، المأخوذة بعلامة معاكسة.

7. الحث الكهرومغناطيسي في التكنولوجيا الحديثة

تكمن ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي في عمل مولدات التيار الكهربائي التعريفي ، والتي تمثل تقريبًا كل الكهرباء المولدة في العالم.

أمثلة على استخدام ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي في التكنولوجيا الحديثة:

كاشفات خاصة للكشف عن الأجسام المعدنية ؛

قطار ماجليف

أفران كهربائية لصهر المعادن

أفران الميكروويف المنزلية.

توحيد المدروس: العمل المخبري "دراسة ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي"

تلخيص الدرس

9. الواجب المنزلي: § 8-11.