ELEKTROMAGNETIK INDUKSIYA QONUNI. LENZ QOIDASI
1831 yilda ingliz fizigi M. Faraday o'z tajribalarida bu hodisani aniqladi. elektromagnit induksiya. Keyin bu hodisani rus olimi E.X. Lenz va B. S. Yakobi.
Hozirgi vaqtda ko'plab qurilmalar elektromagnit induksiya fenomeniga asoslangan, masalan, dvigatel yoki generatorda. elektr toki, transformatorlarda, radiolarda va boshqa ko'plab qurilmalarda.
Elektromagnit induktsiya - yopiq o'tkazgichdan o'tganda tokning paydo bo'lishi hodisasi magnit oqimi.
Ya'ni, bu hodisa tufayli biz o'zgarishimiz mumkin mexanik energiya elektrga. Ushbu hodisa kashf etilishidan oldin odamlar elektrokaplamadan tashqari elektr tokini ishlab chiqarish usullari haqida bilishmagan.
Supero'tkazuvchilar ta'sir ostida bo'lganda magnit maydon, unda elektromagnit induksiya qonuni orqali miqdoriy jihatdan ifodalanishi mumkin bo'lgan EMF paydo bo'ladi.
Elektromagnit induktsiya qonuni
O'tkazuvchi zanjirda induktsiya qilingan elektromotor kuch magnit oqimining ushbu zanjirga ulanishining o'zgarish tezligiga teng.
Bir nechta burilishlarga ega bo'lgan lasanda umumiy emf n burilishlar soniga bog'liq:
O'chirishda qo'zg'atilgan EMF oqim hosil qiladi. Ko'pchilik oddiy misol Supero'tkazuvchilardagi oqimning ko'rinishi doimiy magnit o'tadigan bobindir. Induksiyalangan oqimning yo'nalishini Lenz qoidasi yordamida aniqlash mumkin.
Lenz qoidasi
Zanjirdan o'tadigan magnit maydonning o'zgarishidan kelib chiqadigan oqim o'zining magnit maydoni bilan bu o'zgarishni oldini oladi.
Agar biz magnitni lasanga kiritgan bo'lsak, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit oqimi kuchayadi, ya'ni Lenz qoidasiga ko'ra, induksiyalangan oqim tomonidan yaratilgan magnit maydon magnit maydonining oshishiga qarshi qaratilgan. Oqim yo'nalishini aniqlash uchun shimoliy qutbdan magnitga qarash kerak. Ushbu pozitsiyadan biz gimletni oqimning magnit maydoni yo'nalishi bo'yicha, ya'ni shimoliy qutb tomon buramiz. Oqim gimletning aylanish yo'nalishi bo'yicha, ya'ni soat yo'nalishi bo'yicha harakat qiladi.
Magnitni bobindan olib tashlaganimizda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit oqimi pasayadi, ya'ni induksiyalangan oqim tomonidan yaratilgan magnit maydon magnit maydonining pasayishiga qarshi qaratilgan. Oqim yo'nalishini aniqlash uchun siz gimletni ochishingiz kerak, gimletning aylanish yo'nalishi o'tkazgichdagi oqim yo'nalishini ko'rsatadi - soat sohasi farqli o'laroq.
Elektr generatori - bu elektr bo'lmagan energiya turlari (mexanik, kimyoviy, issiqlik) elektr energiyasiga aylantiriladigan qurilma.
Elektromexanik generatorlarning tasnifi
Asosiy harakatlantiruvchi turi bo'yicha:
Turbogenerator - bug 'turbinasi yoki gaz turbinali dvigatel tomonidan boshqariladigan elektr generatori;
Gidrogenerator - gidravlik turbinada boshqariladigan elektr generatori;
Dizel generator - dizel dvigatel tomonidan boshqariladigan elektr generatori;
Shamol generatori - shamolning kinetik energiyasini elektr energiyasiga aylantiruvchi elektr generatori;
Chiqish elektr tokining turiga ko'ra
Yulduzli o'rashli uch fazali generator
Uchburchak o'rashlari bilan birga
Qo'zg'alish usuliga ko'ra
Doimiy magnitlar tomonidan hayajonlangan
Tashqi qo'zg'alish bilan
O'z-o'zidan hayajonlangan
Ketma-ket qo'zg'alish bilan
Parallel qo'zg'alish bilan
Aralash hayajon bilan
Ishlash printsipiga ko'ra, generatorlar sinxron yoki asenkron bo'lishi mumkin.
Asenkron generatorlar konstruktiv jihatdan sodda va ishlab chiqarish uchun arzon, qisqa tutashuv oqimlari va ortiqcha yuklarga nisbatan ancha chidamli. Asenkron elektr generatori faol yuklarni quvvatlantirish uchun idealdir: cho'g'lanma lampalar, elektr isitgichlar, elektronika, elektr burnerlar va boshqalar. Lekin hatto qisqa muddatli ortiqcha yuk ham ular uchun qabul qilinishi mumkin emas, shuning uchun elektr motorlarini, elektron bo'lmagan payvandlash mashinalarini, elektr asboblarni ulashda. va boshqa induktiv yuklar, kamida uch marta va afzal to'rt marta bo'lishi kerak quvvat zahirasi mavjud.
Sinxron generator yuqori boshlang'ich oqimlari bo'lgan induktiv iste'molchilar uchun juda mos keladi. Ular bir soniya davomida besh marta ortiqcha oqimga bardosh berishga qodir.
Joriy generatorning ishlash printsipi
Generator Faradayning elektromagnit induksiya qonuni asosida ishlaydi - elektromotor kuch (EMF) bir xil magnit maydonda aylanadigan to'rtburchaklar halqada (sim ramka) induktsiya qilinadi.
EMF, agar magnit aylantirilsa, statsionar to'rtburchaklar ramkada ham paydo bo'ladi.
Eng oddiy generator - bu turli qutbli 2 magnit orasiga joylashtirilgan to'rtburchaklar ramka. Aylanadigan ramkadan kuchlanishni olib tashlash uchun sirpanish halqalari qo'llaniladi.
Avtomobil generatori korpusdan va shamollatish uchun teshiklari bo'lgan ikkita qopqoqdan iborat. Rotor 2 ta podshipnikda aylanadi va shkiv bilan harakatlanadi. Uning yadrosida rotor bir o'rashdan iborat elektromagnitdir. Oqim unga elektron o'rni boshqaruvchisiga ulangan ikkita mis halqa va grafit cho'tkalari yordamida etkazib beriladi. U generator tomonidan beriladigan kuchlanish har doim ruxsat etilgan og'ishlar bilan 12 voltning ruxsat etilgan chegaralarida bo'lishini va kasnakning aylanish tezligiga bog'liq emasligini ta'minlash uchun javobgardir. O'rnimizni regulyatori generator korpusiga o'rnatilishi yoki uning tashqarisida joylashgan bo'lishi mumkin.
Stator uchburchakda o'zaro bog'langan uchta mis o'rashdan iborat. Ularning ulanish nuqtalariga 6 ta yarimo'tkazgichli diodlardan iborat rektifikator ko'prigi ulangan, ular kuchlanishni AC dan DC ga aylantiradi.
Benzinli elektr generatori dvigatel va uni to'g'ridan-to'g'ri boshqaradigan oqim generatoridan iborat bo'lib, ular sinxron yoki asinxron bo'lishi mumkin.
Dvigatel tizimlar bilan jihozlangan: ishga tushirish, yonilg'i quyish, sovutish, moylash, tezlikni barqarorlashtirish. Vibratsiya va shovqin susturucu, tebranish amortizatorlari va amortizatorlar tomonidan so'riladi.
O'zgaruvchan elektr toki
Elektromagnit tebranishlar, xuddi mexanik tebranishlar kabi, ikki xil: erkin va majburiy.
Erkin elektromagnit tebranishlar, har doim sönümli tebranishlar. Shuning uchun amalda ular deyarli ishlatilmaydi. Majburiy tebranishlar hamma joyda va hamma joyda qo'llaniladi. Har kuni siz va men bu tebranishlarni kuzatishimiz mumkin.
Barcha kvartiralarimiz o'zgaruvchan tok yordamida yoritilgan. Muqobil oqim - bu majburiy elektromagnit tebranishlardan boshqa narsa emas. Vaqt o'tishi bilan oqim va kuchlanish garmonik qonunga muvofiq o'zgaradi. Masalan, kuchlanishdagi o'zgarishlar rozetkadan osiloskopga kuchlanishni qo'llash orqali aniqlanishi mumkin.
Osiloskop ekranida sinus to'lqin paydo bo'ladi. O'zgaruvchan tokning chastotasini hisoblash mumkin. U chastotaga teng bo'ladi elektromagnit tebranishlar. Sanoat o'zgaruvchan tok uchun standart chastota 50 Gts deb qabul qilinadi. Ya'ni, 1 soniyada rozetkadagi oqim yo'nalishi 50 marta o'zgaradi. AQSh sanoat tarmoqlari 60 Gts chastotadan foydalanadi.
Devrenning uchlaridagi kuchlanishning o'zgarishi tebranish pallasida oqim kuchining o'zgarishiga olib keladi. O'zgarish hali ham tushunilishi kerak elektr maydoni butun zanjir bo'ylab bir zumda sodir bo'lmaydi.
Ammo bu vaqt kontaktlarning zanglashiga olib keladigan uchlarida kuchlanish tebranish davridan sezilarli darajada kamroq bo'lganligi sababli, odatda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr maydoni zanjirning uchlaridagi kuchlanish o'zgarishi bilan darhol o'zgaradi, deb ishoniladi.
Chiqishdagi o'zgaruvchan kuchlanish elektr stantsiyalaridagi generatorlar tomonidan yaratiladi. Eng oddiy generatorni yagona magnit maydonda aylanadigan simli ramka deb hisoblash mumkin.
Zanjirga kiradigan magnit oqim doimiy ravishda o'zgarib turadi va magnit induksiya vektori va ramkaning normal o'rtasidagi burchakning kosinusiga proportsional bo'ladi. Agar ramka bir xilda aylansa, burchak vaqtga mutanosib bo'ladi.
Shunday qilib, magnit oqimi garmonik qonunga muvofiq o'zgaradi:
F = B*S*cos(ō*t)
EMR qonuniga ko'ra, teskari belgi bilan olingan magnit oqimning o'zgarish tezligi induktsiyalangan emfga teng bo'ladi.
Ei = -F’ = Em*sin(ō*t).
Agar tebranish sxemasi ramkaga ulangan bo'lsa, u holda burchak tezligi ramkaning aylanishi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan turli uchastkalarida kuchlanish o'zgarishlarining chastotasini va oqim kuchini aniqlaydi. Keyinchalik, biz faqat majburiy elektromagnit tebranishlarni ko'rib chiqamiz.
Ular quyidagi formulalar bilan tavsiflanadi:
u = Um*sin(ō*t),
u = Um*cos(ō*t)
Bu erda Um - kuchlanish tebranishlarining amplitudasi. Voltaj va oqim bir xil chastota bilan o'zgaradi ō. Ammo kuchlanishning o'zgarishi har doim ham oqim o'zgarishiga to'g'ri kelmaydi, shuning uchun umumiy formuladan foydalanish yaxshiroqdir:
I = Im*sin(ō*t +ph), bu erda Im - tok tebranishlarining amplitudasi, ph - oqim va kuchlanish o'zgarishlari o'rtasidagi faza almashinuvi.
AC oqimi va kuchlanish parametrlari
O'zgaruvchan tokning kattaligi, kuchlanish kabi, vaqt o'tishi bilan doimo o'zgarib turadi. O'lchov va hisob-kitoblar uchun miqdoriy ko'rsatkichlar quyidagi parametrlardan foydalanadi:
T davri - nolga yoki o'rtacha qiymatga nisbatan har ikki yo'nalishda joriy o'zgarishlarning bitta to'liq tsikli sodir bo'ladigan vaqt.
Chastota f - bu davrning o'zaro nisbati, bir soniyadagi davrlar soniga teng.Bir soniyada bir davr bir gerts (1 Gts) ga teng.
f = 1/T
Tsiklik chastota ō - 2p sekunddagi davrlar soniga teng burchak chastotasi.
ō = 2pf = 2p/T
Odatda sinusoidal oqim va kuchlanishni hisoblashda qo'llaniladi. Keyin, davr ichida chastota va vaqtni hisobga olmaysiz, lekin radian yoki darajalarda hisob-kitoblarni amalga oshiring. T = 2p = 360 °
Dastlabki faza ps - burchakning noldan (ōt = 0) davr boshigacha bo'lgan qiymati. Radian yoki daraja bilan o'lchanadi. Rasmda ko'k sinusoidal oqim grafigi uchun ko'rsatilgan.Boshlang'ich faza grafikdagi nolning o'ng yoki chap tomonida mos ravishda ijobiy yoki salbiy qiymat bo'lishi mumkin.
Bir lahzali qiymat - har qanday tanlangan vaqtda t nolga nisbatan o'lchanadigan kuchlanish yoki oqim qiymati.
i = i (t); u = u(t)
Har qanday vaqt oralig'idagi barcha lahzali qiymatlarning ketma-ketligi vaqt o'tishi bilan oqim yoki kuchlanishning o'zgarishi funktsiyasi sifatida ko'rib chiqilishi mumkin. Masalan, sinusoidal oqim yoki kuchlanish quyidagi funktsiya bilan ifodalanishi mumkin:
i = Iampsin(ōt); u = Uampsin(ōt)
Dastlabki bosqichni hisobga olgan holda:
i = Iampsin(ōt + ps); u = Uampsin (ōt + ps)
Bu erda Iamp va Uamp oqim va kuchlanishning amplituda qiymatlari.
Amplituda qiymati davr uchun maksimal mutlaq oniy qiymatdir.
Iamp = max|i(t)|; Uamp = max|u(t)|
Nolga nisbatan pozitsiyasiga qarab ijobiy yoki salbiy bo'lishi mumkin. Ko'pincha amplituda qiymati o'rniga oqim (kuchlanish) amplitudasi atamasi ishlatiladi - nol qiymatdan maksimal og'ish.
D/z
Mavzu bo'yicha hisobot (talaba tanlagan)
Elektr energiyasini ishlab chiqarish va uzatish
Transformator. Elektr energiyasini masofadan uzatish
Kundalik hayotda energiyani tejash Elektr energiyasini masofaga uzatish bo'yicha birinchi tajribalar Transformator samaradorligi. Dizayn va ekspluatatsiya Elektr energiyasidan foydalanishTurbogenerator. Dizayn va ekspluatatsiya
Gidrogenerator. Dizayn va ekspluatatsiya
Dizel generator. Dizayn va ekspluatatsiya
Shamol generatori. Dizayn va ekspluatatsiya
Mustaqil ravishda hal qilinadigan muammolar
Faradayning EM induksiyasi qonuni.
1. Burilishlar soni 400 ga teng bo'lgan g'altakning ichidagi magnit oqimi 0,2 soniyada 0,1 Vb dan 0,9 Vb ga o'zgardi. Bobinda induktsiya qilingan emfni aniqlang.
2. Tomonlari 20x40 sm boʻlgan toʻgʻri burchakli maydondan oʻtuvchi magnit oqimini aniqlang, agar u maydonning magnit induksiya chiziqlariga 60° burchak ostida 5 Tesla induksiyaga ega boʻlgan bir xil magnit maydonga joylashtirilsa.
3. Bobinning qancha burilishlari bo'lishi kerakki, uning ichidagi magnit oqim 0,32 sekundda 0,024 dan 0,056 Vb gacha o'zgarganda, unda o'rtacha emf hosil bo'ladi. 10 V?
Harakatlanuvchi o'tkazgichlarda induksion emf.
1. Uzunligi 12,4 m bo'lgan An-2 samolyotining qanotlari uchlarida induktsiyalangan EMFni aniqlang, agar samolyotning gorizontal parvozdagi tezligi 180 km / soat bo'lsa va induksiya vektorining vertikal komponenti. Yerning magnit maydoni 0,5·10-4 T.
2. Yer magnit maydoni induksiya vektorining vertikal komponenti 5· bo‘lsa, uzunligi 42 m bo‘lgan, gorizontal 850 km/soat tezlikda uchuvchi Tu-204 samolyotining qanotlarida induksiyalangan emfni toping. 10-5 T.
O'z-o'zidan paydo bo'lgan emf
1. G'altakning burilishlari orqali 5,0 A tok o'tganda 0,015 Vb magnit oqimi paydo bo'ladi, agar g'altakning induktivligi 60 mH bo'lsa, unda qancha burilish bo'ladi?
2. Yadrosi bo'lmagan g'altakning induktivligi undagi burilishlar soni ikki baravar ko'paytirilsa, necha marta o'zgaradi?
3. E.m.f. nima? induktivligi 68 mH bo'lgan g'altakda o'z-o'zidan induktsiya sodir bo'ladi, agar unda 0,012 s ichida 3,8 A oqim yo'qolsa?
4. Agar g'altakning induktivligini aniqlang, agar undagi oqim 2,8 A ga zaiflashganda, 62 ms ichida o'rtacha emf g'altakda paydo bo'lsa. o'z-o'zidan induksiya 14 V.
5. Induktivligi 240 mH bo'lgan g'altakda o'rtacha emf paydo bo'lsa, oqimni noldan 11,4 A gacha oshirish uchun qancha vaqt kerak bo'ladi? o'z-o'zidan induktsiya 30 V?
Elektromagnit maydon energiyasi
1. Induktivligi 0,6 H bo'lgan g'altakdan 20 A tok o'tadi. G'altakning magnit maydonining energiyasi nimaga teng? Oqim 2 marta oshsa, bu energiya qanday o'zgaradi? 3 marta?
2. Maydon energiyasi 100 J ga teng bo'lishi uchun induktivligi 0,5 H bo'lgan induktorning o'rashidan qancha tok o'tkazish kerak?
3. Qaysi g‘altakning magnit maydonining energiyasi va necha marta katta bo‘lsa, birinchisi quyidagi xususiyatlarga ega bo‘lsa: I1=10A, L1=20 H, ikkinchisi: I2=20A, L2=10 H?
4. 7,5 A tokda magnit oqimi 2,3·10-3 Vb bo'lgan g'altakning magnit maydonining energiyasini aniqlang. Bobindagi burilishlar soni 120 ta.
5. G‘altakning induktivligini aniqlang, agar 6,2 A tokda uning magnit maydoni 0,32 J energiyaga ega bo‘lsa.
6. Induktivligi 95 mH bo'lgan g'altakning magnit maydoni 0,19 J energiyaga ega. G'altakdagi tok kuchi qancha?
Ushbu darsda mavzu: “Lens qoidasi. Elektromagnit induksiya qonuni "biz o'rganamiz umumiy qoida, 1833 yilda E.X tomonidan o'rnatilgan zanjirdagi indüksiyon oqimining yo'nalishini aniqlashga imkon beradi. Lenz. Shuningdek, biz ushbu qoidani aniq ko'rsatadigan alyuminiy halqalar bilan tajribani ko'rib chiqamiz va elektromagnit induksiya qonunini shakllantiramiz.
Magnitni qattiq halqaga yaqinlashtirish yoki undan uzoqlashtirish orqali biz halqaning maydoniga kiradigan magnit oqimini o'zgartiramiz. Elektromagnit induksiya fenomeni nazariyasiga ko'ra, halqada induktiv elektr toki paydo bo'lishi kerak. Amperning tajribalaridan ma'lumki, oqim o'tgan joyda magnit maydon paydo bo'ladi. Binobarin, yopiq halqa magnit kabi harakat qila boshlaydi. Ya'ni, ikkita magnit (biz harakat qiladigan doimiy magnit va oqim bilan yopiq zanjir) o'rtasida o'zaro ta'sir mavjud.
Tizim magnitning uzukga kesilgan yaqinlashishiga ta'sir qilmaganligi sababli, induksiyalangan oqim ochiq kontaktlarning zanglashiga olib kelmaydi degan xulosaga kelishimiz mumkin.
Uzukning magnitga tortilishi yoki tortilishining sabablari
1. Magnit yaqinlashganda
Magnitning qutbi yaqinlashganda, halqa undan qaytariladi. Ya'ni, u o'zini magnit kabi tutadi, biz tomonda yaqinlashib kelayotgan magnit bilan bir xil qutbga ega. Agar magnitning shimoliy qutbini yaqinlashtiradigan bo'lsak, u holda induksion oqim bilan halqaning magnit induksiya vektori magnitning shimoliy qutbining magnit induksiya vektoriga nisbatan teskari yo'nalishda yo'naltiriladi (2-rasmga qarang).
Guruch. 2. Magnitni halqaga yaqinlashish
2. Magnitni halqadan olib tashlashda
Magnit chiqarilganda, halqa uning orqasiga tortiladi. Binobarin, chekinayotgan magnitning yon tomonida halqada qarama-qarshi qutb hosil bo'ladi. Oqim o'tkazuvchi halqaning magnit induksiya vektori chekinuvchi magnitning magnit induksiya vektori bilan bir xil yo'nalishda yo'naltiriladi (3-rasmga qarang).
Guruch. 3. Magnitni halqadan olib tashlash
Ushbu tajribadan xulosa qilishimiz mumkinki, magnit harakat qilganda, halqa ham magnit kabi harakat qiladi, uning qutbliligi halqa maydoniga kiradigan magnit oqimning ortishi yoki kamayishiga bog'liq. Agar oqim kuchaysa, u holda halqa va magnitning magnit induksiya vektorlari qarama-qarshi yo'nalishda bo'ladi. Agar halqa orqali magnit oqimi vaqt o'tishi bilan kamaysa, u holda halqaning magnit maydonining induksiya vektori magnitning induksiya vektoriga to'g'ri keladi.
Ringdagi induksion oqimning yo'nalishi qoida bilan aniqlanishi mumkin o'ng qo'l. Agar siz o'ng qo'lingizning bosh barmog'ini magnit induksiya vektori yo'nalishiga qaratsangiz, u holda to'rtta egilgan barmoq halqadagi oqim yo'nalishini ko'rsatadi (4-rasmga qarang).
Guruch. 4. O'ng qo'l qoidasi
Zanjirga kirib boradigan magnit oqimi o'zgarganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktsiyali oqim shunday yo'nalishda paydo bo'ladiki, uning magnit oqimi tashqi magnit oqimining o'zgarishini qoplaydi.
Agar tashqi magnit oqim kuchaysa, u holda induksiyalangan oqim magnit maydoni bilan bu o'sishni sekinlashtiradi. Agar magnit oqim pasaysa, u holda magnit maydoni bilan induksiyalangan oqim bu pasayishni sekinlashtiradi.
Elektromagnit induksiyaning bu xususiyati minus belgisi bilan ifodalanadi EMF formulasi induksiya.
Elektromagnit induktsiya qonuni
Zanjirga kiradigan tashqi magnit oqimi o'zgarganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktsiyali oqim paydo bo'ladi. Bunday holda, elektromotor kuchning qiymati raqamli ravishda "-" belgisi bilan olingan magnit oqimning o'zgarish tezligiga tengdir.
Lenz qoidasi elektromagnit hodisalarda energiyaning saqlanish qonunining natijasidir.
Adabiyotlar ro'yxati
- Myakishev G.Ya. Fizika: darslik. 11-sinf uchun umumiy ta'lim muassasalar. - M.: Ta'lim, 2010 yil.
- Kasyanov V.A. Fizika. 11-sinf: Tarbiyaviy. umumiy ta'lim uchun muassasalar. - M.: Bustard, 2005 yil.
- Gendenstein L.E., Dik Yu.I., Fizika 11. - M.: Mnemosin.
Uy vazifasi
- 10-band oxiridagi savollar (33-bet) - Myakishev G.Ya. Fizika 11 (tavsiya etilgan o'qishlar ro'yxatiga qarang)
- Elektromagnit induksiya qonuni qanday tuzilgan?
- Nima uchun elektromagnit induksiya qonuni formulasida “-” belgisi bor?
- Festival.1september.ru internet portali ().
- Physics.kgsu.ru internet portali ().
- Youtube.com internet portali ().
Elektromagnit induksiya hodisasini 1831 yilda atoqli ingliz fizigi M. Faraday kashf etgan. Bu zanjirdan oʻtgan magnit oqimi vaqt oʻtishi bilan oʻzgarganda yopiq oʻtkazuvchi zanjirda elektr tokining paydo boʻlishidan iborat.
Devrenning S maydonidan o'tadigan magnit oqimi PH - bu miqdor
P = B S cos a,
Bu erda B - magnit induksiya vektorining kattaligi, a - vektor va kontur tekisligiga normal o'rtasidagi burchak (4.20.1-rasm).
4.20.1-rasm.
Yopiq halqa orqali magnit oqimi. Oddiy yo'nalish va konturni kesib o'tishning tanlangan ijobiy yo'nalishi to'g'ri gimlet qoidasi bilan bog'liq.
Magnit oqimning ta'rifini bir xil bo'lmagan magnit maydon va tekis bo'lmagan kontaktlarning zanglashiga olib umumlashtirish oson. Magnit oqimining SI birligi weber (Wb) deb ataladi. 1 Vb ga teng magnit oqim 1 m2 maydonli tekis konturga normal yo'nalishda kirib boradigan 1 T induksiyali magnit maydon tomonidan yaratiladi:
1 Vb = 1 T · 1 m2.
Faraday eksperimental ravishda o'tkazuvchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit oqimi o'zgarganda, Eind induktsiyalangan emf paydo bo'lishini aniqladi, tezligiga teng Minus belgisi bilan olingan kontur bilan chegaralangan sirt orqali magnit oqimining o'zgarishi:
Tajriba shuni ko'rsatadiki, magnit oqimi o'zgarganda yopiq konturda qo'zg'atiladigan induksion oqim doimo shunday yo'naltiriladiki, u yaratgan magnit maydon induksiya oqimini keltirib chiqaradigan magnit oqimning o'zgarishini oldini oladi. Ushbu bayonot Lenz qoidasi deb ataladi (1833).
Guruch. 4.20.2 induksiya moduli vaqt o'tishi bilan ortib boruvchi yagona magnit maydonda joylashgan statsionar o'tkazgich zanjiri misolida Lenz qoidasini ko'rsatadi.
4.20.2-rasm.
Lenz qoidasining tasviri. Ushbu misolda ind< 0. Индукционный ток Iинд течет навстречу выбранному положительному направлению обхода контура.
Lenz qoidasi ind va har doim qarama-qarshi belgilarga ega ekanligi eksperimental haqiqatni aks ettiradi (Faraday formulasida minus belgisi). Lenz qoidasi chuqurdir jismoniy ma'no- energiyaning saqlanish qonunini ifodalaydi.
Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan magnit oqimining o'zgarishi ikki sababga ko'ra sodir bo'lishi mumkin.
1. Magnit oqim kontaktlarning zanglashiga olib yoki uning qismlarining vaqt o'zgarmas magnit maydonida harakatlanishi tufayli o'zgaradi. Bu o'tkazgichlar va ular bilan birga erkin zaryad tashuvchilar magnit maydonda harakat qilganda sodir bo'ladi. Induktsiyalangan emfning paydo bo'lishi Lorentz kuchining harakatlanuvchi o'tkazgichlardagi erkin zaryadlarga ta'siri bilan izohlanadi. Lorents kuchi bu holatda tashqi kuch rolini o'ynaydi.
Misol tariqasida, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tekisligiga perpendikulyar bo'lgan yagona magnit maydoniga joylashtirilgan to'rtburchaklar konturda induktsiyalangan emfning paydo bo'lishini ko'rib chiqaylik. Uzunligi l bo'lgan konturning bir tomoni boshqa ikki tomoni bo'ylab tezlik bilan siljisin (4.20.3-rasm).
4.20.3-rasm.
Harakatlanuvchi o'tkazgichda induktsiyalangan emfning paydo bo'lishi. Erkin elektronga ta'sir qiluvchi Lorents kuchining komponenti ko'rsatilgan.
Lorents kuchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan bu qismidagi erkin zaryadlarga ta'sir qiladi. Zaryadlarni uzatish tezligi bilan bog'liq bo'lgan ushbu kuchning tarkibiy qismlaridan biri o'tkazgich bo'ylab yo'naltirilgan. Ushbu komponent rasmda ko'rsatilgan. 4.20.3. U tashqi kuch rolini o'ynaydi. Uning moduli teng
FL kuchining l yo'lda bajargan ishi teng
A = FL · l = eyBl.
EMF ta'rifiga ko'ra
Devrenning boshqa statsionar qismlarida tashqi kuch nolga teng. Ind uchun nisbat odatiy shaklda berilishi mumkin. Vaqt o'tishi bilan Dt kontur maydoni DS = lyt ga o'zgaradi. Bu vaqt davomida magnit oqimining o'zgarishi DH = BluDt ga teng. Demak,
Indni bog'lovchi formulada belgini o'rnatish uchun va rasmda ko'rsatilganidek, to'g'ri gimlet qoidasiga ko'ra bir-biriga mos keladigan konturni kesib o'tishning normal yo'nalishini va ijobiy yo'nalishini tanlash kerak. 4.20.1 va 4.20.2. Agar bu amalga oshirilsa, Faraday formulasiga erishish oson.
Agar butun zanjirning qarshiligi R ga teng bo'lsa, u holda Iind = ind/R ga teng induksion oqim o'tadi. Dt vaqt ichida Joule issiqligi R qarshiligida chiqariladi (4.11-bandga qarang)
Savol tug'iladi: bu energiya qaerdan keladi, chunki Lorentz kuchi ishlamaydi! Bu paradoks biz Lorentz kuchining faqat bitta komponentining ishini hisobga olganimiz sababli paydo bo'ldi. Induksion oqim magnit maydonda joylashgan o'tkazgich orqali o'tganda, Lorentz kuchining boshqa komponenti bilan bog'liq. nisbiy tezlik o'tkazgich bo'ylab zaryadlarning harakati. Ushbu komponent Amper kuchining paydo bo'lishi uchun javobgardir. Shaklda ko'rsatilgan holat uchun. 4.20.3, amper quvvat moduli FA = IBl. Amperning kuchi o'tkazgichning harakatiga qaratilgan; shuning uchun u salbiy qiladi mexanik ish. Dt vaqt davomida bu ish Amech ga teng
Induksiyalangan oqim o'tadigan magnit maydonda harakatlanadigan o'tkazgich magnit tormozlanishni boshdan kechiradi. Lorents kuchi tomonidan bajarilgan umumiy ish nolga teng. Zanjirdagi joule issiqlik yoki ish tufayli chiqariladi tashqi kuch, bu o'tkazgichning tezligini o'zgarmagan holda ushlab turadi yoki o'tkazgichning kinetik energiyasini kamaytirish orqali.
2. Zanjirga kirib boradigan magnit oqimining o'zgarishining ikkinchi sababi, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit maydonining vaqtini o'zgartirishdir. Bunday holda, induktsiyalangan emfning paydo bo'lishini endi Lorentz kuchining ta'siri bilan izohlab bo'lmaydi. Turg'un o'tkazgichdagi elektronlar faqat elektr maydoni bilan harakatlanishi mumkin. Bu elektr maydon vaqt o'zgaruvchan magnit maydon tomonidan hosil bo'ladi. Bitta musbat zaryadni yopiq kontaktlarning zanglashiga olib o'tishda ushbu maydonning ishi statsionar o'tkazgichdagi induktsiyalangan emfga teng. Shuning uchun o'zgaruvchan magnit maydon tomonidan hosil qilingan elektr maydoni potentsial emas. U vorteks elektr maydoni deb ataladi. Vorteksli elektr maydoni tushunchasini fizikaga buyuk ingliz fizigi J. Maksvell (1861) kiritgan.
Atrofdagi magnit maydon o'zgarganda sodir bo'ladigan statsionar o'tkazgichlarda elektromagnit induksiya hodisasi ham Faraday formulasi bilan tavsiflanadi. Shunday qilib, harakatlanuvchi va qo'zg'almas o'tkazgichlarda induksiya hodisalari xuddi shu tarzda davom etadi, ammo induksiyalangan oqimning paydo bo'lishining jismoniy sababi bu ikki holatda boshqacha bo'lib chiqadi: harakatlanuvchi o'tkazgichlarda induksiya emf. Lorents kuchi; statsionar o'tkazgichlar bo'lsa, induktsiyalangan emf magnit maydon o'zgarganda paydo bo'ladigan vorteks elektr maydonining erkin zaryadlari ta'sirining natijasidir.
Darsning maqsadi: induksion tok haqida tushunchani shakllantirish, Lenz qoidasi yordamida induksion tok yo‘nalishini aniqlash qobiliyatini rivojlantirish.
Darslar davomida
Uy vazifasini tekshirish
- M. Faraday elektromagnit induksiya hodisasini qanday kashf etgan?
Faradayning elektromagnit induktsiyani aniqlash bo'yicha tajribalarini ko'rsating.
Xulosa chiqaring va bu qanday hodisa ekanligini tushuntiring - elektromagnit induktsiya?
Zanjirdagi induksion tokning kattaligini nima aniqlaydi?
Magnit oqim nima?
Doskaga chizma tuzing va magnit oqimni hisoblash formulasini chiqaring.
Yangi materialni o'rganish
Agar galvanometr induksiyalangan tok paydo bo'lishi mumkin bo'lgan lasanga ulangan bo'lsa, siz ignaning burilishini sezasiz. turli tomonlar magnitning lasanga yaqinlashishi yoki uzoqlashishiga qarab; Galvanometr ignasining chetlanishi magnitning qutbiga ham bog'liq.
Bu induksion oqim o'z yo'nalishini o'zgartirishini anglatadi. Oqim oqimi bo'lgan lasan janubiy va magnitga o'xshaydi Shimoliy qutb. Siz lasan magnitni qachon o'ziga jalb qilishini va uni qachon qaytarishini taxmin qilishingiz mumkin.
Magnitning induksion oqim bilan o'zaro ta'siri. 
Magnit va bobinni birlashtirish uchun ish bajarilishi kerak. Magnit lasanga yaqinlashganda, bobinning eng yaqin uchida xuddi shu nomdagi qutb paydo bo'lganligi sababli, magnit va bobin bir-birini itaradi. Agar ular jalb qilingan bo'lsa, energiya saqlanish qonuni buzilgan bo'lar edi. Ushbu pozitsiyani isbotlang. Rasmda ko'rsatilgan qurilma yordamida xulosani tasdiqlang. Magnit yopiq halqaga yaqinlashganda, magnitdan qanday qaytarilishini aniq ko'rishingiz mumkin. Magnit halqadan chiqarilganda magnitga tortila boshlaydi.
Kesilgan halqa bilan hech narsa sodir bo'lmaydi, chunki unda induksiyalangan oqim hosil bo'lmaydi.
Magnit lasanni qaytaradimi yoki tortadimi, induksiya oqimining yo'nalishiga bog'liq.
Energiyaning saqlanish qonuniga asoslanib, biz induksiya oqimining yo'nalishini aniqlashga imkon beruvchi qoidaga ega bo'ldik. 
Birinchi rasmda magnit lasanga yaqinlashganda, g'altakning burilishlariga kirib boradigan magnit oqim kuchayadi, ikkinchi holatda esa u kamayadi.
Birinchi rasmda yangi yaratilgan induksiya chiziqlari bobinning yuqori uchidan chiqadi (lasan magnitni qaytaradi), ikkinchi rasmda buning aksi.
Lenz qoidasi. Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktsiyali tok o'zining magnit maydoni bilan uni keltirib chiqaradigan magnit oqimning o'zgarishiga qarshi turadi.
O'rganilgan materialni birlashtirish.
Induksion oqim yo'nalishini qanday aniqlash mumkin?
Magnit o'rnatilganda halqada nima sodir bo'ladi, agar uzuk quyidagilardan yasalgan bo'lsa: a) o'tkazgichdan emas;
B) konduktor; c) o'ta o'tkazgich?
Mavzu bo'yicha 11-sinfda fizika darsi:
"Elektromagnit induksiya. Lenz qoidasi"
Darsning maqsadi:
tarbiyaviy: talabalarni elektromagnit induksiya hodisasi bilan tanishtirish, Faraday tajribalarini takrorlash, kontaktlarning zanglashiga olib o‘tgan magnit oqimi o‘zgarganda induksiyalangan tok paydo bo‘lishini ko‘rsatish; formulani chiqarib, elektromagnit induksiya qonunining fizik ma’nosini tushuna oladi; Lenz qoidasini shakllantirish.
tarbiyaviy: o‘quvchilarning mustaqilligi bilan uyg‘unlikda jamoada ishlash ko‘nikmalarini rivojlantirish, bilimga bo‘lgan ehtiyoj va fanga qiziqishni tarbiyalash;
rivojlanmoqda: axborotni tez idrok etish va amalga oshirish qobiliyatini rivojlantirish amaliy vazifalar; mantiqiy fikrlash va e'tiborni, tahlil qilish, olingan natijalarni taqqoslash va tegishli xulosalar chiqarish qobiliyatini rivojlantirish.
Dars rejasi:
Induksion oqim.
Elektromagnit induktsiya zamonaviy texnologiya
Mavzuni mahkamlash: Laboratoriya ishi"Elektromagnit induksiya"
Darsni yakunlash I . O'quv vazifasini belgilash.
Biz "Magnit maydon" mavzusini o'rgandik. Bugun biz ushbu materialni qanday o'rganganingizni aniqlashimiz kerak. Biz magnit maydon haqidagi bilimlarimizni umumlashtiramiz va magnit hodisalarini tushuntirish bo'yicha ko'nikmalarimizni oshirishda davom etamiz.
II. Malumot bilimlarini amalga oshirish.
Buning uchun biz ba'zi savollarga javob berishimiz kerak.
Elektr toki nima?
Elektr tokining mavjudligi uchun nima kerak?
Magnit maydonni nima hosil qiladi?
Magnit maydonni qanday aniqlash mumkin?
Har bir nuqtadagi magnit maydonni qanday qiymat xarakterlaydi?
Magnit induktsiya qaysi birliklarda o'lchanadi?
1T nimaga teng?
Kosmosning ma'lum bir mintaqasidagi magnit maydonni qanday qiymat xarakterlaydi?
Magnit oqim qanday birliklarda o'lchanadi?
1 Vb nimaga teng?
Yagona magnit maydonga joylashtirilgan tekis kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan magnit oqimini nima aniqlaydi?
Quyidagi ta'riflarni to'ldiring:
A) Lorents kuchi...
B) Amper kuchi..
B) Kyuri harorati...
D) Muhitning magnit o'tkazuvchanligini xarakterlaydi..
13. Hisoblash uchun formulalarni yozing:
A) Lorents kuchlari
B) Amper kuchlari
B) Magnit induksiya vektor moduli
D) Magnit oqimi
D) muhitning magnit o'tkazuvchanligi
14. Amper kuch qo'llaniladi..
15. Lorents kuchidan foydalaniladi..
III. Yangi materialni o'rganish
Shunday qilib, magnit maydon haqidagi bilimlarni umumlashtirgandan so'ng, biz magnit hodisalarni tushuntirish bo'yicha ko'nikmalarimizni oshirishni davom ettiramiz.
Bugun sinfda biz eng ajoyiblaridan biri bo'lgan yangi hodisani kashf qilamiz ilmiy yutuqlar 19-asrning birinchi yarmi elektrotexnika va radiotexnikaning paydo bo'lishi va jadal rivojlanishiga sabab bo'ldi. Shunday ekan, bilim uchun oldinga boring!
Dars mavzusi: “Elektromagnit induksiya. Lenz qoidasi"
Yangi materialni taqdim etish ketma-ketligi
Elektromagnit induksiya hodisasining ochilish tarixi.
Faradayning elektromagnit induktsiya bo'yicha tajribalarini ko'rsatish.
Induksion oqim.
Induksion oqimning sabablari.
Induksion oqimning yo'nalishi. Lenz qoidasi
Elektromagnit induksiya qonuni.
Laboratoriya ishi "Elektromagnit induksiya"
Ilgari elektrodinamikada doimiy (statik va statsionar) elektr va magnit maydonlarning mavjudligi bilan bog'liq yoki ular bilan bog'liq hodisalar o'rganilgan. O'zgaruvchan maydonlar mavjudligida yangi hodisalar paydo bo'ladimi?
Elektromagnit induksiya hodisasining ochilish tarixi.
Ekranda M. Faraday (1791 - 1867) portreti tasvirlangan.
Bibliografik ma'lumotlar: M. Faraday
Faradayning elektromagnit induktsiya bo'yicha tajribalarini ko'rsatish, tajribalarni tahlil qilish
Tajriba 1. Galvanometrga ulangan yopiq konturdan chiziqli magnitni kiritish (olib tashlash).
Tajriba 2. Kalit yopilganda (ochilganda) yoki reostat dvigateli harakatlantirilganda, bobinga kiradigan magnit maydon o'zgaradi va unda oqim paydo bo'ladi.
Doimiy magnit unga nisbatan harakat qilganda g'altakda paydo bo'ladigan oqim induksiya deb ataladi. Bobindagi bu oqim induksiyalangan, ya'ni harakatlanuvchi magnit tomonidan induktsiyalangan. .O'zgarmas magnit maydon induksion oqim hosil qilmaydi .
Tajriba 3. Ramkani magnit maydonda aylantiring.
O'tkazgich magnit maydon chiziqlarini kesib o'tgan taqdirdagina kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktsiyali oqim paydo bo'ladi.
Induksion oqim.
Biz induksion oqimni olish usullarini ko'rib chiqdik:
magnitning lasanga nisbatan harakati;
lasanning magnitga nisbatan harakati;
zanjirni yopish va ochish;
magnit ichidagi ramkaning aylanishi;
reostat slayderini siljitish;
bir bobinning boshqasiga nisbatan harakati.
Induksion oqimning sabablari:
faqat o'tkazgich bilan qoplangan maydonni teshuvchi magnit oqim o'zgarganda (magnit va bobin bir-biriga nisbatan harakat qilganda);
kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kuchining o'zgarishi sababli (sxemani yopish va ochishda);
kontaktlarning zanglashiga olib keladigan yo'nalishini magnit induksiya chiziqlariga nisbatan o'zgartirish.
Xulosa: Faqat o'zgaruvchan magnit maydon oqim hosil qilishi mumkin (induksion oqim). Galvanometr ignasining burilishi g'altakning zanjirida induksiyalangan oqim mavjudligini ko'rsatadi. Harakat to'xtashi bilanoq oqim to'xtaydi.
Bugun biz nimani o'rgandik? Fenomen. Qaysi? Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib kirishda induksion oqimning paydo bo'lish hodisasi. Bu elektromagnit induksiya hodisasi. Uning paydo bo'lishi sharti kontur bilan chegaralangan sirt orqali magnit induksiya chiziqlari sonining o'zgarishi hisoblanadi.
Barcha holatlarda shuni ta'kidlash mumkinki, elektr toki magnit maydon o'zgarganda, ya'ni raqam o'zgarganda sodir bo'ladi. elektr uzatish liniyalari kangalni teshish. Tilga o'tish jismoniy miqdorlar, oqim paydo bo'lishining umumiy sababini kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan magnit oqimining o'zgarishi deb atash mumkin. Keyingi miqdoriy tadqiqotlar buni tasdiqladi elektromagnit induktsiya hodisasi - kontaktlarning zanglashiga olib o'tgan magnit oqimi o'zgarganda yopiq zanjirda oqim paydo bo'lishi.. Olingan oqim deyiladi induksiyalangan oqim.
Keling, induksiya oqimining paydo bo'lishining sababini tushuntiramiz
Induksion oqim magnit maydonning o'zgarishi natijasida hosil bo'lgan elektr maydonining ta'siri ostida sodir bo'ladi. Har qanday elektr maydoni singari, u zanjirdagi zaryadni harakatlantirish uchun ishlaydi. Magnit maydonni o'zgartirish jarayonida paydo bo'ladigan elektr maydoni elektr zaryadlarining hech qanday taqsimlanishi bilan bog'liq emas. O'zgaruvchan magnit maydon bu elektr maydoni bilan chambarchas bog'liq va shuning uchun ular bu holatda biz shug'ullanamiz, deyishadi. elektromagnit maydon. O'zgaruvchan magnit maydon bilan bog'langan elektr maydon chiziqlarining boshlanishi va oxiri yo'q - ular magnit maydon chiziqlari kabi yopiqdir. Bunday maydon vorteks maydoni deb ataladi. Elektromagnit induksiya jarayonida paydo bo'ladigan vorteksli elektr maydoni yopiq o'tkazgichda elektr tokini hosil qiladi, shuning uchun u elektr zaryadlarining aylanishini keltirib chiqarishga qodir. Shu munosabat bilan, vorteks elektr maydonining maxsus energiya xarakteristikasini joriy qilish zarurati mavjud: induksiyaning elektromotor kuchi (induksiya emf deb qisqartiriladi). Induksion emf e i harfi bilan belgilanadi Induksiyaning elektr harakatlantiruvchi kuchi bajarilgan ishning nisbati. girdob maydoni harakatlanayotganda elektr zaryadi yopiq kontaktlarning zanglashiga olib tashiladigan zaryad moduliga:
e i =A girdob /q
Induksion emf, kuchlanish kabi, voltlarda ifodalanadi. Ohm qonuniga ko'ra, yopiq zanjir uchun I i = e i /R
bu erda R - butun yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshiligi. Faraday tajribalari shuni ko'rsatdiki, o'tkazuvchi zanjirdagi I i induksiyalangan tokning kuchi ushbu zanjir bilan chegaralangan sirtga o'tadigan magnit induksiya chiziqlari sonining o'zgarish tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Tajriba 4: magnitni yopiq kontaktlarning zanglashiga olib kirishi (olib tashlash), avval bitta magnit bilan, keyin ikkita magnit bilan.
Xulosa: oqimning kattaligi magnit induksiyaning kattaligiga bog'liq.
Agar siz bir xil doimiy magnitni lasanga kiritsangiz (1-rasmga qarang), lekin turli tezliklarda magnit tez harakat qilganda, oqim kuchi sekin harakat qilgandan ko'ra kattaroq ekanligini sezasiz.
Tajriba 5: Biz magnitni avval sekin, keyin tezda kiritamiz.
Xulosa: Oqimning kattaligi magnitni kiritish tezligiga bog'liq.
Shuning uchun induksion oqimning kuchi kontur bilan chegaralangan sirt orqali magnit oqimning o'zgarish tezligiga mutanosibdir: I i ~ ∆F /∆ t
R ga bog'liq emasligi sababli ∆F keyin induksiyalangan emf e i ~ ∆F /∆ t
Shunday qilib, biz xulosa qilamiz: induktsiyalangan emf bobinga kiradigan magnit maydonning o'zgarish tezligiga mutanosibdir.
Tajriba 6. EMF ning kangaldagi burilishlar soniga bog'liqligi.
Xulosa: Induktsiyalangan oqimning kuchi va shuning uchun induktsiyalangan emf magnit maydonning bir xil o'zgarish tezligida ikkilamchi bobinning burilishlari soniga mutanosibdir.
e i ~ N ·∆F /∆ t
Induktsiyalangan emf induksiyalangan oqim bilan yo'nalishda mos keladi.
Shunday qilib, o'tkazilgan tajribalardan biz shunday xulosaga keldik: induktsiyalangan emf bobinga kiradigan magnit maydonning o'zgarish tezligiga va undagi burilishlar soniga mutanosibdir. Faraday tajribalari shuni ko'rsatdiki, o'tkazuvchi zanjirdagi I i induksiyalangan tokning kuchi ushbu zanjir bilan chegaralangan sirtga o'tadigan magnit induksiya chiziqlari sonining o'zgarish tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Induksion oqimning yo'nalishi
Tajriba 7: magnitni avval shimoliy qutbga kiritish (olib tashlash), keyin janubiy qutb.
Xulosa: Oqim yo'nalishi magnit maydonning yo'nalishiga bog'liq.
Tajriba 8. oqim yo'nalishining birlamchi g'altak zanjirining yopilishi yoki ochilishiga bog'liqligini ko'rsating.
1831 yilda elektromagnit induksiyaning barcha muhim jihatlarini o'rganib chiqib, Faraday turli holatlarda induksiya oqimining yo'nalishini aniqlash uchun bir nechta qoidalarni o'rnatdi, ammo u umumiy qoidani topa olmadi. Keyinchalik, 1834 yilda Peterburglik akademik Emil Kristianovich Lenz tomonidan tashkil etilgan va shuning uchun uning nomini oldi.
Lenz qoidasi.
Elektromagnit induktsiya hodisasini o'rganib, 1833 yilda E. H. Lenz induksiya oqimining yo'nalishini aniqlashning umumiy qoidasini o'rnatdi: induksion oqim har doim magnit maydoni bilan bu oqimni keltirib chiqargan sababga xalaqit beradigan yo'nalishga ega.
Tajriba 9. Lenz tajribasini namoyish qilish. O'rnatishda magnitni qattiq halqaga keltiring. Ular ko'rishadi: halqa magnit qutbidan qaytariladi. Agar siz magnitga uzuk qo'ysangiz va undan magnitni tortib olsangiz, uzuk magnitning orqasiga tortiladi. Ko'rinib turibdiki, halqada paydo bo'lgan oqim birinchi holatda magnitning yaqinlashib qolishiga, ikkinchisida esa olib tashlanishiga to'sqinlik qiladi.
Xuddi shunday kuzatishlarga asoslanib, rus olimi E. X. Lenz o'tkazgichda induktsiya qilingan tok yo'nalishini aniqlash uchun quyidagi qoidani taklif qildi: induktsiya tok har doim shunday yo'naltiriladiki, uning magnit maydoni magnit maydonning o'zgarishiga qarshi ta'sir qiladi. joriy.
Induksion oqimning yo'nalishi gimlet qoidasi, o'ng qo'l qoidasi bilan belgilanadi.
O'qituvchi: Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induksion oqim yo'nalishini aniqlash uchun u ishlatiladi Lenz qoidasi: Induksiyalangan oqim shunday yo'nalishga egaki, u kontur bilan chegaralangan sirt orqali hosil qilgan magnit oqimi bu oqimga sabab bo'lgan magnit oqimning o'zgarishini oldini oladi.
Eksperimental vazifa: 220V (RNSh) kuchlanishga ulangan transformatorning po'lat yadrosiga lampochkali yopiq sxema o'rnatilgan. Nega chiroq yonadi?
6. Elektromagnit induksiya qonuni
Biz aniqladikki, E.M.F. har qanday kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induksiya magnit oqimining o'zgarish tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir ∆ t- magnit oqimi o'zgargan vaqt. Minus belgisi shuni ko'rsatadiki, magnit oqim pasayganda ( ∆F– salbiy), e.m.f. magnit oqimini oshiradigan induksion oqim hosil qiladi va aksincha. Elektromagnit induksiya qonuni M. Faraday tomonidan eksperimental tarzda o'rnatildi. Nemis fizigi va tabiatshunos olimi G.Gelmgolts elektromagnit induksiyaning asosiy qonuni ekanligini ko'rsatdi. ε i = – ∆F/∆t energiyaning saqlanish qonunining natijasidir. Yopiq pastadirdagi induktsiyalangan emf, qarama-qarshi belgi bilan olingan, pastadirdan o'tadigan magnit oqimning o'zgarish tezligiga teng.
Ifoda ε i = – ∆F/∆t (1) , Faraday qonuni deb ataladi, universaldir: u elektromagnit induksiyaning barcha holatlari uchun amal qiladi. N bo'lgan g'altak uchun elektromagnit induksiya qonuni quyidagi ko'rinishga ega:
e i = – N ∆F/∆t, F=BS [T m 2 V b], 1 Vb= 1V 1s.
Minus belgisi shuni ko'rsatadiki, induktsiyalangan emf E i induksiyalangan oqimning magnit maydoni magnit induksiya oqimining ∆F o'zgarishiga to'sqinlik qiladigan tarzda yo'naltiriladi. Agar oqim oshsa (∆F > 0), u holda E i< 0 и поле индукционного тока направлено навстречу потоку. Если же поток уменьшается (∆Ф < 0), то Е i >0 va oqim yo'nalishi va induksiyalangan tokning maydonlari bir-biriga to'g'ri keladi.Shunday qilib elektromagnit hodisa magnit maydonda joylashgan o'tkazuvchi zanjirda elektromotor kuchning paydo bo'lishidan (yo'l-yo'riqlanishidan) iborat bo'lib, bu kontur bilan chegaralangan sirt orqali o'tadigan magnit oqimining kattaligi o'zgarganda.. Ifoda ε i = – N ·∆F/∆t(1) matematik belgilardan birini ifodalaydi elektromagnit induksiya qonuni - zanjirda induktsiyalangan EMF elektr zanjiri, qarama-qarshi belgi bilan olingan, bu kontur bilan chegaralangan sirtdan o'tadigan magnit oqimining o'zgarish tezligiga teng..
7. Zamonaviy texnologiyada elektromagnit induksiya
Elektromagnit induksiya hodisasi induksion elektr toki generatorlarining ishlashi asosida yotadi, ular dunyodagi deyarli barcha elektr energiyasini tashkil qiladi.
Zamonaviy texnologiyada elektromagnit induksiya hodisasidan foydalanishga misollar:
metall buyumlarni aniqlash uchun maxsus detektorlar;
magnit levitatsiya poyezdi;
metallarni eritish uchun elektr pechlar
uy mikroto'lqinli mikroto'lqinli pechlar.
O‘rganilganlarni mustahkamlash: “Elektromagnit induksiya hodisasini o‘rganish” laboratoriya ishi.
Darsni yakunlash
9. Uyga vazifa: § 8-11.
