Fuerza de la corriente de inducción. La fuerza de la corriente de inducción depende de la tasa de cambio del flujo magnético: cuanto más rápido cambia el flujo magnético, mayor es la fuerza de la corriente de inducción.

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Inducción electromagnética

“Autoinducción e inductancia” - Manifestación del fenómeno de la autoinducción. El fenómeno de la aparición de CEM. Fem autoinducida. Magnitud. Conductor. Unidades. Conclusión en ingeniería eléctrica. Energía actual del campo magnético. Inductancia. Flujo magnético a través del circuito. Energía del campo magnético. Inductancia de la bobina. Autoinducción. Flujo magnético.

“Inducción electromagnética de Faraday” - resolución de problemas estructura lineal. Apariencia generador El principio de funcionamiento del generador. Sistematizar el conocimiento. Tiempo de movimiento del imán. Descubierto por Faraday. Preguntas. Corriente de inducción. Minuto de educación física. Fenómeno REM. Experiencia. El fenómeno de la inducción electromagnética.

"Inducción electromagnética" - Michael Faraday. Fragmento de vídeo. Aguja magnética. Conductor. Historia. Alternador. Vino hundido. El fenómeno de la inducción electromagnética. Carga de batería sin contacto. Hoja de prueba con tareas. Punta norte de la flecha. Inducción electromagnética y dispositivo. Calificación. Nivel. Material. Los experimentos de Faraday.

“Física “El fenómeno de la inducción electromagnética” - Corrientes de Foucault (corrientes parásitas). La corriente inducida es causada por un cambio en el flujo del vector de inducción magnética. La esencia del fenómeno de la inducción electromagnética. En el circuito adyacente se produce una fem inducida. Inductancia mutua de dos bobinas: un transformador. El plato casi se detendrá. El trabajo de mover una unidad de carga a lo largo de un circuito cerrado.

“Estudio de la inducción electromagnética” - Preguntas y trabajos. El fenómeno de la inducción electromagnética. Dirección de la corriente de inducción. Fuerza de la corriente de inducción. Ley de inducción electromagnética. La fuerza de la corriente de inducción depende de la tasa de cambio del flujo magnético. Declaración. Retrato de Michael Faraday. Autoinducción. Asistente de Faraday. Campo eléctrico.

“Estudio del fenómeno de la inducción electromagnética” - Campo resultante. Fuerza de Lorentz. Campo eléctrico de vórtice. Motor eléctrico. Flujo creciente. Campo magnético alterno. El fenómeno de la inducción electromagnética. Diferencias entre vórtice campo eléctrico de la electrostática. Fuerza que actúa sobre un electrón. Las corrientes (corrientes de Foucault) están cerradas en volumen. La regla de Lenz.

Son 18 presentaciones en total.

Tema 11. FENÓMENO DE LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA.

11.1. Los experimentos de Faraday. Corriente de inducción. La regla de Lenz. 11.2. La magnitud de la fem inducida.

11.3. La naturaleza de la fem inducida.

11.4. Circulación del vector de intensidad del campo eléctrico del vórtice.

11.5. Betatrón.

11.6. Toki Fuko.

11.7. Efecto en la piel.

11.1. Los experimentos de Faraday. Corriente de inducción. La regla de Lenz.

CON Desde el descubrimiento de la conexión entre el campo magnético y la corriente (lo que confirma la simetría de las leyes de la naturaleza), se han realizado numerosos intentos para obtener corriente mediante un campo magnético. El problema fue resuelto por Michael Faraday en 1831. (El estadounidense Joseph Henry también lo descubrió, pero no tuvo tiempo de publicar sus resultados. Ampere también afirmó el descubrimiento, pero no pudo presentar sus resultados).

Michael Faraday (1791 - 1867) - famoso físico inglés. Investigación en el campo de la electricidad, magnetismo, magnetoóptica, electroquímica. Creó un modelo de laboratorio de un motor eléctrico. Abrió las corrientes extra al cerrar y abrir el circuito y estableció su dirección. Descubrió las leyes de la electrólisis, fue el primero en introducir los conceptos de campo y constante dieléctrica, y en 1845 utilizó el término “campo magnético”.

Entre otras cosas, M. Faraday descubrió los fenómenos del dia y del paramagnetismo. Descubrió que todos los materiales en un campo magnético se comportan de manera diferente: están orientados a lo largo del campo (vapor y ferroimanes) o a lo largo del campo.

Los campos son diamagnéticos.

Los experimentos de Faraday son bien conocidos en el curso de física de la escuela: la bobina y imán permanente(Figura 11.1)

Arroz. 11.1 Figura. 11.2

Si acercas un imán a una bobina o viceversa, entonces electricidad. Lo mismo ocurre con dos bobinas muy juntas: si conectas una fuente de corriente alterna a una de las bobinas, también aparecerá corriente alterna en la otra.

(Fig. 11.2), pero este efecto se manifiesta mejor si dos bobinas están conectadas con un núcleo (Fig. 11.3).

Según la definición de Faraday, lo que estos experimentos tienen en común es que: si el flujo

A medida que cambia el vector de inducción que penetra en el circuito conductor cerrado, surge una corriente eléctrica en el circuito.

Este fenómeno se llama el fenómeno de la inducción electromagnética, y la corriente es inducción . Además, el fenómeno es completamente independiente del método para cambiar el flujo del vector de inducción magnética.

Entonces, resulta que las cargas en movimiento (corriente) crean un campo magnético, y un campo magnético en movimiento crea un campo eléctrico (remolino) y, de hecho, una corriente inducida.

Para cada caso concreto, Faraday indicó la dirección de la corriente de inducción. En 1833 Lenz estableció un general Regla para encontrar la dirección de la corriente.:

la corriente inducida siempre se dirige de tal manera que el campo magnético de esta corriente impide el cambio en el flujo magnético que causa la corriente inducida. Esta afirmación se llama regla de Lenz.

Llenar todo el espacio con un imán homogéneo conduce, en igualdad de condiciones, a un aumento de la inducción en µ veces. Este hecho confirma que

la corriente inducida es causada por un cambio en el flujo del vector de inducción magnética B, y no por el flujo del vector de intensidad H.

11.2. La magnitud de la fem inducida.

Para crear corriente en un circuito, debe estar presente una fuerza electromotriz. Por tanto, el fenómeno de la inducción electromagnética indica que cuando cambia el flujo magnético en el circuito, surge una fuerza electromotriz de inducción E i. Nuestro

tarea, utilizando las leyes de conservación de la energía, encontrar el valor E i y descúbrelo

Consideremos el movimiento de la sección móvil 1 - 2 del circuito con corriente en un campo magnético.

B (figura 11.4).

Primero supongamos que no hay campo magnético B. Una batería con una fem igual a E 0 crea

corriente I 0 . Durante el tiempo dt, la batería sí funciona.

dA = E I0 dt(11.2.1)

– este trabajo se convertirá en calor, que se puede encontrar según la ley de Joule-Lenz:

Q = dA = E 0 I0 dt = I0 2 Rdt,

aquí I 0 = E R 0, R es la resistencia total de todo el circuito.

Coloquemos el circuito en un campo magnético uniforme con inducción B. LíneasB ||n y están relacionadas con la dirección de la corriente mediante la regla de gimlet. El flujo F asociado con el circuito es positivo.

Cada elemento del contorno experimenta una fuerza mecánica d F . El lado móvil del marco experimentará una fuerza F 0 . Bajo la influencia de esta fuerza, sección 1 – 2

se moverá con velocidad υ = dx dt. En este caso, el flujo magnético también cambiará.

inducción.

Luego, como resultado de la inducción electromagnética, la corriente en el circuito cambiará y se volverá

resultante). Esta fuerza producirá trabajo dA en el tiempo dt: dA = Fdx = IdФ.

Como en el caso en que todos los elementos del marco están estacionarios, la fuente de trabajo es E 0 .

Con un circuito estacionario, este trabajo se redujo únicamente a la liberación de calor. En nuestro caso también se liberará calor, pero en diferente cantidad, ya que la corriente ha cambiado. Además, se realizan trabajos mecánicos. Trabajo general para el tiempo dt, es igual a:

E 0 Idt = I2 R dt + I dФ

Multiplica los lados izquierdo y derecho de esta expresión por

Obtenemos

Tenemos derecho a considerar la expresión resultante como la ley de Ohm para un circuito en el que, además de la fuente E 0, actúa E i, que es igual a:

Inducción EMF del circuito (E i)	igual a la tasa de cambio del flujo magnético

inducción que recorre este circuito.

Esta expresión para la fem inducida de un circuito es completamente universal, independiente del método para cambiar el flujo de inducción magnética y se llama

La ley de Faraday.

Firmar (-) – expresión matemática Reglas de Lenz sobre la dirección de la corriente de inducción: la corriente inducida siempre se dirige de manera que su campo

contrarrestar el cambio en el campo magnético inicial.

La dirección de la corriente de inducción y la dirección d dt Ф están relacionadas regla de barrena(Figura 11.5).

Dimensión de la fem inducida: [ E i ] =[ Ф ] =B c =B .t c

Si el circuito consta de varias vueltas, entonces debemos utilizar el concepto.

enlace de flujo (flujo magnético total):

Ψ = Ф·N,

donde N es el número de vueltas. Así que si

mi yo = –∑						∑Ф yo
yo = 1
∑ Ф = Ψ
Ei = −

11.3. La naturaleza de la fem inducida.

Respondamos la pregunta: ¿cuál es el motivo del movimiento de cargas, el motivo de la aparición de una corriente de inducción? Considere la figura 11.6.

1) Si mueve un conductor en un campo magnético uniforme B, entonces, bajo la influencia de la fuerza de Lorentz, los electrones se desviarán hacia abajo y las cargas positivas hacia arriba: surge una diferencia de potencial. Esta será la fuerza E i lateral, bajo la influencia

qué corriente fluye. Como sabemos, para cargas positivas.

F l = q + ; para electrones F l = –e - .

2) Si el conductor está estacionario y el campo magnético cambia, ¿qué fuerza excita la corriente inducida en este caso? Tomemos un transformador ordinario (figura 11.7).

Tan pronto como cerramos el circuito del devanado primario, inmediatamente surge una corriente en el devanado secundario. Pero la fuerza de Lorentz no tiene nada que ver con esto, porque actúa sobre cargas en movimiento, y al principio estaban en reposo (estaban en movimiento térmico, caótico, pero aquí necesitamos un movimiento dirigido).

La respuesta la dio J. Maxwell en 1860: Cualquier campo magnético alterno excita un campo eléctrico (E") en el espacio circundante. Esta es la razón por la que se produce una corriente de inducción en el conductor. Es decir, E" se produce sólo en presencia de un campo magnético alterno (el transformador no funciona con corriente continua).

La esencia del fenómeno de la inducción electromagnética. en absoluto en la apariencia de corriente de inducción (la corriente aparece cuando hay cargas y el circuito está cerrado), y en la aparición de un campo eléctrico de vórtice (no sólo en el conductor, sino también en el espacio circundante, en el vacío).

Este campo tiene una estructura completamente diferente a la del campo creado por cargos. Como no está creada por cargas, las líneas de fuerza no pueden comenzar y terminar en cargas, como lo hicimos en la electrostática. Este campo es un vórtice, sus líneas de fuerza están cerradas.

Dado que este campo mueve cargas, tiene fuerza. vamos a presentar

vector de la intensidad del campo eléctrico del vórtice E ". La fuerza con la que este campo actúa sobre la carga

F "= q mi ".

Pero cuando una carga se mueve en un campo magnético, la fuerza de Lorentz actúa sobre ella.

F" = q.
Estas fuerzas deben ser iguales debido a la ley de conservación de la energía:
q mi " = − q , por lo tanto,
mi" = − [ vr , B] .
aquí v r es la velocidad de movimiento de la carga q con respecto a B. Pero	por el fenómeno
La tasa de cambio del campo magnético B es importante para la inducción electromagnética. Es por eso
puede ser escrito:
mi " = − ,

UN CAMPO MAGNÉTICO

La interacción magnética de cargas eléctricas en movimiento, según los conceptos de la teoría de campos, se explica de la siguiente manera: cada carga eléctrica en movimiento crea un campo magnético en el espacio circundante que puede actuar sobre otras cargas eléctricas en movimiento.

EN - cantidad física, que es la fuerza característica del campo magnético. Se llama inducción magnética (o inducción de campo magnético).

Inducción magnética- cantidad vectorial. El valor del vector de inducción magnética es igual a la relación entre el valor máximo de la fuerza en amperios que actúa sobre un conductor rectilíneo con corriente y la intensidad de la corriente en el conductor y su longitud:

Unidad de inducción magnética. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de inducción magnética se considera la inducción de un campo magnético en el que por cada metro de longitud del conductor a una intensidad de corriente de 1 A fuerza maxima Amperio 1 N. Esta unidad se llama tesla (abreviada: T), en honor al destacado físico yugoslavo N. Tesla:

FUERZA LORENTZ

El movimiento de un conductor portador de corriente en un campo magnético muestra que el campo magnético actúa sobre cargas eléctricas en movimiento. La fuerza en amperios actúa sobre el conductor. F A = ​​​​IBlsen a, y la fuerza de Lorentz actúa sobre una carga en movimiento:

Dónde a- ángulo entre los vectores B y v.

Movimiento de partículas cargadas en un campo magnético. En un campo magnético uniforme, una partícula cargada que se mueve a una velocidad perpendicular a las líneas de inducción del campo magnético actúa sobre una fuerza m, de magnitud constante y dirigida perpendicular al vector de velocidad. Bajo la influencia de una fuerza magnética, la partícula adquiere aceleración, cuyo módulo es igual a:

En un campo magnético uniforme, esta partícula se mueve en círculo. El radio de curvatura de la trayectoria a lo largo de la cual se mueve la partícula se determina a partir de la condición de la que se desprende,

El radio de curvatura de la trayectoria es un valor constante, ya que una fuerza perpendicular al vector velocidad cambia sólo su dirección, pero no su magnitud. Y esto significa que esta trayectoria es un círculo.

El período de revolución de una partícula en un campo magnético uniforme es igual a:

La última expresión muestra que el período de revolución de una partícula en un campo magnético uniforme no depende de la velocidad y el radio de su trayectoria.

Si la intensidad del campo eléctrico es cero, entonces la fuerza de Lorentz l es igual a la fuerza magnética m:

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

El fenómeno de la inducción electromagnética fue descubierto por Faraday, quien estableció que surge una corriente eléctrica en un circuito conductor cerrado con cualquier cambio en el campo magnético que penetra en el circuito.

FLUJO MAGNÉTICO

Flujo magnético F(flujo de inducción magnética) a través de una superficie de área S- un valor igual al producto de la magnitud del vector de inducción magnética y el área S y coseno del ángulo A entre el vector y la normal a la superficie:

Ф=BScos

En el SI, la unidad de flujo magnético es 1 Weber (Wb): flujo magnético a través de una superficie de 1 m2 ubicada perpendicular a la dirección de un campo magnético uniforme, cuya inducción es 1 T:

Inducción electromagnética- el fenómeno de la aparición de corriente eléctrica en un circuito conductor cerrado con cualquier cambio en el flujo magnético que penetra en el circuito.

Al surgir en un circuito cerrado, la corriente de inducción tiene una dirección tal que su campo magnético contrarresta el cambio de flujo magnético que lo provoca (regla de Lenz).

LEY DE INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

Los experimentos de Faraday demostraron que la intensidad de la corriente inducida I i en un circuito conductor es directamente proporcional a la tasa de cambio en el número de líneas de inducción magnética que penetran en la superficie delimitada por este circuito.

Por tanto, la intensidad de la corriente de inducción es proporcional a la velocidad de cambio del flujo magnético a través de la superficie delimitada por el contorno:

Se sabe que si aparece corriente en el circuito, significa que fuerzas externas actúan sobre las cargas libres del conductor. El trabajo realizado por estas fuerzas para mover una unidad de carga a lo largo de un circuito cerrado se llama fuerza electromotriz (EMF). Encontremos la fem inducida ε i.

Según la ley de Ohm para un circuito cerrado.

Como R no depende de , entonces

La fem inducida coincide en dirección con la corriente inducida, y esta corriente, de acuerdo con la regla de Lenz, se dirige de manera que el flujo magnético que crea contrarresta el cambio en el flujo magnético externo.

Ley de inducción electromagnética

La fem inducida en un circuito cerrado es igual a la tasa de cambio del flujo magnético que pasa a través del circuito tomado con el signo opuesto:

AUTOINDUCCIÓN. INDUCTANCIA

La experiencia demuestra que el flujo magnético F asociado con un circuito es directamente proporcional a la corriente en ese circuito:

Ф = L*I .

Inductancia de bucle l- coeficiente de proporcionalidad entre la corriente que pasa por el circuito y el flujo magnético creado por él.

La inductancia de un conductor depende de su forma, tamaño y propiedades del entorno.

Autoinducción- el fenómeno de aparición de fem inducida en un circuito cuando el flujo magnético cambia debido a un cambio en la corriente que pasa a través del propio circuito.

La autoinducción es un caso especial de inducción electromagnética.

Inductancia - valor, numéricamente igual a fem Autoinducción que ocurre en un circuito cuando la corriente en él cambia en uno por unidad de tiempo. En el SI, la unidad de inductancia se considera la inductancia de un conductor en el que, cuando la intensidad de la corriente cambia en 1 A en 1 s, se produce una fem autoinductiva de 1 V. Esta unidad se llama henry (H):

ENERGÍA DEL CAMPO MAGNÉTICO

El fenómeno de la autoinducción es similar al fenómeno de la inercia. La inductancia juega el mismo papel cuando cambia la corriente que la masa cuando cambia la velocidad de un cuerpo. El análogo de la velocidad es actual.

Esto significa que la energía del campo magnético de la corriente puede considerarse un valor similar a energía cinética cuerpo:

Supongamos que después de desconectar la bobina de la fuente, la corriente en el circuito disminuye con el tiempo según una ley lineal.

La fem de autoinducción en este caso tiene un valor constante:

donde I es el valor inicial de la corriente, t es el período de tiempo durante el cual la intensidad de la corriente disminuye de I a 0.

Durante el tiempo t, una carga eléctrica pasa por el circuito. q = yo cp t. Porque I cp = (I + 0)/2 = I/2, entonces q=It/2. Por tanto, el trabajo de la corriente eléctrica es:

Este trabajo se realiza debido a la energía del campo magnético de la bobina. Así obtenemos nuevamente:

Ejemplo. Determine la energía del campo magnético de la bobina en la que, con una corriente de 7,5 A, el flujo magnético es 2,3 * 10 -3 Wb. ¿Cómo cambiará la energía del campo si la intensidad actual se reduce a la mitad?

La energía del campo magnético de la bobina es W 1 = LI 1 2 /2. Por definición, la inductancia de la bobina es L = Ф/I 1. Por eso,

Profesor de física, Escuela Secundaria No. 58, Sebastopol, Safronenko N.I.

Tema de la lección: Los experimentos de Faraday. Inducción electromagnética.

Trabajo de laboratorio “Estudio del fenómeno de la inducción electromagnética”

Objetivos de la lección : Conocer/comprender: definición del fenómeno de la inducción electromagnética. Ser capaz de describir y explicar la inducción electromagnética,ser capaz de hacer observaciones fenomenos naturales, utilice instrumentos de medición simples para estudiar fenómenos físicos.

- desarrollando: desarrollar pensamiento lógico, interés cognitivo, observación.

- educativo: Para generar confianza en la posibilidad de conocer la naturaleza,necesidaduso racional de los logros científicos para mayor desarrollo sociedad humana, respeto por los creadores de la ciencia y la tecnología.

Equipo: Inducción electromagnética: una bobina con un galvanómetro, un imán, una bobina con un núcleo, una fuente de corriente, un reóstato, una bobina con un núcleo a través del cual fluye la corriente alterna, un sólido y un anillo con una ranura, una bobina con una luz. bulbo. Película sobre M. Faraday.

Tipo de lección: lección combinada

Método de lección: parcialmente de búsqueda, explicativo e ilustrativo.

Tarea:

§21(pp.90-93), responder preguntas oralmente p.90, prueba 11 p.108

Trabajo de laboratorio

Estudio del fenómeno de la inducción electromagnética.

objetivo del trabajo: averiguar

1) bajo qué condiciones aparece una corriente inducida en un circuito cerrado (bobina);

2) qué determina la dirección de la corriente de inducción;

3) ¿De qué depende la fuerza de la corriente de inducción?

Equipo : miliamperímetro, bobina, imán

Durante las clases.

Conecte los extremos de la bobina a los terminales del miliamperímetro.

1. Averiguar qué Una corriente eléctrica (inducción) en una bobina se produce cuando cambia el campo magnético dentro de la bobina. Los cambios en el campo magnético dentro de la bobina pueden deberse al movimiento de un imán dentro o fuera de la bobina.

A) Inserte el imán con el polo sur en la bobina y luego retírelo.

B) Inserte el imán con el polo norte en la bobina y luego retírelo.

Cuando el imán se mueve, ¿aparece una corriente (inducción) en la bobina? (Cuando cambia el campo magnético, ¿aparece una corriente inducida dentro de la bobina?)

2. Averiguar qué la dirección de la corriente de inducción depende de la dirección del movimiento del imán con respecto a la bobina (el imán se agrega o se quita) y en qué polo se inserta o se quita el imán.

A) Inserte el imán con el polo sur en la bobina y luego retírelo. Observe lo que sucede con la aguja del miliamperímetro en ambos casos.

B) Inserte el imán con el polo norte en la bobina y luego retírelo. Observe lo que sucede con la aguja del miliamperímetro en ambos casos. Dibuje la dirección de desviación de la aguja del miliamperímetro:

Polos magnéticos

Tambalearse

Del carrete

Polo Sur

Polo Norte

3. Averiguar qué la fuerza de la corriente de inducción depende de la velocidad del imán (la tasa de cambio del campo magnético en la bobina).

Inserte lentamente el imán en la bobina. Observe la lectura del miliamperímetro.

Inserte rápidamente el imán en la bobina. Observe la lectura del miliamperímetro.

Conclusión.

durante las clases

¿El camino al conocimiento? Ella es fácil de entender. Puedes responder simplemente: “Cometes errores y los vuelves a cometer, pero cada vez menos. Espero que la lección de hoy sea una menos en este camino del conocimiento. Nuestra lección está dedicada al fenómeno de la inducción electromagnética, descubierto por el físico inglés Michael Faraday el 29 de agosto de 1831. ¡Es raro que se conozca con tanta precisión la fecha de un nuevo descubrimiento notable!

El fenómeno de la inducción electromagnética es el fenómeno de la aparición de corriente eléctrica en un conductor cerrado (bobina) cuando cambia el campo magnético externo dentro de la bobina. La corriente se llama inducción. Inducción - orientación, recepción.

El propósito de la lección: Estudiar el fenómeno de la inducción electromagnética, es decir. ¿En qué condiciones aparece una corriente de inducción en un circuito cerrado (bobina); descubra qué determina la dirección y magnitud de la corriente de inducción?

Paralelamente al estudio del material, realizarás trabajos de laboratorio.

A principios del siglo XIX (1820), tras los experimentos del científico danés Oersted, quedó claro que la corriente eléctrica crea un campo magnético a su alrededor. Recordemos nuevamente esta experiencia. (Un estudiante cuenta el experimento de Oersted ). Después de esto, surgió la pregunta de si era posible obtener corriente utilizando un campo magnético, es decir. realizar la acción inversa. En la primera mitad del siglo XIX, los científicos recurrieron a este tipo de experimentos: comenzaron a buscar la posibilidad de crear una corriente eléctrica debido a un campo magnético. M. Faraday escribió en su diario: “Convierte el magnetismo en electricidad”. Y caminé hacia mi objetivo durante casi diez años. Hizo frente a la tarea de manera brillante. Como recordatorio de lo que siempre debía pensar, llevaba un imán en el bolsillo. Con esta lección rendiremos homenaje al gran científico.

Recordemos a Michael Faraday. ¿Quién es él? (Un estudiante habla de M. Faraday ).

Hijo de un herrero, un repartidor de periódicos, un encuadernador, un autodidacta que estudió de forma independiente física y química a partir de libros, asistente de laboratorio del destacado químico Devi y finalmente científico, trabajó mucho, demostró ingenio, perseverancia y perseverancia hasta que recibió una corriente eléctrica mediante un campo magnético.

Hagamos un viaje a aquellos tiempos lejanos y reproduzcamos los experimentos de Faraday. Faraday es considerado el mayor experimentalista de la historia de la física.

norte S

1) 2)

Snorte

El imán se insertó en la bobina. Cuando el imán se movía en la bobina, se registraba una corriente (inducción). El primer esquema era bastante simple. En primer lugar, M. Faraday utilizó una bobina con un número grande vueltas. La bobina estaba conectada a un dispositivo miliamperímetro. Hay que decir que en aquellos tiempos lejanos no existían suficientes buenos instrumentos para medir la corriente eléctrica. Por lo tanto, utilizamos inusual solución técnica: tomaron una aguja magnética, colocaron junto a ella un conductor a través del cual fluía la corriente y, por la desviación de la aguja magnética, juzgaron el flujo de corriente. Juzgaremos la corriente basándonos en las lecturas del miliamperímetro.

Los estudiantes reproducen el experimento, realizan el paso 1 en el trabajo de laboratorio. Notamos que la aguja del miliamperímetro se desvía de su valor cero, es decir muestra que aparece una corriente en el circuito cuando el imán se mueve. Tan pronto como el imán se detiene, la flecha vuelve a la posición cero, es decir, no hay corriente eléctrica en el circuito. La corriente aparece cuando cambia el campo magnético dentro de la bobina.

Llegamos a lo que hablamos al comienzo de la lección: recibimos una corriente eléctrica utilizando un campo magnético cambiante. Éste es el primer mérito del señor Faraday.

El segundo mérito de M. Faraday es que estableció de qué depende la dirección de la corriente de inducción. Esto también lo estableceremos.Los estudiantes realizan el paso 2 en el trabajo de laboratorio. Pasemos al punto 3 del trabajo de laboratorio. Averigüemos que la fuerza de la corriente de inducción depende de la velocidad de movimiento del imán (la tasa de cambio del campo magnético en la bobina).

¿Qué conclusiones sacó M. Faraday?

La corriente eléctrica aparece en un circuito cerrado cuando cambia el campo magnético (si el campo magnético existe pero no cambia, entonces no hay corriente).

La dirección de la corriente de inducción depende de la dirección del movimiento del imán y sus polos.

La fuerza de la corriente de inducción es proporcional a la tasa de cambio del campo magnético.

El segundo experimento de M. Faraday:

Tomé dos bobinas en un núcleo común. Conecté uno a un miliamperímetro y el segundo usando una llave a una fuente de corriente. Tan pronto como se cerró el circuito, el miliamperímetro mostró la corriente inducida. Cuando se abrió, también mostró corriente. Mientras el circuito está cerrado, es decir Hay corriente fluyendo en el circuito, el miliamperímetro no mostró ninguna corriente. El campo magnético existe, pero no cambia.

Consideremos una versión moderna de los experimentos de M. Faraday. Insertamos y retiramos un electroimán y un núcleo en una bobina conectada a un galvanómetro, encendemos y apagamos la corriente y usamos un reóstato para cambiar la intensidad de la corriente. En el núcleo de la bobina se coloca una bobina con una bombilla a través de la cual fluye corriente alterna.

descubierto condiciones aparición de corriente de inducción en un circuito cerrado (bobina). Y lo que escausa su ocurrencia? Recordemos las condiciones para la existencia de la corriente eléctrica. Estos son: partículas cargadas y campo eléctrico. El hecho es que un campo magnético cambiante genera un campo eléctrico (vórtice) en el espacio, que actúa sobre los electrones libres en la bobina y los pone en movimiento direccional, creando así una corriente de inducción.

El campo magnético cambia, el número de líneas de campo magnético a través de un circuito cerrado cambia. Si gira el marco en un campo magnético, aparecerá una corriente inducida en él.Mostrar modelo de generador.

El descubrimiento del fenómeno de la inducción electromagnética había gran valor para el desarrollo de tecnología, para la creación de generadores con la ayuda de los cuales se genera energía eléctrica, que se basan en energía empresas industriales(plantas de energía).A partir de las 12,02 minutos se proyecta una película sobre M. Faraday "De la electricidad a los generadores de energía".

Los transformadores funcionan según el fenómeno de la inducción electromagnética, con la ayuda de la cual transmiten electricidad sin pérdidas.Se exhibe una línea eléctrica.

El fenómeno de la inducción electromagnética se utiliza en el funcionamiento de un detector de defectos, con cuya ayuda se examinan vigas y rieles de acero (las irregularidades en el haz distorsionan el campo magnético y aparece una corriente de inducción en la bobina del detector de defectos).

Me gustaría recordar las palabras de Helmholtz: “Mientras la gente disfrute de los beneficios de la electricidad, recordará el nombre de Faraday”.

“Sean santos aquellos que, con fervor creativo, explorando el mundo entero, descubrieron en él leyes”.

Creo que en nuestro camino del conocimiento hay aún menos errores.

¿Qué nuevo aprendiste? (Esa corriente se puede obtener utilizando un campo magnético cambiante. Descubrimos de qué depende la dirección y magnitud de la corriente de inducción).

¿Que has aprendido? (Recibe corriente inducida mediante un campo magnético cambiante).

Preguntas:

Se empuja un imán dentro del anillo de metal durante los primeros dos segundos, durante los dos segundos siguientes permanece inmóvil dentro del anillo y durante los dos segundos siguientes se retira. ¿En qué intervalos de tiempo fluye corriente en la bobina? (De 1-2s; 5-6s).

Sobre el imán se coloca un anillo con o sin ranura. ¿Dónde ocurre la corriente inducida? (En un ring cerrado)

En el núcleo de la bobina, que está conectada a una fuente de corriente alterna, hay un anillo. Se enciende la corriente y el anillo salta. ¿Por qué?

Diseño de tablero:

"Convertir el magnetismo en electricidad"

M. Faraday

Retrato del señor Faraday

Dibujos de los experimentos de M. Faraday.

La inducción electromagnética es el fenómeno de la aparición de corriente eléctrica en un conductor cerrado (bobina) cuando cambia el campo magnético externo dentro de la bobina.

Esta corriente se llama corriente de inducción.

La corriente de inducción es una corriente que se produce en un circuito conductor cerrado ubicado en un campo magnético alterno. Esta corriente puede ocurrir en dos casos. Si hay un circuito estacionario atravesado por un flujo cambiante de inducción magnética. O cuando un circuito conductor se mueve en un campo magnético constante, lo que también provoca un cambio en el flujo magnético que penetra en el circuito.

Figura 1: Un conductor se mueve en un campo magnético constante.

La causa de la corriente de inducción es el campo eléctrico de vórtice generado por el campo magnético. Este campo eléctrico actúa sobre cargas libres ubicadas en un conductor colocado en este campo eléctrico de vórtice.

Figura 2 - campo eléctrico de vórtice

También puedes encontrar esta definición. La corriente de inducción es una corriente eléctrica que surge debido a la acción de la inducción electromagnética. Si no profundiza en las complejidades de la ley de la inducción electromagnética, en pocas palabras se puede describir de la siguiente manera. La inducción electromagnética es el fenómeno de la aparición de corriente en un circuito conductor bajo la influencia de un campo magnético alterno.

Usando esta ley, puedes determinar la magnitud de la corriente de inducción. Ya que nos da el valor de la FEM que se produce en el circuito bajo la influencia de un campo magnético alterno.

Fórmula 1 - EMF de inducción de campo magnético.

Como puede verse en la fórmula 1, la magnitud de la fem inducida y, por tanto, la corriente inducida, depende de la tasa de cambio del flujo magnético que penetra en el circuito. Es decir, cuanto más rápido cambie el flujo magnético, mayor será la corriente de inducción que se podrá obtener. En el caso de que tengamos un campo magnético constante en el que se mueve el circuito conductor, la magnitud de la FEM dependerá de la velocidad de movimiento del circuito.

Para determinar la dirección de la corriente de inducción se utiliza la regla de Lenz. Que establece que la corriente inducida se dirige hacia la corriente que la provocó. De ahí el signo menos en la fórmula para determinar la fem inducida.

La corriente de inducción juega un papel importante en la ingeniería eléctrica moderna. Por ejemplo, la corriente inducida generada en el rotor de un motor de inducción interactúa con la corriente suministrada desde la fuente de energía en su estator, lo que hace que el rotor gire. Los motores eléctricos modernos se basan en este principio.

Figura 3 - motor asíncrono.

En un transformador, la corriente de inducción que surge en el devanado secundario se utiliza para alimentar varios dispositivos eléctricos. La magnitud de esta corriente se puede configurar mediante los parámetros del transformador.

Figura 4 - transformador eléctrico.

Y, por último, también pueden surgir corrientes inducidas en conductores masivos. Éstas son las llamadas corrientes de Foucault. Gracias a ellos, es posible realizar la fusión de metales por inducción. Es decir, las corrientes parásitas que fluyen por el conductor provocan su calentamiento. Dependiendo de la magnitud de estas corrientes, el conductor puede calentarse por encima del punto de fusión.

Figura 5: fusión de metales por inducción.

Entonces, descubrimos que la corriente inducida puede tener efectos mecánicos, eléctricos y efecto térmico. Todos estos efectos son ampliamente utilizados en mundo moderno, tanto a escala industrial como a nivel doméstico.