Moč indukcijskega toka. Moč indukcijskega toka je odvisna od hitrosti spremembe magnetnega pretoka: hitreje se magnetni tok spreminja, večja je moč indukcijskega toka.
Slika 23 iz predstavitve »Študija elektromagnetna indukcija» na pouk fizike na temo "Elektromagnetna indukcija"Mere: 960 x 720 slikovnih pik, format: jpg. Če želite prenesti sliko brezplačno pouk fizike, z desno miškino tipko kliknite sliko in kliknite "Shrani sliko kot ...". Za prikaz slik v lekciji lahko brezplačno prenesete tudi predstavitev "Študija elektromagnetne indukcije.ppt" z vsemi slikami v zip-arhivu. Velikost arhiva je 950 KB.
Prenesite predstavitevElektromagnetna indukcija
"Samoindukcija in induktivnost" - manifestacija pojava samoindukcije. Pojav pojava EMR. EMF samoindukcije. Velikost. Dirigent. Enote. Zaključek v elektrotehniki. Energija magnetnega polja toka. Induktivnost. Magnetni tok skozi vezje. Energija magnetnega polja. Induktivnost tuljave. Samoindukcija. Magnetni tok.
"Faradayeva elektromagnetna indukcija" - reševanje problemov linearna struktura... Videz generatorja. Načelo generatorja. Sistematizirajte znanje. Čas gibanja magneta. Odkril Faraday. Vprašanja. Indukcijski tok. Športna vzgoja. Pojav EMP. Izkušnje. Pojav elektromagnetne indukcije.
"Elektromagnetna indukcija" - Michael Faraday. Video fragment. Magnetna igla. Dirigent. Zgodba. Alternator. Sinkwine. Pojav elektromagnetne indukcije. Brezkontaktno polnjenje baterije. Testni seznam z nalogami. Severna konica puščice. Elektromagnetna indukcija in naprava. Ocenjevanje. Raven. Material. Faradayevi poskusi.
"Pojav elektromagnetne indukcije" fizika "- Foucaultovi tokovi (vrtinčni tokovi). Indukcijski tok je posledica spremembe pretoka vektorja magnetne indukcije. Bistvo pojava elektromagnetne indukcije. EMF indukcije se pojavi v sosednjem vezju. Vzajemna induktivnost dveh tuljav - transformator. Plošča se bo praktično ustavila. Delajte na premikanju enega naboja po zaprtem krogu.
"Študija elektromagnetne indukcije" - Vprašanja in naloge. Pojav elektromagnetne indukcije. Smer indukcijskega toka. Moč indukcijskega toka. Zakon elektromagnetne indukcije. Moč indukcijskega toka je odvisna od hitrosti spremembe magnetnega pretoka. Izjava. Portret Michaela Faradaya. Samoindukcija. Faradayev pomočnik. Električno polje.
"Študija pojava elektromagnetne indukcije" - Nastalo polje. Lorentzova sila. Vrtinčno električno polje. Električni motor. Povečan pretok. Spremenljivo magnetno polje. Pojav elektromagnetne indukcije. Razlike med vrtinčnim električnim poljem in elektrostatičnim poljem. Sila, ki deluje na elektron. Tokovi (Foucaultovi tokovi) so po obsegu zaprti. Lenzovo pravilo.
Skupaj je 18 predstavitev
Tema 11. FENOMEN ELEKTROMAGNETNE INDUKCIJE.
11.1. Faradayevi poskusi. Indukcijski tok. Lenzovo pravilo. 11.2. Indukcijska vrednost EMF.
11.3. Narava indukcije EMF.
11.4. Kroženje vektorja jakosti vrtinčnega električnega polja.
11.5. Betatron.
11.6. Toki Foucault.
11.7. Učinek kože.
11.1. Faradayevi poskusi. Indukcijski tok. Lenzovo pravilo.
OD v trenutku, ko je bila odkrita povezava med magnetnim poljem in tokom (kar je potrditev simetrije naravnih zakonov), so bili številni poskusi pridobititok z uporabo magnetnega polja. Težavo je leta 1831 rešil Michael Faraday. (Američan Joseph Henry je prav tako odkril, vendar ni uspel objaviti svojih rezultatov. Ampere je prav tako odkritje trdil, vendar svojih rezultatov ni mogel predstaviti).
FARADEY Michael (1791 - 1867) - slavni angleški fizik. Raziskave na področju elektrike, magnetizma, magnetooptike, elektrokemije. Ustvaril laboratorijski model elektromotorja. Odprl sem dodatne tokove pri zapiranju in odpiranju vezja in določil njihovo smer. Odkril je zakone elektrolize, prvi je predstavil pojma polja in dielektrične konstante, leta 1845 je uporabil izraz "magnetno polje".
M. Faraday je med drugim odkril pojave dia in paramagnetizma. Ugotovil je, da se vsi materiali v magnetnem polju obnašajo drugače: usmerjeni so vzdolž polja (para in feromagneti) ali čez
polja - diamagnetika.
Iz šolskega tečaja fizike so Faradayevi poskusi dobro znani: tuljava in trajni magnet (Slika 11.1)
Slika: 11.1 Slika 11.2
Če magnet pripeljete do tuljave ali obratno, se tuljava prikaže elektrika... Enako z dvema tesno razmaknjenima tuljavama: če na eno od tuljav priključite izmenični vir, se bo v drugi pojavil tudi izmenični tok.
(Slika 11.2), vendar se ta učinek najbolje pokaže, ko sta tuljavi povezani z jedrom (slika 11.3).
Po Faradayevi definiciji je za te poskuse običajno, da: če tok
indukcijskega vektorja, ki prodira v zaprti, prevodni krog, se spremeni, nato v vezju nastane električni tok.
Ta pojav se imenujepojav elektromagnetne indukcije in tok - induktivno ... Hkrati je pojav popolnoma neodvisen od metode spreminjanja pretoka vektorja magnetne indukcije.
Izkazalo se je, da gibljivi naboji (tok) ustvarjajo magnetno polje, gibljivo magnetno polje pa (vrtinčno) električno polje in v resnici indukcijski tok.
Za vsak poseben primer je Faraday navedel smer indukcijskega toka. Leta 1833 je Lenz ustanovil generala trenutno smer smeri:
indukcijski tok je vedno usmerjen tako, da magnetno polje tega toka prepreči spremembo magnetnega toka, ki povzroča indukcijski tok. Ta izjava se imenuje Lenzovo pravilo.
Zapolnitev celotnega prostora s homogenim magnetom, pri vseh drugih pogojih, povzroči povečanje indukcije µ krat. To dejstvo to potrjuje
indukcijski tok je posledica spremembe pretoka vektorja magnetne indukcije B in ne pretoka vektorja jakosti H.
11.2. Indukcijska vrednost EMF.
Za ustvarjanje toka v tokokrogu je potrebna elektromotorna sila. Zato pojav elektromagnetne indukcije kaže, da ob spremembi magnetnega pretoka v tokokrogu nastane elektromotorna sila indukcije E i. Naše
problem, z uporabo zakonov ohranjanja energije, poiščite vrednost E i in ugotovite
Razmislite o gibanju gibljivih odsekov 1 - 2 vezij s tokom v magnetnem polju
B (slika 11.4).
Najprej naj bo odsotno magnetno polje B. Ustvari baterija z EMF, enakim E 0
tok I 0. V času dt baterija opravi svoje delo
dA \u003d E I0 dt (11.2.1)
- to delo se bo spremenilo v toploto, ki jo najdemo po zakonu Joule-Lenz:
Q \u003d dA \u003d E 0 I0 dt \u003d I0 2 Rdt,
tukaj I 0 \u003d E R 0, R je skupni upor celotnega vezja.
Vezje postavimo v enakomerno magnetno polje z indukcijo B. Črte B || n in so s trenutno smerjo povezane s kardanskim pravilom. Pretok Ф, povezan s konturo, je pozitiven R
Vsak element konture ima mehansko silo d F. Premična stran okvirja bo imela silo F 0. Pod delovanjem te sile oddelek 1 - 2
se bo gibal s hitrostjo υ \u003d dx dt. V tem primeru je magnetni tok
indukcija.
Nato se bo zaradi elektromagnetne indukcije tok v tokokrogu spremenil in postal
posledično). Ta sila v času dt bo povzročila delo dA: dA \u003d Fdx \u003d IdФ.
Kot v primeru, ko so vsi elementi okvirja mirujoči, je vir dela E 0.
S stacionarnim krogom se je to delo zmanjšalo le na sproščanje toplote. V našem primeru se bo sprostila tudi toplota, vendar v drugačni količini, saj se je tok spremenil. Poleg tega se izvajajo mehanska dela. Splošno delo v času dt je enako:
E 0 Idt \u003d I2 R dt + I dФ | ||||||||||||||
Pomnožite levo in desno stran tega izraza z | Dobimo |
|||||||||||||
Dobljeni izraz imamo pravico obravnavati kot Ohmov zakon za vezje, v katerem poleg vira E 0 deluje tudi E i, kar je enako:
EMF indukcijsko vezje (E i) | je enaka hitrosti spremembe magnetnega pretoka |
|||
indukcija, ki prežema to vezje.
Ta izraz za EMF indukcije vezja je popolnoma univerzalen, neodvisen od metode spreminjanja pretoka magnetne indukcije in se imenuje
faradayev zakon.
Podpiši (-) - matematični izrazlenzova pravila o smeri indukcijskega toka: indukcijski tok je vedno usmerjen tako, da njegovo polje
upreti se spreminjanju začetnega magnetnega polja.
Smer indukcijskega toka in smer d dt Ф sta povezani pravilo gimlet(Slika 11.5).
Dimenzija indukcije EMF: [E i] \u003d [Ф] \u003d B c \u003d B .t c
Če je kontura sestavljena iz več zavojev, potem morate uporabiti koncept
povezava fluksa (polni magnetni tok):
Ψ \u003d Ф N,
kjer je N število zavojev. Torej če
E i \u003d –∑ | ∑Ф i |
|||||
i \u003d 1 | ||||||
∑ Ф \u003d Ψ | ||||||
Ei \u003d - | ||||||
11.3. Narava indukcije EMF.
Odgovorimo na vprašanje, kaj je vzrok gibanja nabojev, vzrok indukcijskega toka? Razmislite o sliki 11.6.
1) Če vodnik premikate v enakomernem magnetnem polju B, se bodo pod vplivom Lorentzove sile elektroni odbili navzdol, pozitivni naboji pa navzgor - nastane potencialna razlika. To bo sila E-strani, pod akcijo
kateri tok teče. Kot vemo, za pozitivne naboje
F l \u003d q +; za elektrone F l \u003d –e -.
2) Če prevodnik miruje in se magnetno polje spremeni, kakšna sila v tem primeru vzbudi indukcijski tok? Vzemimo navaden transformator (slika 11.7).
Takoj, ko zapremo vezje primarnega navitja, se v sekundarnem navitju takoj pojavi tok. Toda navsezadnje Lorentzova sila nima nič skupnega, ker deluje na gibljive naboje in so bili na začetku v mirovanju (bili so v toplotnem gibanju - kaotični, tu pa je potrebno usmerjeno gibanje).
Odgovor je dal J. Maxwell leta 1860: katero koli izmenično magnetno polje vzbudi električno polje (E ") v okoliškem prostoru.To je razlog za indukcijski tok v vodniku. To pomeni, da se E "pojavlja le ob prisotnosti izmeničnega magnetnega polja (transformator ne deluje z enosmernim tokom).
Bistvo pojava elektromagnetne indukcije sploh ne v videzu indukcijskega toka (tok se pojavi, ko so naboji in zaprt krog),in v videzu vrtinčnega električnega polja (ne samo v vodniku, ampak tudi v okoliškem prostoru, v vakuumu).
To polje ima popolnoma drugačno strukturo kot polje, ki ga ustvarjajo naboji. Ker je ne ustvarjajo naboji, se silnice ne morejo začeti in končati na nabojih, kot je bila v naši elektrostatiki. To polje je vrtinčno, njegove sile so zaprte.
Ker to polje premika naboje, ima torej moč. Uvedimo
vektor jakosti vrtinčnega električnega polja E ". Sila, s katero to polje deluje na naboj
F "\u003d q E".
Ko pa se naboj premika v magnetnem polju, nanj deluje Lorentzova sila
F "\u003d q. | |
Te sile morajo biti enake na podlagi zakona o ohranjanju energije: | |
q E "\u003d - q, torej, | |
E "\u003d - [vr, B]. | |
tukaj je v r hitrost naboja q glede na B. Ampak | za pojav |
pomembna je hitrost spremembe magnetnega polja B. torej |
|
lahko napišete: | |
E "\u003d -, | |
MAGNETNO POLJE
Magnetna interakcija gibljivih električnih nabojev v skladu s koncepti teorije polja je razložena na naslednji način: vsak gibljivi električni naboj ustvarja magnetno polje v okolici, ki lahko deluje na druge gibljive električne naboje.
IN - fizična količina, ki je sila, značilna za magnetno polje. Imenuje se magnetna indukcija (ali indukcija magnetnega polja).
Magnetna indukcija je vektorska količina. Modul magnetnega indukcijskega vektorja je enak razmerju med največjo vrednostjo amperske sile, ki deluje na ravni vodnik s tokom in tokom v vodniku in njegovo dolžino:
Magnetna indukcijska enota... V Mednarodnem sistemu enot je enota magnetne indukcije indukcija takega magnetnega polja, pri katerem je za vsak meter dolžine vodnika pri toku 1 A največja trdnost Ampere 1 N. Ta enota se imenuje tesla (okrajšano: T), v čast izjemnega jugoslovanskega fizika N. Tesle:
MOČ LORENTZA
Gibanje vodnika s tokom v magnetnem polju kaže, da magnetno polje deluje na gibljive električne naboje. Amper sila deluje na vodnik F A \u003d \u200b\u200bIBlsin a, in Lorentzova sila deluje na gibljiv naboj:
kje a - kot med vektorjema B in v.
Gibanje nabitih delcev v magnetnem polju. V enakomernem magnetnem polju na naelektreni delec, ki se giblje s hitrostjo, pravokotno na črte indukcije magnetnega polja, deluje sila m, konstantna po velikosti in usmerjena pravokotno na vektor hitrosti. pridobi pospešek, katerega modul je:
V enakomernem magnetnem polju se ta delec giblje v krogu. Polmer ukrivljenosti poti, po kateri se delci premika, se določi glede na stanje, iz katerega sledi,
Polmer ukrivljenosti poti je konstantna vrednost, saj sila, pravokotna na vektor hitrosti, spreminja samo svojo smer, ne pa tudi modula. In to pomeni, da je ta pot krog.
Obdobje obračanja delca v enakomernem magnetnem polju je:
Zadnji izraz kaže, da obdobje obračanja delca v enakomernem magnetnem polju ni odvisno od hitrosti in polmera poti njegovega gibanja.
Če je jakost električnega polja enaka nič, potem je Lorentzova sila l enaka magnetni sili m:
ELEKTROMAGNETNA INDUKCIJA
Pojav elektromagnetne indukcije je odkril Faraday, ki je ugotovil, da v zaprtem prevodnem vezju nastane električni tok ob kakršni koli spremembi magnetnega polja, ki prodira v tokokrog.
MAGNETNI TOK
Magnetni tok F (tok magnetne indukcije) skozi površino s površino S - vrednost, enaka zmnožku modula magnetnega indukcijskega vektorja na površino S in kosinus kota inmed vektorjem in normalno površino:
Ф \u003d BScos
V SI je enota magnetnega pretoka 1 Weber (Wb) magnetni tok skozi površino 1 m 2, ki se nahaja pravokotno na smer enakomernega magnetnega polja, katerega indukcija je 1 T:
Elektromagnetna indukcija- pojav pojava električnega toka v zaprti prevodni zanki s kakršno koli spremembo magnetnega pretoka, ki prodira skozi zanko.
Indukcijski tok, ki se pojavi v zaprti zanki, ima takšno smer, da je njegova magnetno polje preprečuje spremembo magnetnega pretoka, ki jo povzroča (Lenzovo pravilo).
ZAKON O ELEKTROMAGNETNI INDUKCIJI
Faradayevi poskusi so pokazali, da je jakost indukcijskega toka I i v prevodnem vezju neposredno sorazmerna s hitrostjo spremembe števila magnetnih indukcijskih vodov, ki prodirajo na površino, omejeno s tem vezjem.
Zato je jakost indukcijskega toka sorazmerna s hitrostjo spremembe magnetnega pretoka skozi površino, omejeno s konturo:
Znano je, da če se v tokokrogu pojavi tok, to pomeni, da zunanje sile delujejo na proste naboje vodnika. Delo teh sil za premikanje enote naboja po zaprti zanki se imenuje elektromotorna sila (EMF). Poiščimo EMF indukcije ε i.
Ohmov zakon za zaprti krog
Ker R ni odvisen od, potem
EMF indukcije sovpada v smeri z indukcijskim tokom, ta tok pa je v skladu z Lenzovim pravilom usmerjen tako, da z njim ustvarjeni magnetni tok preprečuje spremembo zunanjega magnetnega toka.
Zakon elektromagnetne indukcije
EMF indukcije v zaprti zanki je enak hitrosti spremembe magnetnega pretoka, ki prodira v zanko, vzet z nasprotnim predznakom:
SAMOINDUKCIJA. INDUKTIVNOST
Izkušnje kažejo, da magnetni tok Fpovezan z vezjem, je neposredno sorazmeren s tokom v tem vezju:
Ф \u003d L * I .
Induktivnost zanke L - koeficient sorazmernosti med tokom, ki prehaja skozi vezje, in magnetnim tokom, ki ga ustvarja.
Induktivnost vodnika je odvisna od njegove oblike, velikosti in lastnosti okolja.
Samoindukcija - pojav indukcijske EMF v vezju, ko se magnetni tok spremeni zaradi spremembe toka, ki prehaja skozi samo vezje.
Samoindukcija je poseben primer elektromagnetne indukcije.
Induktivnost - številčno enaka emf samoindukcija, ki nastane v vezju, ko se trenutna moč v njem spremeni na enoto na enoto časa. V SI se induktivnost takega vodnika vzame kot enota induktivnosti, pri kateri se ob spremembi jakosti toka za 1 A v 1 s pojavi EMF samoindukcije 1 V. Ta enota se imenuje henry (H ):
ENERGIJA MAGNETNEGA POLJA
Pojav samoindukcije je podoben pojavu vztrajnosti. Induktivnost s spremembo toka igra enako vlogo kot masa s spremembo hitrosti telesa. Analog hitrosti je trenutna moč.
To pomeni, da lahko energijo magnetnega polja toka štejemo za podobno vrednost kinetična energija telo:
Predpostavimo, da se po odklopu tuljave od vira tok v tokokrogu s časom linearno zmanjšuje.
EMF samoindukcije ima v tem primeru konstantno vrednost:
kjer je I začetna vrednost toka, je t časovni interval, v katerem se tok zmanjša z I na 0.
Med časom t gre električni naboj skozi vezje q \u003d I cp t... Ker I cp \u003d (I + 0) / 2 \u003d I / 2, potem je q \u003d It / 2... Zato je delo električnega toka:
To delo opravi energija magnetnega polja tuljave. Tako spet dobimo:
Primer. Določite energijo magnetnega polja tuljave, v kateri je pri toku 7,5 A magnetni tok 2,3 * 10 -3 Wb. Kako se bo spremenila energija polja, če se trenutna jakost prepolovi?
Energija magnetnega polja tuljave W 1 \u003d LI 1 2/2. Po definiciji je induktivnost tuljave L \u003d F / I 1. Posledično
Učitelj fizike Državne proračunske izobraževalne ustanove srednje šole št. 58 Sevastopola Safronenko N.I.
Tema lekcije: Faradayevi poskusi. Elektromagnetna indukcija.
Laboratorijsko delo "Študija pojava elektromagnetne indukcije"
Cilji lekcije : Vem / razumem: opredelitev pojava elektromagnetne indukcije. Znati opisati in razložiti elektromagnetno indukcijo,biti sposoben opazovati naravni pojavi, za preučevanje fizikalnih pojavov uporabite preproste merilne instrumente.
- razvoj: razvijati logično razmišljanje, kognitivni interes, opazovanje.
- izobraževalni: Oblikovati prepričanje o možnosti spoznavanja narave,nujnost razumna uporaba znanstvenih dosežkov za nadaljnji razvoj človeška družba, spoštovanje ustvarjalcev znanosti in tehnologije.
Oprema: Elektromagnetna indukcija: galvanometrska tuljava, magnet, jedrna tuljava, trenutni vir, reostat, jedrna tuljava, skozi katero teče izmenični tok, trden in režni obroč, tuljava z žarnico. Film o M. Faradayu.
Vrsta lekcije: kombinirana lekcija
Metoda pouka: delno iskanje, razlagalno in ilustrativno
§21 (str. 90–93), ustno odgovori na vprašanja str. 90, preizkus 11 str. 108
Laboratorijske vaje
Študija pojava elektromagnetne indukcije
namen dela : izvedeti
1) pod kakšnimi pogoji se v zaprti zanki (tuljavi) pojavi indukcijski tok;
2) kaj določa smer indukcijskega toka;
3) kaj določa jakost indukcijskega toka.
Oprema : milliammeter, tuljava, magnet
Med poukom.
Konca tuljave priključite na sponke miliampermetra.
1. Ugotovite to električni tok (indukcija) v tuljavi se pojavi, ko se spremeni magnetno polje v tuljavi. Spremembe magnetnega polja v tuljavi lahko povzroči drsenje magneta v tuljavico ali iz nje.
A) Magnet z južnim polom vstavite v tuljavo in nato odstranite.
B) Vstavite magnet severnega pola v tuljavo in nato odstranite.
Ko se magnet premakne, je v tuljavi tok (indukcija)? (Ali je v tuljavi indukcijski tok, ko se spremeni magnetno polje?)
2. Ugotovite to smer indukcijskega toka je odvisna od smeri gibanja magneta glede na tuljavo (magnet vnesemo ali odstranimo) in na katerem polu magnet vstavimo ali odstranimo.
A) Magnet z južnim polom vstavite v tuljavo in nato odstranite. Opazujte, kaj se v obeh primerih zgodi z iglo milliammetra.
B) Vstavite magnet severnega pola v tuljavo in nato odstranite. Opazujte, kaj se v obeh primerih zgodi z iglo milliammetra. Narišite smeri odklona puščice milliammeter:
Pole magnet
V kolut
Iz tuljave
Južni pol
Severni pol
3. Ugotovite to jakost indukcijskega toka je odvisna od hitrosti magneta (hitrost spremembe magnetnega polja v tuljavi).
Počasi vstavite magnet v tuljavo. Upoštevajte odčitek miliampermetra.
Hitro vstavite magnet v tuljavo. Upoštevajte odčitek miliampermetra.
Izhod.
Med poukom
Pot do znanja? To je enostavno razumeti. Odgovor je lahko preprost: »Motite se in spet se motite, vendar vsakič manj, manj. Upam, da bo današnja lekcija ena manj na tej poti znanja. Naša lekcija je posvečena fenomenu elektromagnetne indukcije, ki ga je 29. avgusta 1831 odkril angleški fizik Michael Faraday. Redki so primeri, ko je datum novega izjemnega odkritja znan tako natančno!
Pojav elektromagnetne indukcije je pojav videza električnega toka v zaprtem vodniku (tuljavi), ko se spremeni zunanje magnetno polje v tuljavi. Tok se imenuje induktivni. Indukcija - usmerjanje, sprejemanje.
Namen lekcije: preučiti pojav elektromagnetne indukcije, tj. pod kakšnimi pogoji pride do indukcijskega toka v zaprti zanki (tuljavi), ugotovite, od česa sta odvisna smer in velikost indukcijskega toka.
Hkrati s preučevanjem gradiva boste opravljali laboratorijska dela.
Na začetku 19. stoletja (1820) je po poskusih danskega znanstvenika Oersteda postalo jasno, da električni tok okoli sebe ustvarja magnetno polje. Spomnimo se te izkušnje še enkrat. (Študent pripoveduje Oerstedove izkušnje ). Po tem se je postavilo vprašanje, ali je mogoče s pomočjo magnetnega polja pridobiti tok, tj. naredi nasprotno. V prvi polovici 19. stoletja so se znanstveniki obrnili prav na takšne poskuse: začeli so iskati možnost ustvarjanja električnega toka zaradi magnetnega polja. M. Faraday je v svojem dnevniku zapisal: "Pretvorite magnetizem v elektriko." In skoraj deset let je hodil proti svojemu cilju. Z nalogo se je odlično znašel. V opomin na to, o čem bi moral ves čas razmišljati, je v žepu nosil magnet. S to lekcijo se bomo poklonili velikemu znanstveniku.
Spomnimo se Michaela Faradaya. Kdo je on? (Študent govori o M. Faradayu ).
Sin kovača, distributer časopisov, knjigovez, samouk samouk, ki je samostojno študiral fiziko in kemijo iz knjig, laboratorijski sodelavec izjemnega kemika Devija in na koncu znanstvenik, se je odlično odrezal, pokazal iznajdljivost , vztrajnost, vztrajnost, dokler ni prejel električnega toka s pomočjo magnetnega polja.
Pojdimo na potovanje v tiste daljne čase in reproducirajmo Faradayeve poskuse. Faraday velja za največjega eksperimentatorja v zgodovini fizike.
N S
1) 2)
SN
Magnet je bil vstavljen v tuljavo. Ko se je magnet pomaknil v tuljavi, je bil zabeležen tok (indukcija). Prva shema je bila precej preprosta. Najprej je M. Faraday uporabil tuljavo z veliko število obrača. Tuljava je bila pritrjena na instrument milliammeter. Moram reči, da v tistih daljnih časih ni bilo dovolj dobrih instrumentov za merjenje električnega toka. Zato smo uporabili nenavadno tehnična rešitev: vzeli so magnetno iglo, poleg nje postavili vodnik, skozi katerega je tekel tok, in presojali pretok po odstopanju magnetne igle. Tok bomo ocenjevali po odčitkih miliampermetra.
Študenti reproducirajo izkušnje in opravijo 1. točko pri laboratorijskih vajah. Opazili smo, da igla miliampermetra odstopa od ničelne vrednosti, tj. kaže, da se je v vezju pojavil tok, ko se magnet premika. Takoj, ko se magnet ustavi, se puščica vrne v nič položaj, to pomeni, da v vezju ni električnega toka. Tok se pojavi, ko se magnetno polje v tuljavi spremeni.
Prišli smo do tega, o čemer so govorili na začetku pouka: prejeli so električni tok z uporabo spreminjajočega se magnetnega polja. To je prva zasluga M. Faradaya.
Druga zasluga M. Faradaya je ta, da je določil, od česa je odvisna smer indukcijskega toka. Tudi mi ga bomo namestili. Študentje opravijo 2. korak pri laboratorijskih vajah. Pojdimo na klavzulo 3 laboratorijskega dela. Ugotovimo, da je jakost indukcijskega toka odvisna od hitrosti magneta (hitrosti spremembe magnetnega polja v tuljavi).
Kakšne sklepe je naredil M. Faraday?
Električni tok se pojavi v zaprtem krogu, ko se magnetno polje spremeni (če magnetno polje obstaja, vendar se ne spremeni, potem ni toka).
Smer indukcijskega toka je odvisna od smeri gibanja magneta in njegovih polov.
Moč indukcijskega toka je sorazmerna s hitrostjo spremembe magnetnega polja.
Drugi poskus M. Faradaya:
Na skupnem jedru sem vzel dve tuljavi. Enega sem priklopil na milliammeter, drugega pa s ključem na trenutni vir. Takoj, ko je bil krog zaprt, je milliammeter prikazal indukcijski tok. Odprto je tudi pokazalo tok. Medtem ko je vezje zaprto, tj. v tokokrogu je tok, milliammeter ni prikazal toka. Magnetno polje obstaja, vendar se ne spreminja.
Razmislimo o sodobni različici poskusov M. Faradaya. V tuljavo, priključeno na galvanometer, vnesemo in odstranimo elektromagnet, jedro, vklopimo in izklopimo tok, s pomočjo reostata spremenimo trenutno moč. Na jedro tuljave, skozi katero teče izmenični tok, je nameščena tuljava z žarnico.
Izvedel pogoji pojav indukcijskega toka v zaprtem krogu (tuljava). In kaj jevzrok njegov pojav? Spomnimo se pogojev za obstoj električnega toka. To so: nabiti delci in električno polje. Dejstvo je, da spreminjajoče se magnetno polje v prostoru ustvarja električno polje (vrtinec), ki deluje na proste elektrone v tuljavi in \u200b\u200bjih usmerja v smerno gibanje, s čimer ustvarja indukcijski tok.
Magnetno polje se spreminja, količina se spreminja ley linije magnetno polje skozi zaprto zanko. Če okvir vrtite v magnetnem polju, se bo v njem pojavil indukcijski tok.Prikaži model generatorja.
Odkritje pojava elektromagnetne indukcije je imelo dobra vrednost za razvoj tehnologije, za ustvarjanje generatorjev, s pomočjo katerih nastaja električna energija, ki stoji na energiji industrijska podjetja (elektrarne).Film o M. Faradayu "Od elektrike do električnih generatorjev" je predvajan od 12.02 minut.
Transformatorji delajo na pojavu elektromagnetne indukcije, s pomočjo katere oddajajo elektriko brez izgub. Prikazan je daljnovod.
Pojav elektromagnetne indukcije se uporablja pri delovanju detektorja napak, s pomočjo katerega se preučujejo jekleni žarki in tirnice (nehomogenosti žarka izkrivljajo magnetno polje in indukcijski tok nastane v tuljavi detektorja napak).
Rad bi se spomnil Helmholtzovih besed: "Dokler bodo ljudje uživali prednosti elektrike, si bodo zapomnili ime Faraday."
"Sveti naj bodo tisti, ki so v svoji ustvarjalni vnemi, ko so raziskovali ves svet, odkrili zakone v njem."
Mislim, da je na naši poti poznavanje napak postalo še manj.
Kaj novega ste se naučili? (Da lahko tok dobimo z spreminjajočim se magnetnim poljem. Ugotovili smo, od česa sta odvisna smer in velikost indukcijskega toka).
Kaj ste se naučili? (Sprejem indukcijskega toka z uporabo spreminjajočega se magnetnega polja).
Vprašanja:
Magnet se v kovinski obroč vstavi v prvih dveh sekundah, v naslednjih dveh sekundah je v obroču negiben, v naslednjih dveh sekundah pa se odstrani. Kako dolgo teče tok v tuljavi? (Od 1-2s; 5-6s).
Na magnet se namesti obroč z režo in brez nje. Kakšen je indukcijski tok? (V zaprtem obroču)
Na jedru tuljave je obroč, ki je povezan z izmeničnim virom napajanja. Vklopite tok in obroč se bo odbijal. Zakaj?
Dekoracija plošče:
"Pretvori magnetizem v elektriko"
M. Faraday
Portret M. Faradaya
Risbe poskusov M. Faradaya.
Elektromagnetna indukcija - pojav videza električnega toka v zaprtem vodniku (tuljavi), ko se spremeni zunanje magnetno polje v tuljavi.
Ta tok se imenuje induktivni.
Indukcijski tok je tok, ki se pojavi v zaprtem prevodnem vezju v izmeničnem magnetnem polju. Ta tok se lahko pojavi v dveh primerih. Če obstaja stacionarno vezje, prebodeno s spreminjajočim se tokom magnetne indukcije. Ali ko se prevodna zanka premika v konstantnem magnetnem polju, kar povzroči tudi spremembo magnetnega pretoka prodorne zanke.
Slika 1 - Vodnik se premika v konstantnem magnetnem polju
Indukcijski tok povzroča vrtinčno električno polje, ki ga ustvarja magnetno polje. To električno polje deluje na proste naboje v vodniku, nameščenem v tem vrtinčnem električnem polju.
Slika 2 - vrtinčno električno polje
Takšno definicijo lahko tudi najdete. Indukcijski tok je električni tok, ki se pojavi zaradi delovanja elektromagnetne indukcije. Če se ne poglobite v zapletenosti zakona elektromagnetne indukcije, ga lahko na kratko opišemo na naslednji način. Elektromagnetna indukcija je pojav pojava toka v prevodnem vezju pod vplivom izmeničnega magnetnega polja.
S pomočjo tega zakona lahko določite tudi velikost indukcijskega toka. Ker nam daje vrednost EMR, ki nastane v vezju pod vplivom izmeničnega magnetnega polja.
Formula 1 - EMP indukcije magnetnega polja.
Kot je razvidno iz formule 1, je vrednost indukcijske EMF in s tem indukcijskega toka odvisna od hitrosti spremembe magnetnega pretoka, ki prodira v vezje. To pomeni, da hitreje kot se magnetni tok spreminja, večji indukcijski tok je mogoče dobiti. V primeru, da imamo konstantno magnetno polje, v katerem se premika zanka, je vrednost EMF odvisna od hitrosti zanke.
Lenzovo pravilo se uporablja za določanje smeri indukcijskega toka. Kar pravi, da je indukcijski tok usmerjen proti toku, ki ga je povzročil. Od tod tudi znak minus v formuli za določanje EMF indukcije.
Indukcijski tok igra pomembno vlogo v sodobni elektrotehniki. Na primer, indukcijski tok, ki nastane v rotorju asinhronskega motorja, deluje s tokom, ki se napaja iz vira energije v njegovem statorju, zaradi česar se rotor vrti. Sodobni električni motorji so zgrajeni po tem principu.
Slika 3 - asinhroni motor.
V transformatorju se indukcijski tok, ki nastane v sekundarnem navitju, uporablja za napajanje različnih električnih naprav. Velikost tega toka lahko nastavimo s parametri transformatorja.
Slika 4 - električni transformator.
Končno se lahko indukcijski tokovi pojavijo tudi v masivnih vodnikih. To so tako imenovani Foucaultovi tokovi. Zahvaljujoč jim je mogoče proizvajati indukcijsko taljenje kovin. To pomeni, da vrtinčni tokovi, ki tečejo v vodniku, povzročajo njegovo segrevanje. Odvisno od jakosti teh tokov se lahko vodnik segreje nad tališčem.
Slika 5 - Indukcijsko taljenje kovin.
Tako smo ugotovili, da lahko indukcijski tok zagotavlja mehanske, električne in toplotno delovanje... Vsi ti učinki se pogosto uporabljajo v sodobnem svetu, tako v industrijskem merilu kot na ravni gospodinjstev.
