A törvény az elektromágneses indukció (Faraday-törvény)
Home | Rólunk | visszacsatolás
Ennek eredményeként számos kísérlet, Faraday létrehozta az alapvető mennyiségi törvény az elektromágneses indukció. Azt igazolták, hogy ha van egy változás áramkör kapcsolódik a mágneses fluxus, ami az indukciós áram lép fel az áramkörben. Előfordulása indukált áram jelenlétét jelzi az elektromotoros erő egy áramkörben nevezett elektromágneses indukció elektromotoros erő. Faraday találtuk, hogy az érték a Ei elektromágneses indukció elektromotoros erő arányos a változási sebességének a mágneses fluxus:
ahol K - arányossági tényező megválasztásától függően mértékegységek.
SI egységeket együtthatója K = 1, azaz a
Ez a képlet jelentése Faraday indukciós törvénye. A mínusz jel ez a képlet megegyezik a szabály (törvény) Lenz.
Faraday törvénye is formálhatjuk a következőképpen: egy elektromágneses indukció EMF az áramkörben Ei számszerűen egyenlő és ellentétes a változási sebességének mágneses fluxus révén által határolt felület, hogy kontúr. Ez egy univerzális törvény: EMF Ei független a mágneses fluxus változási.
A mínusz jel (27.2) azt mutatja, hogy a megnövekedett áramlási (> 0) okoz EMF Ei <0, т.е. магнитный поток индукционного тока направлен навстречу потоку, вызвавшему его; уменьшение потока ( <0) вызывает Ei> 0 t. E. Az áramlás iránya a mágneses indukció és az aktuális áramlási okozta egybeesnek. A mínusz jel a képletben (27.2) a matematikai kifejezés a szabály Lenz - az általános szabály megtalálása irányába az indukált áram (és ezért a megjelölés és az indukált elektromotoros) származó 1833-szabály Lenz: indukciós áram mindig úgy irányítjuk, hogy engedélyezi okból elhívása . Más szóval, az indukált árama mágneses fluxus, megakadályozza, hogy a mágneses fluxus változása, a hívó fél által indukált elektromotoros erő.
Indukált elektromotoros erőt fejezik V (V). Sőt, tekintettel arra, hogy a készülék a mágneses fluxus Weber (WB), kapjuk:
Ha egy zárt áramkör, ahol az indukált EMF indukciós áll N tekercsek, hogy az EI egyenlő lesz az összege az elektromotoros erő indukált az egyes tekercsek. És ha a mágneses fluxus által lefedett minden egyes tekercs azonos, és jelentése F, a teljes fluxus révén N felületi tekercsek jelentése (Nb) - teljes mágneses fluxus (fluxuskapcsolódás). Ebben az esetben, az indukált elektromotoros erő egyenlő:
Formula (27.2) kifejezi a törvény az elektromágneses indukció általános módon. Ez egyaránt vonatkozik a rögzített kontúrok és a mozgó vezető mágneses térben. Bejövő ott származéka a mágneses fluxus adott időben, általában két részből áll, amelyek közül az egyik okozza a változást a mágneses fluxussűrűség idővel, és a másik - a kontúr viszonyított mozgások a mágneses mező (vagy deformáció). Vegyünk néhány példát a jelen törvény.
1. példa Egyenes vezetékhossz l mozog önmagával párhuzamosan egy homogén mágneses mezőben (38. ábra). Ez a vezető része lehet egy zárt hurkú, a fennmaradó részeket, amelyek helyhez kötött. Találunk EMF fordul elő, hogy a Windows Intézőben.
Ha a pillanatnyi értéke a huzal sebessége van v. alatt az idő dt ez leírja a területen dS = l × v × dt, és ez idő alatt az összes metszi vonalak a mágneses indukció áthaladó dS. Ezért, a mágneses fluxus változási keresztül az áramkör, amely magában foglalja a mozgó vezeték dF = Bn × l × v × dt. Itt Bn - összetevője a mágneses indukció merőleges dS. Behelyettesítve ezt (27,2) megkapjuk a nagysága a EMF:
Az irány az indukált áram és a jele az EMF által meghatározott Lenz szabály: az indukált áram az áramkörben mindig olyan irányban, hogy a mágneses mező által termelt megakadályozza, hogy a változás a mágneses fluxus okozza az indukált áram. Egyes esetekben a meghatározására indukciós áram iránya (polaritás EMF indukció) szerinti egyéb formálási szabályokat Lenz: indukáló áram egy mozgó vezetőt irányul úgy, hogy az eredményül kapott Amper erő ellentétes sebességvektor (lassítja mozgás).
Nézzük egy számszerű példát. Függőleges vezető (gépkocsi antennája) hossza l = 2m mozog kelet-nyugati irányban egy sebesség a Föld mágneses mező, v = 72 km / h = 20 m / s. Kiszámítjuk a feszültséget a végén a karmester. Mivel a vezeték nyitva van, a jelenlegi nem lesz végein és a feszültség egyenlő lesz az indukciós EMF. Tekintettel arra, hogy a vízszintes összetevője a föld mágneses indukciós mezőben (azaz merőleges a menetirányra) a közepes szélességi egyenlő 2 × 10 -5 T, a következő képlet segítségével (27,4) találunk
U = Bn × l × v = 2 × 10 -5 × 20 × 2 = 0,8 × 10 -3,
azaz 1 mV. A Föld mágneses tere irányul délről északra. Ezért azt látjuk, hogy az EMF irányul fentről lefelé. Ez azt jelenti, hogy az alsó végét a huzal lesz nagyobb a potenciális (pozitív töltésű), és a felső - alsó (negatív töltésű).
2. példa Egy mágneses mező zárt hurok alakú fluxust F. Tegyük fel, hogy ez az áramlás nullára csökken, és kiszámítja a teljes mennyiségű töltés áthaladt az áramkör. A pillanatnyi feszültség értéke a folyamat kihalás a mágneses fluxus van kifejezve a képlet (27,2). Következésképpen szerint Ohm-törvény, a pillanatnyi értéke a jelenlegi ereje van
ahol R - a teljes ellenállás az áramkör.
A mennyisége töltés telt egyenlő
Ez az összefüggés fejezi törvénye az elektromágneses indukció olyan formában Faraday találtuk, hogy a saját kísérletek arra a következtetésre jutott, hogy a díj összegének áthaladt az áramkör, arányos a teljes száma erővonalak keresztez egy vezeték (például egy változás a mágneses fluxus F1 -f2), és fordítva arányos az ellenállás áramkör R. az arány (27,6) lehetővé teszi, hogy meghatározza a mágneses fluxus SI-egységek: Weber - mágneses fluxus mellett, amelynél a nullára csökkenhet egy összefűzött áramkörben vele 1 ohm impedanciájú halad töltés 1 Cl.
Szerint a Faraday-törvény az elektromágneses indukció elektromotoros erő megjelenése esetén lehetséges rögzített hurok található váltakozó mágneses mezőt. Azonban a Lorentz-erő a rögzített díjak nem érvényes, így ebben az esetben lehet, hogy nem lehet az oka a kiváltott EMF. Maxwell magyarázatára elektromotoros indukált a rögzített vezetékek feltételezzük, hogy minden változó mágneses mezőt az azt körülvevő tér gerjeszti örvény elektromos mező, amely az oka az indukált áram a vezetékben. Circulation a térerősség vektor bármelyike szerinti helyhez kötött vezeték hurok L egy elektromágneses indukciós elektromotoros erő:
Vonalak szolenoid elektromos térerősség a zárt görbék, így a mozgó töltés egy szolenoid elektromos mező zárt körben előfordul nulla munkát. Ez ellentétben szolenoid elektromos mező az elektrosztatikus vonalak feszültség, amely kezdődik és ér véget a díjakat.