Elektromagnetinė indukcija

Atsiradimas laidininko EML indukcijoje

Jei įdėsite magnetinis laukas laidą ir perkelkite jį taip, kad jis judėdamas kirstų lauko linijas, tada viela turės elektrovaros jėgaVadinamas EMF indukcija.

Indukcinis EML laidininke atsiras net jei pats laidininkas liks nejudantis, o magnetinis laukas judės, kirsdamas laidininką savo jėgos linijomis.

Jei laidininkas, kuriame indukcinis EML yra uždarytas bet kuriai išorinei grandinei, tai veikiant šiam EML grandine tekės srovė, vadinamoji. indukcijos srovė.

EML indukcijos reiškinys laidininke, kai jis kerta jo magnetinio lauko linijas, vadinamas elektromagnetine indukcija.

Elektromagnetinė indukcija yra atvirkštinis procesas, ty mechaninės energijos pavertimas elektros energija.

Elektromagnetinės indukcijos reiškinys plačiai naudojamas elektros inžinerija… Įvairių elektros mašinų įtaisas yra pagrįstas jo naudojimu.

EML indukcijos dydis ir kryptis

Dabar panagrinėkime, koks bus laidininke sukelto EML dydis ir kryptis.

Indukcinio EML dydis priklauso nuo jėgos linijų, kertančių laidą per laiko vienetą, skaičiaus, t.y. nuo laido judėjimo greičio lauke.

Sukeltos EML dydis yra tiesiogiai proporcingas laidininko judėjimo magnetiniame lauke greičiui.

Sukeltos EML dydis taip pat priklauso nuo tos laido dalies, kurią kerta lauko linijos, ilgio. Kuo didesnę laidininko dalį kerta lauko linijos, tuo didesnė indukuota emf laidininke. Galiausiai, kuo stipresnis magnetinis laukas, tai yra, kuo didesnė jo indukcija, tuo didesnis EML laidininke, kertančiame šį lauką.

Taigi, indukcijos, atsirandančios laidininke, kai jis juda magnetiniame lauke, EML vertė yra tiesiogiai proporcinga magnetinio lauko indukcijai, laidininko ilgiui ir jo judėjimo greičiui.

Ši priklausomybė išreiškiama formule E = Blv,

kur E yra indukcinis EML; B — magnetinė indukcija; I yra laido ilgis; v yra laido greitis.

Reikia tvirtai atsiminti, kad laidininke, judančiame magnetiniame lauke, indukcijos EML atsiranda tik tada, kai šį laidininką kerta magnetinio lauko linijos. Jei laidininkas juda išilgai lauko linijų, tai yra, jis nekerta, bet atrodo, kad slysta išilgai jomis, tada jame EML nesukeliamas. Todėl aukščiau pateikta formulė galioja tik tada, kai laidas juda statmenai magnetinio lauko linijoms.

Indukuoto emf kryptis (taip pat ir srovė laide) priklauso nuo krypties, kuria viela juda. Yra dešinės rankos taisyklė, leidžianti nustatyti sukelto EML kryptį.

Jei dešinės rankos delną laikote taip, kad į jį patektų magnetinio lauko linijos, o sulenktas nykštys rodytų laidininko judėjimo kryptį, tai ištiesti keturi pirštai rodytų sukeliamo EML veikimo kryptį ir kryptį. srovės laidininke.

Dešinės rankos taisyklė

EML indukcija ritėje

Jau sakėme, kad norint sukurti indukcijos EML laidoje, reikia perkelti arba patį laidą, arba magnetinį lauką į magnetinį lauką. Abiem atvejais laidą turi kirsti lauko magnetinio lauko linijos, kitaip emf nesukels. Indukuota emf, taigi ir indukuota srovė, gali atsirasti ne tik tiesiame, bet ir į ritę susuktame laide.

Judant į vidų ritės nuolatinio magneto, jame sukeliamas EML dėl to, kad magneto magnetinis srautas kerta ritės posūkius, tai yra taip pat, kaip judant tiesiu laidu magneto lauke.

Jei magnetas lėtai nuleidžiamas į ritę, tada joje atsirandantis EML bus toks mažas, kad prietaiso adata gali net nenukrypti. Jei, priešingai, magnetas greitai įkišamas į ritę, rodyklės nuokrypis bus didelis. Tai reiškia, kad sukeltos EML dydis ir atitinkamai srovės stiprumas ritėje priklauso nuo magneto greičio, tai yra nuo to, kaip greitai lauko lauko linijos kerta ritės posūkius. Jei dabar pakaitomis iš pradžių į ritę tuo pačiu greičiu įkišamas stiprus magnetas, o paskui silpnas magnetas, tuomet pastebėsite, kad esant stipriam magnetui prietaiso adata nukryps didesniu kampu.Tai reiškia, kad sukeltos EML dydis ir atitinkamai srovės stiprumas ritėje priklauso nuo magneto magnetinio srauto dydžio.

Galiausiai, jei tas pats magnetas įvedamas tuo pačiu greičiu, pirmiausia į ritę su dideliu apsisukimų skaičiumi, o paskui su daug mažesniu skaičiumi, tada pirmuoju atveju prietaiso adata nukryps didesniu kampu nei Antras. Tai reiškia, kad sukeltos EML dydis ir atitinkamai srovės stiprumas ritėje priklauso nuo jos apsisukimų skaičiaus. Tokius pačius rezultatus galima gauti, jei vietoj nuolatinio magneto naudojamas elektromagnetas.

EML indukcijos kryptis ritėje priklauso nuo magneto judėjimo krypties. Kaip nustatyti indukcijos EML kryptį, sako E. H. Lenzo nustatytas įstatymas.

Lenco elektromagnetinės indukcijos dėsnis

Bet koks magnetinio srauto pasikeitimas ritės viduje yra lydimas indukcijos EML atsiradimo joje, ir kuo greičiau keičiasi į ritę prasiskverbiantis magnetinis srautas, tuo didesnis EML joje.

Jei ritė, kurioje sukuriamas indukcinis EMF, yra uždaryta išorinei grandinei, tada per jos posūkius teka indukcinė srovė, sukurianti aplink laidą magnetinį lauką, dėl kurio ritė virsta solenoidu. Pasirodo, kintantis išorinis magnetinis laukas sukelia indukuotą srovę ritėje, kuri savo ruožtu sukuria savo magnetinį lauką aplink ritę - srovės lauką.

Tyrinėdamas šį reiškinį, E. H. Lencas nustatė dėsnį, kuris nustato indukcijos srovės kryptį ritėje ir atitinkamai indukcinės EML kryptį.Ritėje vykstantis indukcijos emf, kai joje keičiasi magnetinis srautas, sukuria ritėje tokios krypties srovę, kad šios srovės sukurtas ritės magnetinis srautas neleidžia išoriniam magnetiniam srautui keistis.

Lenco dėsnis galioja visais srovės indukcijos laiduose atvejais, nepriklausomai nuo laidų formos ir kaip pasiekiamas išorinio magnetinio lauko pokytis.

Nuolatiniam magnetui judant vielos ritės, prijungtos prie galvanometro gnybtų, atžvilgiu arba ritei judant magneto atžvilgiu, sukuriama indukuota srovė.

Indukcinės srovės masyviuose laiduose

Kintantis magnetinis srautas gali sukelti EML ne tik ritės posūkiuose, bet ir masyviuose metaliniuose laiduose. Įsiskverbdamas į masyvaus laidininko storį, magnetinis srautas jame sukelia EML, kuris sukuria indukcines sroves. Šie vadinamieji sūkurinės srovės pasklidę per vientisą laidą ir joje trumpai jungiami.

Transformatorių šerdys, įvairių elektros mašinų ir prietaisų magnetinės šerdys yra tik tie masyvūs laidai, kurie įkaista juose kylančios indukcinės srovės Šis reiškinys yra nepageidautinas, todėl, siekiant sumažinti indukcinių srovių dydžius, dalelės elektros mašinos ir transformatoriaus šerdis nėra masyvi, o susideda iš plonų lakštų, izoliuotų vienas nuo kito popieriumi arba izoliacinio lako sluoksniu. Todėl sūkurinių srovių sklidimo kelias išilgai laidininko masės yra užblokuotas.

Tačiau kartais praktiškai sūkurinės srovės taip pat naudojamos kaip naudingos srovės. Šių srovių naudojimas pagrįstas, pavyzdžiui, darbu indukcinio šildymo krosnys, elektros skaitikliai ir elektrinių matavimo prietaisų judančių dalių vadinamieji magnetiniai slopintuvai.

Taip pat žiūrėkite: Elektromagnetinės indukcijos reiškinys paveiksluose