Жалқаулық ережесін қолдану алгоритмі. Электромагниттік индукция құбылысы

Индукция электр тоғымагнит ағыны өзгергенде пайда болатын өткізгіште оның магнит өрісі магнит ағынының өзгеруіне қарсы болатындай етіп бағытталады.

1831 жылы ағылшын физигі Майкл Фарадей қазіргі таңда Фарадейдің электромагниттік индукция заңы деп аталатын заңын ашты, оған сәйкес өткізгіш контурдағы магнит ағынының өзгеруі тізбекте қуат көзі болмаған кезде де сол контурдағы электр тогын қоздырады. Фарадей қалдырды ашық сұрақИндукциялық токтың бағытын көп ұзамай орыс физигі Эмилиус Кристианович Ленц шешті.

Қосылған аккумуляторсыз немесе басқа қуат көзі жоқ жабық дөңгелек ток өткізетін тізбекті елестетіп көріңіз, оған магнит солтүстік полюспен енгізіле бастайды. Бұл контурдан өтетін магнит ағынын арттырады және Фарадей заңы бойынша контурда индукциялық ток пайда болады. Бұл ток өз кезегінде Био-Саварт заңы бойынша магнит өрісін тудыратын болады, оның қасиеттері солтүстік және оңтүстік полюстері бар кәдімгі магнит өрісінің қасиеттерінен еш айырмашылығы жоқ. Ленц индукциялық токтың солтүстік полюсі пайда болатын токтың бағытталатынын анықтады. магнит өрісіжағына бағытталған болады Солтүстік полюситергіш магнит. Магниттердің екі солтүстік полюстері арасында өзара тебілу күштері әрекет ететіндіктен, контурда индукциялық ток дәл сол бағытта ағып, магнитті контурға енгізуге қарсы болады. Және бұл тек ерекше жағдай, бірақ жалпылама тұжырымда Ленц ережесі индукцияланған ток әрқашан оны тудырған негізгі себепке қарсы тұру үшін бағытталғанын айтады.

Бүгінде олар қалааралық жолаушылар көлігінде Ленц ережесін қолдануға тырысуда. Магниттік левитация деп аталатын пойыздардың тәжірибелік үлгілері қазірдің өзінде жасалып, сынақтан өтуде. Болат парақтан бірнеше сантиметр қашықтықта орналасқан мұндай пойыздың вагонының астына қуатты магниттер орнатылады. Пойыз қозғалған кезде жолдың контуры арқылы өтетін магнит ағыны үнемі өзгеріп отырады және онда күшті индукциялық токтар пайда болып, пойыздың магниттік суспензиясын қайтаратын қуатты магнит өрісін жасайды (контур арасында кері итеруші күштердің пайда болуы сияқты). және жоғарыда сипатталған эксперименттегі магнит). Бұл күштің үлкендігі соншалық, жылдамдықты арттыра отырып, пойыз жолдан 10-15 сантиметрге көтеріледі және шын мәнінде ауа арқылы ұшады. Магниттік левитация пойыздары 500 км/сағ жылдамдыққа жетеді, бұл оларды орташа қашықтыққа қалааралық тасымалдау үшін өте қолайлы етеді.

Сондай-ақ қараңыз:

Тақырып бойынша сабақ «Ленц ережесі. Өзіндік индукция құбылысы. Магниттік өріс энергиясы».

Сабақтың мақсаты : индукциялық токтың бағытын анықтауды үйрену; Ленц ережесінің мысалын қолдана отырып, ESA-ның іргелі табиғаты туралы идеяны тұжырымдаңыз; өзіндік индукция құбылысының мәнін түсіндіру; магнит өрісінің энергиясын есептеу формуласын шығару, осы формуланың физикалық мағынасын табу.

Сабақ жоспары:

Емтихан үй жұмысы.

Жаңа материалды таныстыру.

Біріктіру.

Үй жұмысы.

Үй тапсырмасын тексеру.

Жаңа материалды ұсыну жоспары:

1. Индукциялық токтың бағыты.
2. Ленц ережесі және ZSE.
3. Өзіндік индукция құбылысы.
4. Өзіндік индукцияның ЭҚК.
5. Индуктивтілік.
6. Технологияда өзіндік индукцияны қолдану және есепке алу.
7. Токтың магнит өрісінің энергиясы.

Индукциялық токтың бағыты.

Оқушыларға бұрынғы білімдерін толықтыру үшін сұрақтар:

Электромагниттік индукция құбылысын зерттеуге арналған Фарадей эксперименттерінің екі сериясын атаңыз (тогы бар магнитті немесе катушканы ішке және сыртқа жылжытқанда катушкада индукциялық токтың пайда болуы; ток өзгерген кезде бір катушкада индукциялық токтың пайда болуы. екіншісінде тізбекті жабу немесе ашу немесе реостатты пайдалану арқылы).

Гальванометр инесінің иілу бағыты магниттің катушкаға қатысты қозғалыс бағытына тәуелді ме? (тәуелді: магнит орамға жақындағанда, көрсеткі бір бағытта ауытқиды, магнит жойылғанда, екіншісінде).

(Гальванометрдің көрсеткіштері бойынша) магнит жақындаған кезде катушкада пайда болатын индукциялық ток магнит алыстаған кезде пайда болатын токтан (магниттің бірдей жылдамдығымен) қалай ерекшеленеді? (ток бағыты бойынша ерекшеленеді).

Осылайша, магнит катушкаға қатысты қозғалғанда, гальванометр инесінің иілу бағыты (демек, ток бағыты) әртүрлі болуы мүмкін (слайд 5).

Ленц тәжірибесін пайдалана отырып, индукциялық токтың бағытын табу ережесін тұжырымдаймыз («Электромагниттік индукция құбылысын көрсету» видеосы). Ленц тәжірибесінің түсіндірмесі (6-слайд): Егер магнитті өткізгіш сақинаға жақындатсаңыз, ол магниттен кері қайтарыла бастайды. Бұл итеруді тек сақина арқылы өтетін магнит ағынының жоғарылауынан туындаған индукциялық токтың сақинада пайда болуымен және ток бар сақина магнитпен әрекеттесетінімен ғана түсіндіруге болады.

Ленц ережесі және энергияның сақталу заңы (7-слайд).

Егер контур арқылы өтетін магнит ағыны өссе, онда контурдағы индукциялық токтың бағыты осы токпен құрылған өрістің магниттік индукция векторы сыртқы магнит өрісінің магниттік индукция векторына қарама-қарсы бағытталғандай болады.

Егер контур арқылы өтетін магнит ағыны азайса, онда индукциялық токтың бағыты осы ток тудыратын өрістің магниттік индукция векторы сыртқы өрістің магниттік индукция векторымен кодирекциялы болатындай болады.

Ленц ережесінің тұжырымы (8-слайд): индукциялық токтың бағыты бар, ол жасаған магнит ағыны әрқашан осы токты тудырған магнит ағынының өзгеруін өтеуге бейім болады.

Ленц ережесі энергияның сақталу заңының салдары болып табылады.

Ленц ережесінің өмірдегі көрінісінің мысалын қарастырайық (9-слайд) – асқын өткізгіш тостаған үстінде қалқыған магнит. Сіз не болып жатқанын қысқаша түсіндіре аласыз: магнит құлайды; айнымалы магнит өрісі пайда болады; құйынды электр өрісі пайда болады; асқын өткізгіште сөндірілмеген сақиналы токтар пайда болады; Ленц ережесі бойынша бұл токтардың бағыты магнитті асқын өткізгіштен кері қайтаратындай; магнит тостағанның үстінде «жүзеді».

Өзіндік индукция құбылысы.

Өздігінен индукция құбылысын қарастырмас бұрын, электромагниттік индукция құбылысының мәні неде екенін еске түсірейік - осы контур арқылы өтетін магнит ағыны өзгерген кезде тұйық контурда индукциялық токтың пайда болуы. Фарадей тәжірибелерінің бір нұсқасын қарастырайық (10-слайд): Егер тұйық контур (орам) бар тізбекте ток күші өзгерсе, онда контурдың өзінде де индукциялық ток пайда болады. Бұл ағым да Ленц ережесіне бағынатын болады.

Құрамында катушкасы бар тізбекті жабу тәжірибесін қарастырайық (11-слайд). Катушка бар тізбек жабылған кезде белгілі бір ток мәні біраз уақыттан кейін ғана орнатылады.

Өзіндік индукцияның анықтамасы (12-слайд): ӨЗІНЕН ИНДУКЦИЯ – өткізгіш контурдағы ток күші өзгерген кезде құйынды электр өрісінің пайда болуы; электромагниттік индукцияның ерекше жағдайы.
Өзін-өзі индукцияға байланысты жабық контурда «инерция» бар: катушкалар бар тізбектегі ток күшін бірден өзгерту мүмкін емес.

Өздігінен индукциялық ЭҚК (слайд 13). Электромагниттік индукция заңының формуласы қандай?

(ℰ мен= -). Егер магнит өрісі ток арқылы жасалса, онда Ф ~ В ~ деп дәлелдеуге боладыI, яғни. F~ Iнемесе Ф= LI, Қайда Л– контур индуктивтілігі (немесе өзіндік индуктивтілік коэффициенті). Сонда өзіндік индукция жағдайында электромагниттік индукция заңы келесідей болады:ℰ си= - = - немесе ℰ си = - Л(өзіндік индукциялық ЭҚК есептеу формуласы).

Индуктивтілік (слайд 14).

Егер өзіндік индукциялық ЭҚК есептеу формуласынан пропорционалдық коэффициентін көрсетемізЛ, Біз алып жатырмыз: Л= ℰ си/ . Содан кейін біз тікелей орнатуға болатын шамалардың мәндерін бірлікке теңестіреміз - ток күшінің өзгеру жылдамдығы секундына 1 ампер. Өзіндік индукция (индукция) коэффициентінің физикалық мәнін көрсететін формуланы аламыз: тізбектің индуктивтілігі 1 с ішінде ток 1 А-ға өзгерген кезде пайда болатын өзіндік индукцияның ЭҚК-іне сандық түрде тең.

SI индуктивтіліктің өлшем бірліктері: = 1 = 1 H (генри).

Технологияда өзіндік индукцияны қолдану және есепке алу (слайд 15).

Өзіндік индукция құбылысына байланысты болат өзектері бар катушкалар (электромагниттер, қозғалтқыштар, трансформаторлар) бар тізбектер ашылғанда, айтарлықтай өзіндік индукциялық ЭҚК пайда болады және ұшқын немесе тіпті доғалық разряд пайда болуы мүмкін. Үй тапсырмасы ретінде мен (қажет болса) «Тізбекті ашу кезінде қажетсіз өзіндік индукцияны қалай жоюға болады?» тақырыбында презентация дайындауды ұсынамын.

Магнит өрісінің энергиясы (16-слайд):

Өздігінен индукция құбылысының бар екенін растайтын тәжірибені еске түсірейік: контур жабылған кезде электр шамы бірден жыпылықтаған жоқ, бірақ катушкасы бар контур ашылған кезде шам сөнудің орнына жыпылықтады. қысқа уақытқа. Шамды жыпылықтау үшін энергия қажет екені анық. Ал бұл энергия магнит өрісінің энергиясы түрінде катушкада сақталады. Магнит өрісінің энергиясын алу үшін I шамадағы контурда электр тогының пайда болуы мен дененің V жылдамдыққа жету процесі арасындағы ұқсастықты қолданамыз.

1. Тізбекте I токтың орнатылуы біртіндеп жүреді.

1. Дене V жылдамдыққа біртіндеп жетеді.

2. I ток күшіне жету үшін жұмыс істеу керек.

2. V жылдамдыққа жету үшін жұмыс істеу керек.

3. L неғұрлым үлкен болса, I соғұрлым баяу өседі.

3. m үлкен болған сайын V баяу өседі.

4. W m =

4. E-ден =

Бекіту (слайд 17) – оқулықтың 113 бетіндегі 1 - 8 сұрақтар.

Үйге тапсырма (18-слайд) - § 15

Электромагниттік индукция – магниттік индукция ағыны осы контурмен шектелген бет арқылы өзгерген кезде тұйық контурда электр тогының пайда болуынан тұратын физикалық құбылыс.

2. Қандай физикалық шамалардың өзгеруі магнит ағынының өзгеруіне әкелуі мүмкін?

Магнит ағынының өзгеруі контурмен шектелген беттік ауданның уақыт бойынша өзгеруінен туындауы мүмкін; магниттік индукция векторының модулі; индукция векторының осы беттің аудан векторымен түзетін бұрышы.

3. Қандай жағдайда индукциялық токтың бағыты оң, ал қайсысында теріс деп есептеледі?

Егер тізбекті айналып өтудің таңдалған бағыты индукциялық ток бағытымен сәйкес келсе, онда ол оң деп саналады. Тізбекті айналып өтудің таңдалған бағыты индукциялық ток бағытына қарама-қарсы болса, онда ол теріс деп саналады.

4. Электромагниттік индукция заңын тұжырымдаңыз. Оның математикалық өрнегін жаз.

Тұйық контурдағы электромагниттік индукцияның ЭҚК шамасы бойынша тең және таңбасы бойынша осы контурмен шектелген бет арқылы өтетін магнит ағынының өзгеру жылдамдығына қарама-қарсы.

5. Ленц ережесін тұжырымдаңыз. Оның қолданылуына мысалдар келтіріңіз

Тізбекте пайда болатын индукциялық ток өзінің магнит өрісімен осы токты тудырған магнит ағынының өзгеруіне қарсы әрекет етеді. Мысалы, контур арқылы өтетін магнит ағыны өскен сайын индукциялық токтың магнит ағыны теріс болады, ал олардың қосындысына тең пайда болатын ағын азаяды. Ал контур арқылы өтетін магнит ағыны азайған кезде индукциялық токтың магнит ағыны пайда болған ағынды қолдап, оның күрт төмендеуіне жол бермейді.

Ленц ережесі электромагниттік индукция нәтижесінде пайда болатын индукциялық токтың бағытын анықтайды

Анимация

Сипаттама

«Егер металл өткізгіш гальваникалық токтың жанында немесе магниттің жанында қозғалса, онда гальваникалық ток қозғалмайтын сымның түзу бағытта қозғалуына әкелетін бағытта қозғалады. қарама-қарсы бағыттаБұл жерде сымға сырттан таңылған қозғалыс, тыныштықтағы сым тек осы соңғы қозғалыстың бағытында немесе тікелей қарама-қарсы қозғала алады деген болжаммен.» Санкт-Петербург университетінің профессоры Е.Х.Ленц, 1833 ж.

Ленц ережесі тәжірибелерді жалпылауға негізделген электромагниттік индукция.

Конденсацияланған түрде Ленц ережесін келесідей тұжырымдауға болады:

тұйық өткізгіште пайда болатын индукциялық ток оны тудыратын магнит индукциясы ағынының өзгеруін болдырмайтын бағытқа ие.

Яғни, индукциялық ток контурмен шектелген аймақ арқылы магнит индукциясының өзіндік ағынын жасайды, оны тудыратын магнит индукциясы ағынының өзгеруін өтейді:

dФ = (B, d S) Yu dФ = B Х dS Х cos a,

мұндағы а - сыртқы өрістің магниттік индукция векторы мен соленоидты бұрылыстар жазықтығына нормаль арасындағы бұрыш.

Кейбір мысалдарды қарастырайық.

1. Г гальванометр арқылы жабылған C соленоидты (орамды) алыңыз (1-сурет).

Тұрақты магнит оған жақындаған кезде соленоидтағы индукциялық токтың пайда болуы

Күріш. 1

Біз тұрақты магнитті оның бір ұшына жақындатамыз, мысалы, солтүстік полюспен. Соленоидта электр тогы пайда болады, ол гальванометр инесінің ауытқуы арқылы анықталады. Соленоидты магнит жағынан қараған кезде индукциялық ток сағат тіліне қарсы бағытталады.

Магнит соленоидқа жақындаған сайын магнит өрісінің магниттік индукциясы артқан сайын соленоидтың бұрылыстарына енетін магнит индукциясы векторының ағыны артады. Соленоидтағы индукциялық токтың магнит өрісі соленоидтан сыртқа бағытталған (гимлет ережесі), яғни магнит өрісінің ұлғаюын өтейді. Ленц ережесіне сәйкес келеді.

2. Г гальванометр арқылы тұйықталған С соленоидты алыңыз. Оның бір ұшынан тұрақты магнитті алып тастаймыз (2-сурет).

Тұрақты магнит одан алыстаған кезде соленоидтағы индукциялық токтың пайда болуы

Күріш. 2.

Магнит соленоидтан алыстаған сайын, магнит өрісінің магниттік индукциясы төмендейтіндіктен, соленоидтың бұрылыстарына енетін магнит индукциясы векторының ағыны азаяды. Соленоидтағы индукциялық токтың магнит өрісі соленоидтың ішіне бағытталған (гимлет ережесі), яғни магнит өрісінің төмендеуін өтейді. Ленц ережесіне сәйкес келеді.

Егер магнит қозғалмайтын болса және соленоид қозғалса, эксперименттердің нәтижесі өзгермейтіні анық.

Осы екі тәжірибенің нәтижелерін талдай отырып, тағы бір қорытынды жасауға болады: магниттің солтүстік полюсі соленоидқа жақындаған кезде индукциялық ток магнит өрісін тудырады, оның индукциясы магниттің магнит өрісінің индукциясына бағытталған. , және, демек, магнит пен соленоид тебеді, яғни олардың арасында индукциялық токтың пайда болуын тудыратын магнит қозғалысына қарсы күш пайда болады. Магнит жойылған кезде магнит пен соленоид тартылады, яғни олардың арасында магниттің қозғалысына қарсы әрекет ететін күш қайтадан пайда болады.

Ленц ережесі энергияның сақталу заңының салдары болып табылады. Шынында да, индукциялық токтар, кез келген басқа электр тогы сияқты, біраз жұмыс істейді. Бұл тұйық өткізгіш (соленоид) магнит өрісінде қозғалғанда, қосымша жұмыссыртқы күштер. Бұл магниттің қозғалысына кедергі келтіретін күштердің әсерінен болатын жұмыс.

С соленоидтың бұрылыстары арқылы өтетін ағынның өзгеруі магниттің оңтүстік полюсі бар С соленоидқа салыстырмалы қозғалысын, магнитті соленоидпен немесе бұрылысты токпен ауыстыруды, электромагниттің жабылуы мен ашылуын қарастырғанда да байқалады. осындай соленоидтың (немесе бұрылыстың) тізбегі, сондай-ақ соленоид С және магнит өрісін жасайтын элементтің өзара айналуы .

Уақыт ерекшеліктері

Бастау уақыты (-10-нан 2-ге дейін журнал);

Өмір сүру ұзақтығы (log tc 15-тен 15-ке дейін);

Түйінді сөздер

• магниттік индукция
• электромагниттік индукция
• магниттік ағын
• магниттік индукция векторының ағыны
• жабық цикл
• жабық өткізгіш
• магнит
• магнит өрісі
• электр тоғы
• индукциялық ток
• соленоид
• бұрылыс
• Ленц ережесі
• Ленц заңы
• катушка

Жаратылыстану ғылымдарының бөлімдері:

Магниттік өрісі бар тұйық контурда пайда болатын индукциялық ток оны тудыратын магнит ағынының өзгеруіне қарсы әрекет етеді.

Ленц ережесін қолдану

1. сыртқы магнит өрісінің В векторының бағытын көрсету; 2. контур арқылы өтетін магнит ағынының өсу немесе кемуін анықтау; 3. индукциялық токтың магнит өрісінің Bi векторының бағытын көрсетіңіз (сыртқы m.өрістің В векторының магнит ағыны және индукциялық токтың Би магнит өрісінің магнит ағыны азайған кезде, оларда бағытталуы керек дәл осылай және магнит ағыны жоғарылағанда, B және Bi қарама-қарсы бағытқа бағытталуы керек); 4. Гимлет ережесін пайдаланып, тізбектегі индукциялық токтың бағытын анықтаңыз.

ЭЛЕКТРОмагнитті ИНДУКЦИЯ ЗАҢЫ

Электрондық пошта Тізбектегі ток болуы мүмкін, егер сыртқы күштер өткізгіштің бос зарядтарына әсер етсе. Бұл күштердің бір оң зарядты тұйық контур бойымен жылжыту жұмысы эмф деп аталады. Магнит ағыны контурмен шектелген бет арқылы өзгергенде, тізбекте әрекеті сипатталатын бөгде күштер пайда болады. индукцияланған эмк. Индукциялық токтың бағытын ескере отырып, Ленц ережесі бойынша:

Тұйық контурдағы индукцияланған ЭҚК қарама-қарсы таңбамен алынған контурмен шектелген бет арқылы магнит ағынының өзгеру жылдамдығына тең.

Неліктен «-»? - өйткені индукцияланған ток магнит ағынының өзгеруіне қарсы әрекет етеді, индукцияланған ЭҚК және магнит ағынының өзгеру жылдамдығы әртүрлі белгілерге ие.

Егер біз бір тізбекті емес, орамды қарастырсақ, мұндағы N - катушкадағы айналымдар саны:

Мұндағы R – өткізгіш кедергісі.

ӨЗІН-ӨЗІ ИНДУКЦИЯ

Электр тогы өтетін әрбір өткізгіш өзінің магнит өрісінде болады.

Өткізгіште ток күші өзгерген кезде m.өрісі өзгереді, яғни. осы токпен жасалған магнит ағыны өзгереді. Магнит ағынының өзгеруі құйынды электр өрісінің пайда болуына әкеледі және контурда индукцияланған ЭҚК пайда болады. Бұл құбылыс өзіндік индукция деп аталады. Өзіндік индукция – ток күшін өзгерту нәтижесінде электр тізбегінде индукцияланған ЭҚК пайда болу құбылысы. Алынған ЭҚК өздігінен индукцияланған ЭҚК деп аталады

Өзіндік индукция құбылысының көрінісі

Тізбекті жабу Электр тізбегінде қысқа тұйықталу болған кезде ток күшейеді, бұл катушкадағы магнит ағынының жоғарылауын тудырады және токқа қарсы бағытталған құйынды электр өрісі пайда болады, яғни. Тізбектегі токтың артуына жол бермейтін (құйынды өріс электрондарды тежейді) катушкада өздігінен индукциялық ЭҚ пайда болады. Нәтижесінде L1 кейінірек жанады, L2 қарағанда.

Ашық контур Электр тізбегі ашылған кезде ток азаяды, катушкадағы ағынның азаюы орын алады және ток сияқты бағытталған (бірдей ток күшін сақтауға тырысатын) құйынды электр өрісі пайда болады, яғни. Тізбектегі токты сақтай отырып, катушкада өздігінен индукцияланған ЭҚ пайда болады. Нәтижесінде L өшірілген кезде жарқын жыпылықтайды.Электротехникадағы қорытынды, өздігінен индукция құбылысы тізбек жабылған кезде (электр тогы бірте-бірте өседі) және тізбекті ашқанда (электр тогы бірден жоғалып кетпейді) көрінеді.

ИНДУКТЕНЦИЯ

Өздігінен индукцияланған ЭҚК неге байланысты? Электр тогы өзінің магнит өрісін жасайды. Тізбек арқылы өтетін магнит ағыны магнит өрісінің индукциясына (Ф ~ В), индукция өткізгіштегі ток күшіне пропорционал (В ~ I), сондықтан магнит ағыны ток күшіне (Ф ~ I) пропорционал. ). Өздігінен индукциялық ЭҚК электр тізбегіндегі токтың өзгеру жылдамдығына, өткізгіштің қасиеттеріне (көлемі мен пішіні) және өткізгіш орналасқан ортаның салыстырмалы магниттік өткізгіштігіне байланысты. Өздігінен индукциялық ЭҚК өткізгіштің өлшемі мен пішініне және өткізгіш орналасқан ортаға тәуелділігін көрсететін физикалық шама өзіндік индукция коэффициенті немесе индуктивтілік деп аталады. Индуктивтілік – физикалық. ток күші 1 секундта 1 Амперге өзгерген кезде тізбекте пайда болатын өзіндік индуктивті ЭҚК-ға сандық түрде тең мән. Индуктивтілікті мына формула арқылы да есептеуге болады:

мұндағы Ф – контур арқылы өтетін магнит ағыны, I – контурдағы ток күші.

SI индуктивтіліктің өлшем бірліктері:

Орамның индуктивтілігі мыналарға байланысты: бұрылыстар санына, катушканың өлшемі мен пішініне және ортаның салыстырмалы магниттік өткізгіштігіне (мүмкін ядро).

ӨЗІНДІК ИНДУКЦИЯЛЫҚ ЭҚК

Өздігінен индуктивті ЭҚК тізбекті қосқан кезде токтың артуына және тізбек ашылған кезде токтың төмендеуіне жол бермейді.

Ферромагнетиктер- белгілі бір критикалық температурадан (Кюри нүктесі) төмен атомдардың немесе иондардың (металл емес кристалдарда) магниттік моментінде ұзақ диапазондағы ферромагниттік тәртіп орнатылған заттар (әдетте қатты кристалды немесе аморфты күйде) жылжымалы электрондардың моменттері (металлдық кристалдарда). Басқаша айтқанда, ферромагнетик - бұл Кюри нүктесінен төмен температурада сыртқы магнит өрісі болмаған кезде магниттелуге қабілетті зат.

арасында химиялық элементтерферромагниттік қасиеттерге ие өтпелі элементтер Fe, Co және Ni (3 г-металдар) және сирек жер металдары Gd, Tb, Dy, Ho, Er

Магниттік гистерезис- заттағы магниттелу векторы мен магнит өрісі күшінің векторының тек қолданылатын сыртқы өріске ғана емес, берілген үлгінің тарихқа дейінгі кезеңіне де тәуелділік құбылысы. Магниттік гистерезис әдетте ферромагнетиктерде – Fe, Co, Ni және олардың негізіндегі қорытпаларда көрінеді. Бұл тұрақты магниттердің болуын түсіндіретін магниттік гистерезис.

Тербелмелі контур- қосылған индуктор мен конденсаторды қамтитын электр тізбегі болып табылатын осциллятор. Мұндай тізбекте токтың (және кернеудің) ауытқуы қоздырылуы мүмкін.

Тербелмелі контур - ең қарапайым жүйе, онда еркін электромагниттік тербелістер болуы мүмкін

Тізбектің резонанстық жиілігі Томсон формуласымен анықталады:

ЭЛЕКТРОмагниттік ТОЛҚЫНДАР

Бұл ортаның қасиеттеріне байланысты кеңістікте шектеулі жылдамдықпен таралатын электромагниттік өріс.

Электромагниттік толқындардың қасиеттері: - затта ғана емес, вакуумде де таралады; - вакуумда жарық жылдамдығымен таралады (С = 300 000 км/с); - бұл көлденең толқындар; - бұл қозғалатын толқындар (энергияны тасымалдау).

Электромагниттік толқындардың көзі жылдам қозғалатын электр зарядтары болып табылады. Тербелістер электр зарядтарызаряд тербелістерінің жиілігіне тең жиілігі бар электромагниттік сәулеленумен бірге жүреді.

Индукциялық эмф. Индукциялық токтың бағыты

Электр қозғаушы күштің себебі қоршаған кеңістіктегі магнит өрісінің өзгеруі болуы мүмкін. Бұл құбылыс электромагниттік индукция деп аталады. Тізбектегі индукцияланған ЭҚК шамасы өрнекпен анықталады

мұндағы – контурмен шектелген тұйық бет арқылы өтетін магнит өрісінің ағыны. Өрнек алдындағы «−» таңбасы индукцияланған ЭҚК тудырған индукциялық ток тізбектегі магнит ағынының өзгеруіне жол бермейтінін көрсетеді.

Индукциялық ток- осы контур арқылы өтетін магнит индукциясының ағыны өзгерген кезде тұйық өткізгіш контурда пайда болатын электр тогы. Индукциялық токтың шамасы мен бағыты электромагниттік индукция заңымен және Ленц ережесімен анықталады.

Ленц ережесіиндукциялық токтың бағытын анықтайды және былай көрсетеді:

Индукциялық ток әрқашанда осындай бағытқа ие болады, ол осы токты қоздыратын себептің әсерін әлсіретеді.

Ережені 1833 жылы Э.Х.Ленц тұжырымдаған. Кейін ол барлығына жалпыланды физикалық құбылыстарЛе Шателье (1884) және Браун (1887) еңбектерінде бұл жалпылау Ле Шателье-Браун принципі ретінде белгілі.

Ленц билігінің керемет демонстрациясы Элиху Томсонның тәжірибесі болып табылады.

Ереженің физикалық мәні

Фарадейдің электромагниттік индукция заңы бойынша электр тізбегінен өтетін магнит ағыны өзгергенде, онда индукция деп аталатын ток қозғалады. Осы токқа жауапты электр қозғаушы күштің шамасы мына теңдеумен анықталады:

Мұндағы минус таңбасы индукцияланған ЭҚК индукцияланған ток ағынның өзгеруіне жол бермейтіндей әрекет ететінін білдіреді. Бұл факт Ленц ережесінде көрсетілген.

Ленц ережесі жалпы сипатқа ие және индукциялық токты қоздырудың нақты физикалық механизмінде ерекшеленуі мүмкін әртүрлі физикалық жағдайларда жарамды. Сонымен, егер магнит ағынының өзгеруі контур ауданының өзгеруінен туындаса (мысалы, тікбұрышты контурдың бір жақтарының қозғалысына байланысты), онда индукциялық ток Лоренц күшімен қоздырады. тұрақты магнит өрісінде қозғалатын өткізгіштің электрондарына әсер ету. Егер магнит ағынының өзгеруі сыртқы магнит өрісінің шамасының өзгеруімен байланысты болса, онда индукциялық ток құйынды қоздырады. электр өрісі, магнит өрісі өзгерген кезде пайда болады. Бірақ екі жағдайда да индукциялық ток контур арқылы магнит өрісі ағынының өзгеруін өтейтіндей бағытталады.

Егер стационарлық электр тізбегіне енетін сыртқы магнит өрісі басқа контурда ағып жатқан ток арқылы жасалса, онда индукциялық ток сыртқы токпен бірдей бағытта немесе қарама-қарсы бағытта бағытталуы мүмкін: бұл сыртқы токтың азаюына байланысты. немесе артады. Егер сыртқы ток күшейсе, онда ол жасайтын магнит өрісі және оның ағыны артады, бұл осы өсуді төмендететін индукциялық токтың пайда болуына әкеледі. Бұл жағдайда индукциялық ток негізгіге қарама-қарсы бағытта бағытталады. Қарама-қарсы жағдайда сыртқы ток уақыт өте келе азайса, магнит ағынының азаюы индукцияланған токтың қозуына әкеледі, ағынды ұлғайтуға бейім және бұл ток сыртқы токпен бірдей бағытта бағытталады.

Ленц ережесі:

Ленц ережесі индукциялық токтардың бағытын анықтайды, яғни электромагниттік индукция нәтижесінде пайда болатын токтар (Электромагниттік индукцияны қараңыз) ; энергияның сақталу заңының салдары болып табылады. Л.П.-ны 1833 жылы Э.Х.Ленц құрған. Магниттік индукцияға сәйкес, тұйық контурда пайда болатын индукциялық ток тізбекпен шектелген аймақ арқылы тудыратын магнит индукция ағыны ток тудыратын ағынның өзгеруін болдырмайтындай етіп бағытталады. Сонымен, мысалы, катушка жазықтығына перпендикуляр бағытталған магнит өрісінде B орналастырылған катушкадағы индукциялық ток ( күріш .) бақылаушыдан (яғни, сызба жазықтығынан тыс), егер өріс уақыт бойынша ұлғайса, сағат тіліне қарсы бағытта (a) және өріс азайса (b) сағат тіліне қарсы.

Ұлы Совет энциклопедиясы. - М.: Кеңес энциклопедиясы. 1969-1978.

Оның магнит өрісінің белгілі бағыты бар тізбектегі индукциялық токтың бағытын табу үшін пайдаланыңыз

а) оң қол ережесі
б) Ленц ережесі
в) Гимлет ережесі

ИНДУКЦИЯЛЫҚ ТОҚТЫҢ БАҒЫТЫ
1. Түзу өткізгіш

Индукциялық токтың бағыты оң жақ ережесімен анықталады:
Оң қолыңызды магниттік индукция векторы алақанға түсетіндей етіп қойсаңыз, 90 градусқа орнатылған бас бармақ жылдамдық векторының бағытын көрсетеді, содан кейін түзетілген 4 саусақ өткізгіштегі индукциялық токтың бағытын көрсетеді.
2. Жабық цикл
Тұйық контурдағы индукциялық токтың бағыты Ленц ережесімен анықталады.

Ленц ережесі:
Магниттік өрісі бар тұйық контурда пайда болатын индукциялық ток оны тудыратын магнит ағынының өзгеруіне қарсы әрекет етеді.
Ленц ережесін қолдану:
сыртқы магнит өрісінің В векторының бағытын көрсету;
контур арқылы өтетін магнит ағынының өсу немесе кемуін анықтау;
индукциялық токтың магнит өрісінің Bi векторының бағытын көрсету;
(сыртқы m өрісінің В векторының магнит ағынының төмендеуімен индукциялық токтың магнит өрісі мен Би тең бағытталуы керек, ал магнит ағынының жоғарылауымен В және Bi қарама-қарсы бағытталуы керек. бағыт);
Гимлет ережесін пайдаланып, тізбектегі индукциялық токтың бағытын анықтаңыз.