Tembellik kuralını uygulamak için algoritma. Elektromanyetik indüksiyon olgusu

İndüksiyon elektrik Manyetik akı değiştiğinde meydana gelen bir iletkendeki manyetik alan, manyetik akıdaki değişime karşı koyacak şekilde yönlendirilir.

1831'de İngiliz fizikçi Michael Faraday, günümüzde Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasası olarak adlandırılan şeyi keşfetti; buna göre, iletken bir devre içindeki manyetik akıdaki bir değişiklik, devrede herhangi bir güç kaynağı olmadığında bile o devrede bir elektrik akımını harekete geçirir. Faraday'ın bıraktığı açık soruİndüksiyon akımının yönüne kısa süre sonra Rus fizikçi Emilius Christianovich Lenz karar verdi.

Kuzey kutbuyla içine bir mıknatısın yerleştirilmeye başlandığı, bağlı bir pil veya başka bir güç kaynağı olmayan, kapalı, dairesel bir akım taşıyan devre düşünün. Bu, döngüden geçen manyetik akıyı artıracak ve Faraday yasasına göre döngüde indüklenmiş bir akım görünecektir. Bu akım, Biot-Savart yasasına göre, özellikleri kuzey ve güney kutupları olan sıradan bir mıknatısın alanının özelliklerinden farklı olmayan bir manyetik alan oluşturacaktır. Lenz, indüklenen akımın, oluşturulan akımın kuzey kutbuna eşit olacak şekilde yönlendirileceğini bulmayı başardı. manyetik alan tarafa yönlendirilecek Kuzey Kutbu itmeli mıknatıs. Mıknatısların iki kuzey kutbu arasında karşılıklı itme kuvvetleri etkili olduğundan, devrede indüklenen endüksiyon akımı tam olarak mıknatısın devreye girişini engelleyecek yönde akacaktır. Ve bu sadece özel bir durumdur, ancak genelleştirilmiş bir formülasyonda Lenz kuralı, indüklenen akımın her zaman ona neden olan temel nedeni ortadan kaldıracak şekilde yönlendirildiğini belirtir.

Bugün şehirlerarası yolcu taşımacılığında Lenz kuralını kullanmaya çalışıyorlar. Manyetik kaldırma adı verilen trenlerin prototipleri zaten inşa edildi ve test ediliyor. Böyle bir trenin vagonunun altına, çelik sacdan birkaç santimetre uzağa güçlü mıknatıslar monte edilir. Tren hareket ettiğinde, rayın konturundan geçen manyetik akı sürekli değişiyor ve içinde güçlü endüksiyon akımları ortaya çıkıyor, trenin manyetik süspansiyonunu iten güçlü bir manyetik alan yaratıyor (kontur arasında itici kuvvetlerin ortaya çıkmasına benzer) ve yukarıda açıklanan deneydeki mıknatıs). Bu kuvvet o kadar büyük ki, tren biraz hız kazandıktan sonra tam anlamıyla raydan 10-15 santimetre kalkıyor ve aslında havada uçuyor. Manyetik kaldırma trenleri 500 km/saatin üzerindeki hızlara ulaşabiliyor, bu da onları orta mesafeli şehirlerarası ulaşım için ideal kılıyor.

Ayrıca bakınız:

“Lenz kuralı” konulu ders. Kendi kendine indüksiyon olgusu. Manyetik alan enerjisi".

Dersin amacı : endüksiyon akımının yönünü belirlemeyi öğrenin; Lenz kuralı örneğini kullanarak ESA'nın temel doğası hakkında bir fikir formüle edin; kendi kendine indüksiyon olgusunun özünü açıklamak; Manyetik alanın enerjisini hesaplamak için bir formül türetin, bu formülün fiziksel anlamını bulun.

Ders planı:

Sınav Ev ödevi.

Yeni materyalin sunumu.

Konsolidasyon.

Ev ödevi.

Ödev kontrol ediliyor.

Yeni materyal sunma planı:

1. İndüksiyon akımının yönü.
2. Lenz kuralı ve ZSE.
3. Kendi kendine indüksiyon olgusu.
4. Kendi kendine indüksiyonun EMF'si.
5. Endüktans.
6. Öz-indüksiyonun teknolojide uygulanması ve muhasebeleştirilmesi.
7. Akımın manyetik alanının enerjisi.

İndüksiyon akımının yönü.

Öğrencilerin önceki bilgilerini güncellemelerine yönelik sorular:

Elektromanyetik indüksiyon olayını incelemek için Faraday tarafından yapılan iki deney serisini adlandırın (akımlı bir mıknatıs veya bobin içeri ve dışarı hareket ettirildiğinde bir bobinde bir endüksiyon akımının oluşması; akım değiştiğinde bir bobinde bir endüksiyon akımının oluşması) diğerinde bir devreyi kapatarak veya açarak veya bir reosta kullanarak).

Galvanometre iğnesinin sapma yönü mıknatısın bobine göre hareket yönüne bağlı mıdır? (bağlıdır: mıknatıs bobine yaklaştığında ok bir yönde, mıknatıs çıkarıldığında diğer yönde sapar).

Mıknatıs yaklaştığında bobinde ortaya çıkan indüklenen akım (galvanometrenin okumalarına bakılırsa), mıknatıs uzaklaştığında (mıknatısla aynı hızda) ortaya çıkan akımdan nasıl farklıdır? (akım yönü farklıdır).

Böylece, mıknatıs bobine göre hareket ettiğinde, galvanometre iğnesinin sapma yönü (ve dolayısıyla akımın yönü) farklı olabilir (slayt 5).

Lenz deneyini kullanarak, indüksiyon akımının yönünü bulma kuralını formüle edelim (“Elektromanyetik indüksiyon olgusunun gösterilmesi” videosu). Lenz deneyinin açıklaması (slayt 6): Bir mıknatısı iletken bir halkaya yaklaştırırsanız, mıknatıstan uzaklaşmaya başlayacaktır. Bu itme, yalnızca halka boyunca manyetik akıdaki bir artışın neden olduğu halkada indüklenen bir akımın ortaya çıkması ve akıma sahip halkanın mıknatısla etkileşime girmesiyle açıklanabilir.

Lenz kuralı ve enerjinin korunumu yasası (slayt 7).

Devredeki manyetik akı artarsa, devrede indüklenen akımın yönü, bu akımın yarattığı alanın manyetik indüksiyon vektörü, dış manyetik alanın manyetik indüksiyon vektörünün tersi yönde olacak şekildedir.

Devredeki manyetik akı azalırsa, indüklenen akımın yönü, bu akımın yarattığı alanın manyetik indüksiyon vektörü, dış alanın manyetik indüksiyon vektörüyle eş yönlü olacak şekildedir.

Lenz kuralının formülasyonu (slayt 8): indüklenen akım öyle bir yöne sahiptir ki, yarattığı manyetik akı her zaman bu akıma neden olan manyetik akıdaki değişikliği telafi etme eğilimindedir.

Lenz kuralı enerjinin korunumu yasasının bir sonucudur.

Lenz kuralının yaşamdaki tezahürünün bir örneğini ele alalım (slayt 9) - süper iletken bir kasenin üzerinde yüzen bir mıknatıs. Olan biteni kısaca şöyle anlatabilirsiniz: Mıknatıs düşüyor; alternatif bir manyetik alan ortaya çıkar; bir girdap elektrik alanı ortaya çıkar; süperiletkende sönümsüz halka akımları ortaya çıkar; Lenz kuralına göre bu akımların yönü, mıknatısın süperiletkenden itileceği şekildedir; mıknatıs kasenin üzerinde “yüzer”.

Kendi kendine indüksiyon olgusu.

Kendi kendine indüksiyon olgusunu düşünmeden önce, elektromanyetik indüksiyon olgusunun özünün ne olduğunu hatırlayalım - bu devreden geçen manyetik akı değiştiğinde kapalı bir devrede indüklenen bir akımın oluşması. Faraday deneylerinin varyantlarından birini ele alalım (slayt 10): Kapalı bir devre (bobin) içeren bir devrede akım gücü değiştirilirse, devrenin kendisinde de indüklenen bir akım ortaya çıkacaktır. Bu akım aynı zamanda Lenz kuralına da uyacaktır.

Bobin içeren bir devrenin kapatılmasına ilişkin bir deney düşünelim (slayt 11). Bobinli devre kapatıldığında, belirli bir akım değeri ancak bir süre sonra belirlenir.

Kendi kendine indüksiyonun tanımı (slayt 12): KENDİ İNDÜKSİYON – bir iletken devredeki akım gücü değiştiğinde girdap elektrik alanının ortaya çıkışı; elektromanyetik indüksiyonun özel bir durumu.
Kendi kendine indüksiyon nedeniyle, kapalı bir devrenin "atalet"i vardır: bobini içeren devredeki akım gücü anında değiştirilemez.

Kendiliğinden indüksiyonlu EMF (slayt 13). Elektromanyetik indüksiyon yasasının formülü nedir?

(ℰ Ben= -). Manyetik alan bir akım tarafından yaratılıyorsa, o zaman Ф ~ В ~ olduğu iddia edilebilir.BEN yani F~ BEN veya F= LI, Nerede L– devre endüktansı (veya öz endüktans katsayısı). Daha sonra kendi kendine indüksiyon durumunda elektromanyetik indüksiyon yasası şu şekli alacaktır:ℰ si= - = - veya ℰ si = - L(kendi kendine indüksiyon emf'sini hesaplamak için formül).

Endüktans (slayt 14).

Kendi kendine indüksiyon emf'sini hesaplama formülünden orantılılık katsayısını ifade edersekL, şunu elde ederiz: L= ℰ si/ . Daha sonra doğrudan ayarlayabileceğimiz miktarların değerlerini birliğe eşitliyoruz - mevcut gücün değişim hızı saniyede 1 amperdir. Kendi kendine indüksiyon katsayısının (endüktans) fiziksel anlamını yansıtan bir formül elde ederiz: devrenin endüktansı sayısal olarak, akım 1 saniyede 1 A değiştiğinde ortaya çıkan kendi kendine indüksiyon EMF'sine eşittir.

SI endüktans birimleri: = 1 = 1 H (henry).

Teknolojide öz-indüksiyonun uygulanması ve muhasebeleştirilmesi (slayt 15).

Kendi kendine endüksiyon olgusu nedeniyle, çelik çekirdekli bobinler (elektromıknatıslar, motorlar, transformatörler) içeren devreler açıldığında, önemli bir kendi kendine endüksiyon emk'si oluşturulur ve kıvılcım veya hatta bir ark deşarjı meydana gelebilir. Ev ödevi olarak (istenirse) "Bir devreyi açarken istenmeyen kendi kendine indüksiyon nasıl ortadan kaldırılır?" Konulu bir sunum hazırlamayı öneriyorum.

Manyetik alan enerjisi (slayt 16):

Kendi kendine indüksiyon olgusunun varlığını doğrulayan deneyi hatırlayalım: Devre kapatıldığında ampul hemen yanıp sönmedi, ancak bobinli devre açıldığında ampul sönmek yerine yanıp söndü. kısa bir zaman için. Açıkçası, bir ampulün yanıp sönmesi enerji gerektirir. Ve bu enerji bobinde manyetik alan enerjisi şeklinde depolanır. Manyetik alanın enerjisini türetmek için, I büyüklüğünde bir devrede bir elektrik akımının oluşması ile cismin V hızını kazanması süreci arasında bir benzetme kullanırız.

1. Devrede I akımının oluşumu yavaş yavaş gerçekleşir.

1. Cisim yavaş yavaş V hızına ulaşır.

2. Mevcut güce ulaşmak için çalışma yapılmalıdır.

2. V hızına ulaşmak için iş yapılması gerekir.

3. L ne kadar büyük olursa, I o kadar yavaş büyür.

3. m büyüdükçe V daha yavaş büyür.

4. W m =

4. E'den =

Konsolidasyon (slayt 17) - ders kitabının 113. sayfasındaki 1 - 8 arası sorular.

Ödev (slayt 18) - § 15

Elektromanyetik indüksiyon, manyetik indüksiyon akısı bu devre tarafından sınırlanan yüzey boyunca değiştiğinde, kapalı bir devrede bir elektrik akımının ortaya çıkmasından oluşan fiziksel bir olgudur.

2. Hangi fiziksel büyüklüklerdeki bir değişiklik manyetik akıda bir değişikliğe yol açabilir?

Manyetik akıdaki bir değişiklik, kontur tarafından sınırlanan yüzey alanında zamanla meydana gelen bir değişiklikten kaynaklanabilir; manyetik indüksiyon vektör modülü; indüksiyon vektörünün bu yüzeyin alan vektörü ile oluşturduğu açı.

3. Hangi durumda endüksiyon akımının yönü pozitif, hangi durumda negatif kabul edilir?

Devreyi atlamanın seçilen yönü endüksiyon akımının yönüyle çakışıyorsa, pozitif kabul edilir. Devreyi atlamanın seçilen yönü endüksiyon akımının yönünün tersi ise, negatif kabul edilir.

4. Elektromanyetik indüksiyon yasasını formüle edin. Matematiksel ifadesini yazınız.

Kapalı bir devrede elektromanyetik indüksiyonun EMF'si, bu devre tarafından sınırlanan yüzey boyunca manyetik akının değişim hızına eşit büyüklükte ve işaret olarak zıttır.

5. Lenz kuralını formüle edin. Uygulamalarına örnekler verin

Devrede ortaya çıkan indüklenen akım, manyetik alanıyla birlikte, bu akıma neden olan manyetik akıdaki değişime karşı koyar. Örneğin devreden geçen manyetik akı arttıkça, indüklenen akımın manyetik akısı negatif olacak ve bunların toplamına eşit olarak ortaya çıkan akı azalacaktır. Devredeki manyetik akı azaldığında, indüklenen akımın manyetik akısı, ortaya çıkan akını destekleyerek onun keskin bir şekilde azalmasını önleyecektir.

Lenz kuralı, elektromanyetik indüksiyondan kaynaklanan indüklenen akımın yönünü belirler.

Animasyon

Tanım

“Eğer bir metal iletken bir galvanik akımın veya bir mıknatısın yakınında hareket ederse, o zaman içinde sabit telin düz yönde hareket etmesine neden olacak bir yönde bir galvanik akım uyarılır. ters yön Durgun bir telin yalnızca bu son hareket yönünde veya tam tersi yönde hareket edebileceği varsayımına dayanarak, burada tele dışarıdan uygulanan hareket." St. Petersburg Üniversitesi Profesörü E.H. Lenz, 1833.

Lenz'in kuralı deneylerin genelleştirilmesine dayanmaktadır. elektromanyetik indüksiyon.

Yoğunlaştırılmış bir biçimde Lenz kuralı şu şekilde formüle edilebilir:

Kapalı bir iletkende ortaya çıkan indüklenen akım, buna neden olan manyetik indüksiyon akısındaki değişikliği önleyecek bir yöne sahiptir..

Yani, indüklenen akım, konturla sınırlanan alan boyunca kendi manyetik indüksiyon akışını yaratır ve buna neden olan manyetik indüksiyon akışındaki değişikliği telafi eder:

dФ = (B, d S) Yu dФ = B Х dS Х cos a,

burada a, dış alanın manyetik indüksiyon vektörü ile solenoid dönüşlerinin düzleminin normali arasındaki açıdır.

Bazı örneklere bakalım.

1. Bir galvanometre G ile kapatılmış bir solenoid (bobin) C alın (Şekil 1).

Kalıcı bir mıknatıs ona yaklaştığında solenoiddeki endüksiyon akımının görünümü

Pirinç. 1

Kalıcı bir mıknatısı uçlarından birine, örneğin kuzey kutbuna yaklaştıracağız. Solenoidde galvanometre iğnesinin sapması ile tespit edilecek bir elektrik akımı ortaya çıkacaktır. Solenoide mıknatıs tarafından bakıldığında endüksiyon akımı saat yönünün tersine yönlendirilir.

Mıknatıs solenoide yaklaştıkça, mıknatıs alanının manyetik indüksiyonu arttıkça, solenoidin dönüşlerine giren manyetik indüksiyon vektörünün akışı artar. Solenoidde indüklenen akımın manyetik alanı solenoidden dışarıya doğru yönlendirilir (gimlet kuralı), yani mıknatıs alanındaki artışı telafi eder. Lenz kuralına karşılık gelir.

2. Galvanometre G ile kapatılmış bir solenoid C alın. Kalıcı bir mıknatısı uçlarından birinden çıkaracağız (Şek. 2).

Kalıcı bir mıknatıs ondan uzaklaştığında solenoiddeki endüksiyon akımının görünümü

Pirinç. 2.

Mıknatıs solenoidden uzaklaştıkça, mıknatıs alanının manyetik indüksiyonu azaldığından, solenoidin dönüşlerine giren manyetik indüksiyon vektörünün akısı azalır. Solenoidde indüklenen akımın manyetik alanı solenoidin içine yönlendirilir (gimlet kuralı), yani mıknatıs alanındaki azalmayı telafi eder. Lenz kuralına karşılık gelir.

Açıkçası, mıknatısın sabit olması ve solenoidin hareket etmesi durumunda deneylerin sonucu değişmeyecektir.

Bu iki deneyin sonuçları analiz edilerek bir sonuç daha çıkarılabilir: Mıknatısın kuzey kutbu solenoide yaklaştığında, indüksiyon akımı, indüksiyonu mıknatısın manyetik alanının indüksiyonuna doğru yönlendirilen bir manyetik alan oluşturur. ve bu nedenle mıknatıs ve solenoid iter, yani aralarında bir mıknatısın hareketine karşı bir kuvvet ortaya çıkar ve bu da bir endüksiyon akımının oluşmasına neden olur. Mıknatıs çıkarıldığında mıknatıs ve solenoid çekilir, yani aralarında yine mıknatısın hareketine karşı koyan bir kuvvet ortaya çıkar.

Lenz kuralı enerjinin korunumu yasasının bir sonucudur. Aslında indüksiyon akımları da diğer elektrik akımları gibi bazı işler yapar. Bu, kapalı bir iletkenin (solenoid) manyetik bir alanda hareket ettiği anlamına gelir. ekstra iş dış kuvvetler. Bu, mıknatısın hareketini engelleyen kuvvetler nedeniyle meydana gelen iştir.

Mıknatısın güney kutbu ile solenoid C'ye göreli hareketi, mıknatısın bir solenoid ile değiştirilmesi veya akımla dönmesi, solenoid C'nin kapanması ve açılması dikkate alındığında, solenoid C'nin dönüşleri boyunca akıda bir değişiklik gözlenir. böyle bir solenoidin (veya dönüşün) devresinin yanı sıra solenoid C'nin ve manyetik alanı oluşturan elemanın karşılıklı dönüşleri .

Zamanlama özellikleri

Başlatma zamanı (-10'dan 2'ye kadar oturum açın);

Ömür boyu (15'ten 15'e kadar log tc);

Anahtar Kelimeler

manyetik indüksiyon
elektromanyetik indüksiyon
manyetik akı
manyetik indüksiyon vektör akısı
kapalı döngü
kapalı iletken
mıknatıs
manyetik alan
elektrik
indüklenen akım
solenoid
dönüş
Lenz'in kuralı
Lenz yasası
bobin

Doğa bilimlerinin bölümleri:

Kapalı bir devrede ortaya çıkan indüklenen akım, manyetik alanıyla birlikte, buna neden olan manyetik akıdaki değişime karşı koyar.

Lenz kuralının uygulanması

1. dış manyetik alanın B vektörünün yönünü gösterin; 2. Devredeki manyetik akının arttığını veya azaldığını belirleyin; 3. indüksiyon akımının manyetik alanının Bi vektörünün yönünü gösterin (dış m.alanının B vektörünün ve indüksiyon akımının manyetik alanının Bi vektörünün manyetik akısı azaldığında, bunlar aynı şekilde ve manyetik akı arttığında B ve Bi ters yönde yönlendirilmelidir); 4. Gimlet kuralını kullanarak devredeki endüksiyon akımının yönünü belirleyin.

ELEKTROMANYETİK İNDÜKSİYON YASASI

E-posta Dış kuvvetlerin iletkenin serbest yüklerine etki etmesi durumunda bir devrede akım mümkündür. Bu kuvvetlerin tek bir pozitif yükü kapalı bir döngü boyunca hareket ettirmek için yaptığı işe emk denir. Manyetik akı, bir konturla sınırlanan bir yüzey boyunca değiştiğinde, devrede, etkisi ile karakterize edilen dış kuvvetler ortaya çıkar. indüklenen emk. Lenz kuralına göre indüksiyon akımının yönü dikkate alındığında:

Kapalı bir döngüde indüklenen emk, ters işaretle alınan, döngü tarafından sınırlanan yüzey boyunca manyetik akının değişim hızına eşittir.

Neden "-" ? - Çünkü indüklenen akım manyetik akıdaki değişime karşı koyar, indüklenen emk ve manyetik akının değişim hızı farklı işaretlere sahiptir.

Tek bir devreyi değil, bir bobini düşünürsek, burada N, bobindeki dönüş sayısıdır:

R, iletken direncidir.

KENDİNDEN İNDÜKSİYON

İçinden elektrik akımı geçen her iletken kendi manyetik alanı içerisindedir.

İletkendeki akım gücü değiştiğinde m.alanı da değişir; bu akımın yarattığı manyetik akı değişir. Manyetik akıdaki bir değişiklik, bir girdap elektrik alanının ortaya çıkmasına neden olur ve devrede indüklenmiş bir emk ortaya çıkar. Bu olguya kendi kendine indüksiyon denir. Kendi kendine indüksiyon, akım gücündeki bir değişikliğin bir sonucu olarak bir elektrik devresinde indüklenen emf'nin ortaya çıkması olgusudur. Ortaya çıkan emk'ye kendi kendine indüklenen emk denir.

Kendi kendine indüksiyon olgusunun tezahürü

Devre kapatma Elektrik devresinde kısa devre olduğunda akım artar, bu da bobindeki manyetik akının artmasına neden olur ve akıma karşı yönlendirilmiş bir girdap elektrik alanı ortaya çıkar, yani. Bobinde kendi kendine indüksiyon emk'si ortaya çıkar ve devredeki akımın artmasını önler (girdap alanı elektronları engeller). Sonuç olarak L1 daha sonra yanar, L2'den daha.

Açık devre Elektrik devresi açıldığında akım azalır, bobindeki akı azalır ve akım gibi yönlendirilen (aynı akım gücünü korumaya çalışan) bir girdap elektrik alanı ortaya çıkar, yani. Devredeki akımı koruyan bobinde kendiliğinden indüklenen bir emk ortaya çıkar. Sonuç olarak, kapatıldığında L parlak bir şekilde yanıp söner. Sonuç olarak elektrik mühendisliğinde kendi kendine indüksiyon olgusu, devre kapatıldığında (elektrik akımı yavaş yavaş artar) ve devre açıldığında (elektrik akımı hemen kaybolmaz) kendini gösterir.

İNDÜKTANS

Kendi kendine indüklenen emk neye bağlıdır? Elektrik akımı kendi manyetik alanını yaratır. Devredeki manyetik akı, manyetik alan indüksiyonuyla (Ф ~ B) orantılıdır, indüksiyon, iletkendeki akım gücüyle (B ~ I) orantılıdır, dolayısıyla manyetik akı, akım gücüyle orantılıdır (Ф ~ I) ). Kendi kendine indüksiyon emk'si, elektrik devresindeki akımın değişim hızına, iletkenin özelliklerine (boyut ve şekil) ve iletkenin bulunduğu ortamın göreceli manyetik geçirgenliğine bağlıdır. Kendi kendine indüksiyon emf'sinin iletkenin boyutuna ve şekline ve iletkenin bulunduğu ortama bağımlılığını gösteren fiziksel bir niceliğe, kendi kendine indüksiyon katsayısı veya endüktans denir. Endüktans - fiziksel. akımın 1 saniyede 1 Amper değişmesi durumunda devrede oluşan kendinden endüktif emk'ye sayısal olarak eşit bir değer. Endüktans ayrıca aşağıdaki formül kullanılarak da hesaplanabilir:

burada Ф devre boyunca manyetik akı, I devredeki akım gücüdür.

SI endüktans birimleri:

Bobinin endüktansı şunlara bağlıdır: sarım sayısı, bobinin boyutu ve şekli ve ortamın (muhtemelen bir çekirdeğin) göreceli manyetik geçirgenliği.

KENDİNDEN İNDÜKSİYON EMF

Kendinden endüktif emk, devre açıldığında akımın artmasını ve devre açıldığında akımın azalmasını önler.

Ferromıknatıslar- belirli bir kritik sıcaklığın (Curie noktası) altında, atomların veya iyonların (metalik olmayan kristallerde) manyetik momentlerinde uzun menzilli bir ferromanyetik düzenin oluşturulduğu maddeler (genellikle katı kristal veya amorf durumda) veya gezici elektronların momentleri (metalik kristallerde). Başka bir deyişle ferromıknatıs, Curie noktasının altındaki bir sıcaklıkta, harici bir manyetik alanın yokluğunda mıknatıslanma yeteneğine sahip bir maddedir.

Arasında kimyasal elementler ferromanyetik özelliklere sahip geçiş elemanları Fe, Co ve Ni (3 D-metaller) ve nadir toprak metalleri Gd, Tb, Dy, Ho, Er

Manyetik histerezis- bir maddedeki mıknatıslanma vektörünün ve manyetik alan kuvveti vektörünün yalnızca uygulanan dış alana değil, aynı zamanda belirli bir numunenin tarih öncesine de bağımlılığı olgusu. Manyetik histerezis genellikle ferromıknatıslarda - Fe, Co, Ni ve bunlara dayalı alaşımlarda kendini gösterir. Kalıcı mıknatısların varlığını açıklayan şey manyetik histerezistir.

Salınım devresi- bağlı bir indüktör ve kapasitör içeren bir elektrik devresi olan bir osilatör. Böyle bir devrede akım (ve gerilim) dalgalanmaları tetiklenebilir.

Salınım devresi - en basit sistem serbest elektromanyetik salınımların meydana gelebileceği

Devrenin rezonans frekansı, Thomson formülü adı verilen formülle belirlenir:

ELEKTROMANYETİK DALGALAR

Bu, ortamın özelliklerine bağlı olarak uzayda sonlu bir hızla yayılan bir elektromanyetik alandır.

Elektromanyetik dalgaların özellikleri: - sadece maddede değil aynı zamanda boşlukta da yayılır; - boşlukta ışık hızında yayılır (C = 300.000 km/s); - bunlar enine dalgalardır; - bunlar ilerleyen dalgalardır (enerji aktarımı).

Elektromanyetik dalgaların kaynağı hızlandırılmış hareketli elektrik yükleridir. Salınımlar elektrik ücretleri yük salınımlarının frekansına eşit frekansa sahip elektromanyetik radyasyon eşlik eder.

İndüksiyon emk. İndüksiyon akımının yönü

Elektromotor kuvvetin nedeni çevredeki manyetik alandaki bir değişiklik olabilir. Bu olaya elektromanyetik indüksiyon denir. Devrede indüklenen emf'nin büyüklüğü ifadeyle belirlenir.

bir konturla sınırlanan kapalı bir yüzeyden geçen manyetik alan akısı nerede. İfadenin önündeki “-” işareti, indüklenen emk tarafından oluşturulan indüklenen akımın, devredeki manyetik akının değişmesini önlediğini gösterir.

İndüksiyon akımı- kapalı bir iletken devrede, bu devreden geçen manyetik indüksiyon akısı değiştiğinde ortaya çıkan elektrik akımı. İndüksiyon akımının büyüklüğü ve yönü, elektromanyetik indüksiyon kanunu ve Lenz kuralı ile belirlenir.

Lenz'in kuralı indüksiyon akımının yönünü belirler ve şunları belirtir:

İndüklenen akım her zaman bu akımı tetikleyen sebebin etkisini zayıflatacak bir yöne sahiptir.

Kural 1833'te E. H. Lenz tarafından formüle edildi. Daha sonra herkese genellendi fiziksel olaylar Le Chatelier (1884) ve Brown'un (1887) çalışmalarında bu genelleme Le Chatelier-Brown ilkesi olarak bilinmektedir.

Lenz kuralının muhteşem bir gösterimi Elihu Thomson'un deneyidir.

Kuralın fiziksel özü

Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, bir elektrik devresinden geçen manyetik akı değiştiğinde, içinde indüksiyon adı verilen bir akım uyarılır. Bu akımdan sorumlu elektromotor kuvvetin büyüklüğü aşağıdaki denklemle belirlenir:

burada eksi işareti, indüklenen emk'nin, indüklenen akımın akıdaki bir değişikliği önleyecek şekilde hareket ettiği anlamına gelir. Bu gerçek Lenz'in kuralına da yansıyor.

Lenz kuralı doğası gereği geneldir ve indüksiyon akımının uyarılması için spesifik fiziksel mekanizmada farklılık gösterebilen çeşitli fiziksel durumlarda geçerlidir. Dolayısıyla, manyetik akıdaki bir değişiklik devre alanındaki bir değişiklikten kaynaklanıyorsa (örneğin, dikdörtgen bir devrenin kenarlarından birinin hareketinden dolayı), o zaman indüklenen akım Lorentz kuvveti tarafından uyarılır. Sabit bir manyetik alan içinde hareket eden bir iletkenin elektronlarına etki eder. Manyetik akıdaki değişiklik, dış manyetik alanın büyüklüğündeki bir değişiklikle ilişkiliyse, endüksiyon akımı bir girdap tarafından uyarılır. Elektrik alanı, manyetik alan değiştiğinde ortaya çıkar. Ancak her iki durumda da indüklenen akım, devre boyunca manyetik alan akısındaki değişimi telafi edecek şekilde yönlendirilir.

Sabit bir elektrik devresine giren bir dış manyetik alan, başka bir devreden akan bir akım tarafından yaratılırsa, bu durumda indüklenen akım, harici olanla aynı yönde veya ters yönde yönlendirilebilir: bu, harici akımın azalıp azalmadığına bağlıdır veya artar. Dış akım artarsa oluşturduğu manyetik alan ve akısı artar, bu da bu artışı azaltan bir endüksiyon akımının ortaya çıkmasına neden olur. Bu durumda endüksiyon akımı ana akımın tersi yönde yönlendirilir. Tersi durumda, dış akım zamanla azaldığında, manyetik akıdaki azalma, akıyı artırma eğiliminde olan bir indüklenen akımın uyarılmasına yol açar ve bu akım, dış akımla aynı yönde yönlendirilir.

Lenz'in kuralı:

Lenz kuralı, indüksiyon akımlarının yönünü, yani elektromanyetik indüksiyonun bir sonucu olarak ortaya çıkan akımları belirler (bkz. Elektromanyetik indüksiyon) ; enerjinin korunumu yasasının bir sonucudur. L.P., 1833 yılında E. H. Lenz tarafından kuruldu. Manyetik indüksiyona göre, kapalı bir devrede ortaya çıkan indüklenen akım, devrenin sınırladığı alan boyunca oluşturduğu manyetik indüksiyon akısı, akımın neden olduğu akı değişimini engelleme eğiliminde olacak şekilde yönlendirilir. Yani, örneğin, bobin düzlemine dik olarak yönlendirilen B manyetik alanına yerleştirilen bir bobinde indüklenen akım ( pirinç .) gözlemciden (yani çizim düzleminin ötesinden), alan zamanla artıyorsa saat yönünün tersine (a) ve alan azalıyorsa saat yönünde (b).

Büyük Sovyet Ansiklopedisi. - M.: Sovyet ansiklopedisi. 1969-1978.

Manyetik alanının yönü bilinen bir devrede indüklenen akımın yönünü bulmak için

a) sağ el kuralı
b) Lenz kuralı
c) gimlet kuralı

İNDÜKSİYON AKIMININ YÖNÜ
1. Düz iletken

İndüksiyon akımının yönü sağ el kuralına göre belirlenir:
Sağ elinizi manyetik indüksiyon vektörü avuç içine girecek şekilde yerleştirirseniz, 90 dereceye ayarlanmış başparmak hız vektörünün yönünü gösterir, ardından düzleştirilmiş 4 parmak iletkendeki indüksiyon akımının yönünü gösterecektir.
2. Kapalı döngü
Kapalı bir döngüde endüksiyon akımının yönü Lenz kuralıyla belirlenir.

Lenz'in kuralı:
Kapalı bir devrede ortaya çıkan indüklenen akım, manyetik alanıyla birlikte, buna neden olan manyetik akıdaki değişime karşı koyar.
Lenz kuralının uygulanması:
dış manyetik alanın B vektörünün yönünü gösterin;
devre boyunca manyetik akının arttığını mı yoksa azaldığını mı belirlemek;
indüksiyon akımının manyetik alanının Bi vektörünün yönünü gösterin;
(dış m. alanın B vektörünün manyetik akısında bir azalma ve indüksiyon akımının manyetik alanının Bi'si eşit olarak yönlendirilmeli ve manyetik akıda bir artışla B ve Bi ters yönde yönlendirilmelidir. yön);
Gimlet kuralını kullanarak devredeki endüksiyon akımının yönünü belirleyin.