Dangasalik qoidasini qo'llash algoritmi. Elektromagnit induksiya hodisasi

Induksiya elektr toki magnit oqimi o'zgarganda paydo bo'ladigan o'tkazgichda uning magnit maydoni magnit oqimining o'zgarishiga qarshi turadigan tarzda yo'naltiriladi.

1831-yilda ingliz fizigi Maykl Faraday hozirgi vaqtda Faradayning elektromagnit induksiya qonuni deb ataladigan qonunni kashf etdi, bu qonunga ko'ra, elektr o'tkazgichdagi magnit oqimning o'zgarishi zanjirda quvvat manbai bo'lmagan taqdirda ham ushbu zanjirdagi elektr tokini qo'zg'atadi. Faraday qoldirgan ochiq savol Tez orada induksion oqimning yo'nalishini rus fizigi Emilius Kristianovich Lenz hal qildi.

Ulangan batareya yoki boshqa quvvat manbai bo'lmagan yopiq dumaloq oqim o'tkazuvchi zanjirni tasavvur qiling, unga magnit shimoliy qutb bilan kiritila boshlaydi. Bu halqadan o'tadigan magnit oqimni oshiradi va Faraday qonuniga ko'ra, halqada induksiyalangan oqim paydo bo'ladi. Bu oqim, o'z navbatida, Biot-Savart qonuniga ko'ra, magnit maydon hosil qiladi, uning xususiyatlari shimoliy va janubiy qutbli oddiy magnit maydonining xususiyatlaridan farq qilmaydi. Lenz hozirgina induktsiya qilingan oqim hosil bo'lgan oqimning shimoliy qutbiga yo'naltirilishini aniqlashga muvaffaq bo'ldi. magnit maydon tomonga yo'naltirilgan bo'ladi Shimoliy qutb surish magnit. O'zaro itarish kuchlari magnitlarning ikkita shimoliy qutblari o'rtasida harakat qilganligi sababli, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan indüksiyon oqimi magnitning kontaktlarning zanglashiga olib kirishiga qarshi bo'lgan aniq yo'nalishda oqadi. Va bu faqat maxsus holat, lekin umumlashtirilgan formulada, Lenz qoidasi induksiyalangan oqim har doim uni keltirib chiqargan asosiy sababga qarshi turadigan tarzda yo'naltirilganligini bildiradi.

Bugungi kunda ular shaharlararo yo'lovchi tashishda Lenz qoidasidan foydalanishga harakat qilmoqdalar. Magnit levitatsiya deb ataladigan poezdlarning prototiplari allaqachon qurilgan va sinovdan o'tkazilmoqda. Kuchli magnitlar po'lat plitalardan bir necha santimetr masofada joylashgan bunday poezdning vagonining pastki qismiga o'rnatiladi. Poezd harakatlanayotganda, yo'lning konturidan o'tadigan magnit oqim doimo o'zgarib turadi va unda kuchli induksion oqimlar paydo bo'lib, poezdning magnit suspenziyasini qaytaradigan kuchli magnit maydon hosil qiladi (kontur o'rtasida itaruvchi kuchlar paydo bo'lishiga o'xshash). va yuqorida tavsiflangan tajribadagi magnit). Bu kuch shunchalik kattaki, bir oz tezlikka erishgandan so'ng, poezd tom ma'noda yo'ldan 10-15 santimetrga ko'tariladi va aslida havoda uchib ketadi. Magnit levitatsiya poezdlari soatiga 500 km dan yuqori tezlikka erisha oladi, bu ularni o'rta masofadagi shaharlararo transport uchun ideal qiladi.

Shuningdek qarang:

Mavzu bo'yicha dars "Lens qoidasi. O'z-o'zini induksiya fenomeni. Magnit maydon energiyasi".

Darsning maqsadi : induksion oqimning yo'nalishini aniqlashni o'rganish; Lenz qoidasi misolidan foydalanib, ESA ning asosiy tabiati haqida tasavvur hosil qiling; o'z-o'zini induksiya hodisasining mohiyatini tushuntirish; magnit maydon energiyasini hisoblash formulasini chiqaring, ushbu formulaning fizik ma'nosini toping.

Dars rejasi:

Imtihon uy vazifasi.

Yangi material taqdimoti.

Mustahkamlash.

Uy vazifasi.

Uy vazifasini tekshirish.

Yangi materialni taqdim etish rejasi:

1. Induksion oqimning yo'nalishi.
2. Lenz qoidasi va ZSE.
3. O'z-o'zini induksiya qilish hodisasi.
4. O'z-o'zini induksiyaning EMF.
5. Induktivlik.
6. O'z-o'zini induksiyani texnologiyada qo'llash va hisobga olish.
7. Tokning magnit maydonining energiyasi.

Induksion oqimning yo'nalishi.

Talabalar uchun oldingi bilimlarni yangilash uchun savollar:

Faradayning elektromagnit induktsiya hodisasini o'rganish bo'yicha ikkita tajriba seriyasini ayting (tok bilan magnit yoki g'altakning ichkariga va tashqariga harakatlanishida g'altakda induksion tokning paydo bo'lishi; oqim o'zgarganda bir bobinda induksiya oqimining paydo bo'lishi. boshqasida zanjirni yopish yoki ochish yoki reostat yordamida).

Galvanometr ignasining burilish yo'nalishi magnitning lasanga nisbatan harakat yo'nalishiga bog'liqmi? (bog'liq: magnit lasanga yaqinlashganda, o'q bir yo'nalishda, magnit olib tashlanganda, ikkinchisida og'adi).

Magnit yaqinlashganda g'altakda paydo bo'ladigan induktsiya oqimi (galvanometrning ko'rsatkichlariga ko'ra) magnit uzoqlashganda paydo bo'ladigan oqimdan (magnitning bir xil tezligida) qanday farq qiladi? (oqim yo'nalishi bo'yicha farqlanadi).

Shunday qilib, magnit lasanga nisbatan harakat qilganda, galvanometr ignasining burilish yo'nalishi (va shuning uchun oqim yo'nalishi) boshqacha bo'lishi mumkin (slayd 5).

Lenz tajribasidan foydalanib, induksiya oqimining yo'nalishini topish qoidasini tuzamiz (video "Elektromagnit induksiya hodisasini ko'rsatish"). Lenz tajribasini tushuntirish (6-slayd): Agar siz magnitni o'tkazuvchi halqaga yaqinlashtirsangiz, u magnitdan qaytarila boshlaydi. Bu itarilish faqat halqada magnit oqimining kuchayishi natijasida hosil bo'lgan induksiyalangan oqim paydo bo'lishi va oqim bilan halqa magnit bilan o'zaro ta'sir qilishi bilan izohlanishi mumkin.

Lenz qoidasi va energiyaning saqlanish qonuni (7-slayd).

Agar kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan magnit oqimi oshsa, u holda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induksiya oqimining yo'nalishi shunday bo'ladiki, bu oqim tomonidan yaratilgan maydonning magnit induksiya vektori tashqi magnit maydonning magnit induksiya vektoriga qarama-qarshi yo'naltiriladi.

Agar kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan magnit oqimi pasaysa, u holda induksiyalangan oqimning yo'nalishi shunday bo'ladiki, bu oqim tomonidan yaratilgan maydonning magnit induksiyasi vektori tashqi maydonning magnit induksiyasi vektoriga ko'proq yo'naltirilgan bo'ladi.

Lenz qoidasining formulasi (slayd 8): induksion oqim shunday yo'nalishga egaki, u tomonidan yaratilgan magnit oqim har doim bu oqimga sabab bo'lgan magnit oqimning o'zgarishini qoplashga intiladi.

Lenz qoidasi energiyaning saqlanish qonunining natijasidir.

Keling, Lenz qoidasining hayotda namoyon bo'lishiga misolni ko'rib chiqaylik (9-slayd) - o'ta o'tkazgichli idish ustida suzuvchi magnit. Bu kabi nima sodir bo'layotganini qisqacha tushuntirishingiz mumkin: magnit tushadi; o'zgaruvchan magnit maydon paydo bo'ladi; vorteksli elektr maydoni paydo bo'ladi; supero'tkazgichda susaytirilmagan halqa oqimlari paydo bo'ladi; Lenz qoidasiga ko'ra, bu oqimlarning yo'nalishi magnit supero'tkazgichdan qaytariladi; magnit piyola ustida "suzadi".

O'z-o'zini induksiya fenomeni.

O'z-o'zidan induktsiya hodisasini ko'rib chiqishdan oldin, elektromagnit induksiya hodisasining mohiyati nima ekanligini eslaylik - bu kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan magnit oqimi o'zgarganda yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktsiyali oqimning paydo bo'lishi. Faraday tajribalarining variantlaridan birini ko'rib chiqamiz (slayd 10): Agar yopiq zanjir (lagal) bo'lgan zanjirda tok kuchi o'zgartirilsa, u holda zanjirning o'zida ham induksiyalangan tok paydo bo'ladi. Bu oqim ham Lenz qoidasiga bo'ysunadi.

G'altakni o'z ichiga olgan zanjirni yopish tajribasini ko'rib chiqaylik (11-slayd). Bobinli kontaktlarning zanglashiga olib yopilganda, ma'lum bir oqim qiymati faqat bir muncha vaqt o'tgach o'rnatiladi.

O'z-o'zidan induksiyaning ta'rifi (12-slayd): O'ZINI INDUKSIYA - o'tkazuvchi zanjirda tok kuchi o'zgarganda girdobli elektr maydonining paydo bo'lishi; elektromagnit induksiyaning alohida holati.
O'z-o'zidan indüksiya tufayli yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan "inertiya" ga ega: bobinni o'z ichiga olgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kuchini bir zumda o'zgartirib bo'lmaydi.

O'z-o'zidan indüksiyon EMF (slayd 13). Elektromagnit induksiya qonuni formulasi qanday?

(ℰ i= -). Agar magnit maydon oqim tomonidan yaratilgan bo'lsa, unda F ~ V ~ deb bahslashish mumkinI, ya'ni. F~ I yoki F= LI, Qayerda L– zanjir induktivligi (yoki o‘z-o‘zidan induktivlik koeffitsienti). Keyin o'z-o'zidan induktsiya holatida elektromagnit induksiya qonuni quyidagi shaklni oladi:ℰ si= - = - yoki ℰ si = - L(o'z-o'zidan induksiya emfni hisoblash uchun formula).

Induktivlik (slayd 14).

Agar o'z-o'zidan indüksiya emfni hisoblash formulasidan biz proportsionallik koeffitsientini ifodalaymizL, biz olamiz: L= ℰ si/ . Keyin biz to'g'ridan-to'g'ri o'rnatishimiz mumkin bo'lgan miqdorlarning qiymatlarini birlikka tenglashtiramiz - oqim kuchining o'zgarish tezligi sekundiga 1 amper. Biz o'z-o'zidan induksiya (induktivlik) koeffitsientining fizik ma'nosini aks ettiruvchi formulani olamiz: kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktivligi oqim 1 sekundda 1 A ga o'zgarganda paydo bo'ladigan o'z-o'zidan induksiyaning EMF ga sonli tengdir.

SI indüktans birliklari: = 1 = 1 H (Genri).

Texnologiyada o'z-o'zini induksiyani qo'llash va hisobga olish (slayd 15).

O'z-o'zidan induktsiya hodisasi tufayli, po'lat yadroli (elektromagnitlar, motorlar, transformatorlar) bo'laklarni o'z ichiga olgan zanjirlar ochilganda, sezilarli o'z-o'zidan induksiya emf hosil bo'ladi va uchqun yoki hatto yoy zaryadsizlanishi paydo bo'lishi mumkin. Uy vazifasi sifatida men (agar kerak bo'lsa) "Sxemani ochishda istalmagan o'z-o'zini induktsiyani qanday yo'q qilish kerak?" mavzusida taqdimot tayyorlashni taklif qilaman.

Magnit maydon energiyasi (slayd 16):

O'z-o'zidan induktsiya hodisasining mavjudligini tasdiqlovchi tajribani eslaylik: kontaktlarning zanglashiga olib yopilganda, lampochka darhol miltillamadi, lekin lasan bilan kontaktlarning zanglashiga olib ochilganda, lampochka o'chib ketish o'rniga yonib ketdi. qisqa muddatga. Shubhasiz, lampochkani miltillash uchun energiya kerak bo'ladi. Va bu energiya magnit maydon energiyasi shaklida bobinda saqlanadi. Magnit maydon energiyasini olish uchun biz I kattalikdagi zanjirda elektr tokining o'rnatilishi va tananing V tezlikni olish jarayoni o'rtasidagi o'xshashlikdan foydalanamiz.

1. Zanjirda I tokning o'rnatilishi asta-sekin sodir bo'ladi.

1. Tana asta-sekin V tezlikka erishadi.

2. Hozirgi kuchga erishish uchun I, ish qilish kerak.

2. V tezlikka erishish uchun ish bajarilishi kerak.

3. L qanchalik katta bo'lsa, men shunchalik sekin o'sadi.

3. Qanchalik katta bo‘lsa, V shunchalik sekin o‘sadi.

4. W m =

4. E dan =

Mustahkamlash (slayd 17) - darslikning 113-betidagi 1 - 8 savollar.

Uy vazifasi (18-slayd) - 15-§

Elektromagnit induksiya - bu zanjir bilan chegaralangan sirt orqali magnit induksiya oqimi o'zgarganda, yopiq zanjirda elektr tokining paydo bo'lishidan iborat fizik hodisa.

2. Qanday fizik miqdorlarning o'zgarishi magnit oqimining o'zgarishiga olib kelishi mumkin?

Magnit oqimning o'zgarishi kontur bilan chegaralangan sirt maydonining vaqt o'tishi bilan o'zgarishi mumkin; magnit induksiya vektor moduli; bu sirtning maydon vektori bilan induksiya vektori tomonidan hosil qilingan burchak.

3. Qaysi holatda induksion tokning yo‘nalishi musbat, qaysisida esa salbiy hisoblanadi?

Agar sxemani chetlab o'tishning tanlangan yo'nalishi indüksiyon oqimining yo'nalishiga to'g'ri kelsa, u ijobiy hisoblanadi. Agar sxemani chetlab o'tishning tanlangan yo'nalishi indüksiyon oqimining yo'nalishiga qarama-qarshi bo'lsa, u salbiy hisoblanadi.

4. Elektromagnit induksiya qonunini tuzing. Uning matematik ifodasini yozing.

Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib boradigan elektromagnit induktsiyaning EMF kattaligi bo'yicha teng va magnit oqimining sirt orqali o'zgarish tezligiga qarama-qarshi bo'lib, bu kontaktlarning zanglashiga olib keladi.

5. Lenz qoidasini shakllantirish. Uning qo'llanilishiga misollar keltiring

Zanjirda paydo bo'ladigan induktsiyali oqim o'zining magnit maydoni bilan bu oqimni keltirib chiqaradigan magnit oqimning o'zgarishiga qarshi turadi. Masalan, kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan magnit oqimining ortishi bilan induksiyalangan tokning magnit oqimi manfiy bo'ladi va natijada ularning yig'indisiga teng bo'lgan oqim kamayadi. Va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit oqimi pasayganda, induksiyalangan oqimning magnit oqimi hosil bo'lgan oqimni qo'llab-quvvatlaydi va uning keskin kamayishiga yo'l qo'ymaydi.

Lenz qoidasi elektromagnit induktsiyadan kelib chiqadigan indüksiyalangan oqimning yo'nalishini aniqlaydi

Animatsiya

Tavsif

“Agar metall o‘tkazgich galvanik tok yoki magnit yaqinida harakatlansa, unda galvanik tok shunday yo‘nalishda qo‘zg‘aladiki, bu harakatsiz simning to‘g‘ri yo‘nalishda harakatlanishiga olib keladi. qarama-qarshi yo'nalish Bu erda simga tashqaridan yuklangan harakat, tinch holatda bo'lgan sim faqat ushbu oxirgi harakat yo'nalishi bo'yicha yoki to'g'ridan-to'g'ri qarama-qarshi harakat qilishi mumkin degan taxmin bilan." Sankt-Peterburg universiteti professori E.H. Lenz, 1833 yil.

Lenz qoidasi tajribalarni umumlashtirishga asoslangan elektromagnit induksiya.

Kondensatsiyalangan shaklda Lenz qoidasini quyidagicha shakllantirish mumkin:

yopiq o'tkazgichda paydo bo'ladigan induktsiya oqimi magnit induksiya oqimining o'zgarishini oldini oladigan yo'nalishga ega..

Ya'ni, induksiyalangan oqim kontur bilan chegaralangan maydon orqali magnit induksiya oqimining o'zgarishini qoplaydigan o'z magnit induksiya oqimini hosil qiladi, bu esa uni keltirib chiqaradi:

dF = (B, d S) Yu dF = B X dS X cos a,

bu erda a - tashqi maydonning magnit induksiya vektori va solenoid burilishlar tekisligiga normal orasidagi burchak.

Keling, ba'zi misollarni ko'rib chiqaylik.

1. Galvanometr G orqali yopilgan solenoid (lagal) C ni oling (1-rasm).

Doimiy magnit unga yaqinlashganda solenoiddagi induksion oqimning paydo bo'lishi

Guruch. 1

Biz doimiy magnitni uning uchidan biriga, masalan, shimoliy qutbga yaqinlashtiramiz. Solenoidda elektr toki paydo bo'ladi, u galvanometr ignasining egilishi bilan aniqlanadi. Magnit tomondan solenoidga qaralganda induksion oqim soat sohasi farqli ravishda yo'naltiriladi.

Magnit solenoidga yaqinlashganda, magnit maydonining magnit induksiyasi kuchayishi bilan solenoidning burilishlariga kirib boradigan magnit induksiya vektorining oqimi oshadi. Solenoiddagi induksiyalangan oqimning magnit maydoni solenoiddan tashqariga yo'naltiriladi (gimlet qoidasi), ya'ni magnit maydonining o'sishini qoplaydi. Lenz qoidasiga mos keladi.

2. Galvanometr G orqali yopilgan solenoid C ni oling. Uning uchidan birida doimiy magnitni olib tashlaymiz (2-rasm).

Doimiy magnit undan uzoqlashganda solenoiddagi induksion oqimning paydo bo'lishi

Guruch. 2.

Magnit solenoiddan uzoqlashganda, magnit induksiya vektorining solenoidning burilishlariga o'tadigan oqimi kamayadi, chunki magnit maydonining magnit induksiyasi kamayadi. Solenoiddagi induksiyalangan oqimning magnit maydoni solenoid ichiga yo'naltiriladi (gimlet qoidasi), ya'ni magnit maydonining pasayishini qoplaydi. Lenz qoidasiga mos keladi.

Shubhasiz, agar magnit harakatsiz va solenoid harakatlansa, tajribalar natijasi o'zgarmaydi.

Ushbu ikki tajriba natijalarini tahlil qilib, yana bir xulosaga kelish mumkin: magnitning shimoliy qutbi solenoidga yaqinlashganda, induksiya oqimi magnit maydon hosil qiladi, uning induksiyasi magnitning magnit maydonining induksiyasiga qaratilgan. , va shuning uchun magnit va solenoidni qaytaradi, ya'ni ular o'rtasida magnitning harakatiga qarshi ta'sir qiluvchi kuch paydo bo'ladi, bu esa indüksiyon oqimining paydo bo'lishiga olib keladi. Magnit chiqarilganda magnit va solenoid tortiladi, ya'ni ular orasida yana magnitning harakatiga qarshi ta'sir qiluvchi kuch paydo bo'ladi.

Lenz qoidasi energiyaning saqlanish qonunining natijasidir. Haqiqatan ham, indüksiyon oqimlari, boshqa elektr toklari kabi, ba'zi ishlarni bajaradi. Bu shuni anglatadiki, yopiq o'tkazgich (solenoid) magnit maydonda harakat qilganda, qo'shimcha ish tashqi kuchlar. Bu magnitning harakatiga to'sqinlik qiladigan kuchlar tufayli yuzaga keladigan ishdir.

Magnitning janubiy qutb bilan solenoid C ga nisbatan harakatini, magnitni solenoid yoki burilishni oqim bilan almashtirishni, solenoidning yopilishi va ochilishini hisobga olgan holda, solenoid C ning burilishlari orqali oqimning o'zgarishi ham kuzatiladi. bunday solenoidning (yoki burilish) davri, shuningdek, solenoid C ning o'zaro aylanishlari va magnit maydonni yaratuvchi element .

Vaqt xususiyatlari

Boshlanish vaqti (-10 dan 2 gacha);

Hayot muddati (log tc 15 dan 15 gacha);

Kalit so'zlar

• magnit induksiya
• elektromagnit induksiya
• magnit oqimi
• magnit induksiya vektor oqimi
• yopiq halqa
• yopiq o'tkazgich
• magnit
• magnit maydon
• elektr toki
• induksiyalangan oqim
• solenoid
• burilish
• Lenz qoidasi
• Lenz qonuni
• lasan

Tabiiy fanlar bo'limlari:

Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktsiyali tok o'zining magnit maydoni bilan uni keltirib chiqaradigan magnit oqimning o'zgarishiga qarshi turadi.

Lenz qoidasini qo'llash

1. tashqi magnit maydonning B vektorining yo'nalishini ko'rsating; 2. kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan magnit oqimining ortib borayotgan yoki kamayib borayotganini aniqlash; 3. induksion oqimning magnit maydonining Bi vektorining yo'nalishini ko'rsating (tashqi m.maydonning B vektorining magnit oqimi va induksiya oqimining Bi magnit maydonining magnit oqimi pasayganda, ular yo'naltirilishi kerak. xuddi shu tarzda va magnit oqim kuchayganda, B va Bi teskari yo'nalishda yo'naltirilishi kerak); 4. Gimlet qoidasidan foydalanib, zanjirdagi induksion oqimning yo'nalishini aniqlang.

ELEKTROMAGNETIK INDUKSIYA QONUNI

Elektron pochta Agar tashqi kuchlar o'tkazgichning erkin zaryadlariga ta'sir qilsa, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim mumkin. Bu kuchlar tomonidan bitta musbat zaryadni yopiq halqa bo'ylab harakatlantirish uchun bajarilgan ish emf deb ataladi. Magnit oqimi kontur bilan chegaralangan sirt orqali o'zgarganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tashqi kuchlar paydo bo'ladi, ularning harakati quyidagilar bilan tavsiflanadi: induktsiyalangan emf. Induksiya oqimining yo'nalishini hisobga olgan holda, Lenz qoidasiga ko'ra:

Yopiq pastadirdagi induktsiyalangan emf, teskari belgi bilan olingan, pastadir bilan chegaralangan sirt orqali magnit oqimning o'zgarish tezligiga teng.

Nega "-"? - chunki induktsiyalangan oqim magnit oqimning o'zgarishiga qarshi turadi, induktsiyalangan emf va magnit oqimning o'zgarish tezligi turli belgilarga ega.

Agar biz bitta sxemani emas, balki lasanni hisobga olsak, bu erda N - bobindagi burilishlar soni:

Bu erda R - o'tkazgichning qarshiligi.

O'ZINI INDUKSIYA

Elektr toki o'tadigan har bir o'tkazgich o'zining magnit maydonida.

O'tkazgichdagi oqim kuchi o'zgarganda, m.maydon o'zgaradi, ya'ni. bu oqim tomonidan yaratilgan magnit oqim o'zgaradi. Magnit oqimning o'zgarishi vorteksli elektr maydonining paydo bo'lishiga olib keladi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan emf paydo bo'ladi. Bu hodisa o'z-o'zini induksiya deb ataladi. O'z-o'zidan induktsiya - oqim kuchining o'zgarishi natijasida elektr pallasida induktsiyalangan emf paydo bo'lishining hodisasi. Olingan emf o'z-o'zidan induktsiyalangan emf deb ataladi

O'z-o'zini induksiya fenomenining namoyon bo'lishi

Devrenning yopilishi Elektr pallasida qisqa tutashuv mavjud bo'lganda, oqim kuchayadi, bu sariqdagi magnit oqimning oshishiga olib keladi va oqimga qarshi yo'naltirilgan vorteks elektr maydoni paydo bo'ladi, ya'ni. Bobinda o'z-o'zidan indüksiyon emf paydo bo'lib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimning oshishiga to'sqinlik qiladi (girdob maydoni elektronlarni inhibe qiladi). Natijada L1 keyinroq yonadi, L2 dan ortiq.

Ochiq zanjir Elektr davri ochilganda, oqim kamayadi, lasandagi oqimning pasayishi sodir bo'ladi va oqim kabi yo'naltirilgan (bir xil oqim kuchini saqlashga harakat qiladigan) vorteksli elektr maydoni paydo bo'ladi, ya'ni. O'z-o'zidan induktsiyalangan emf lasanda paydo bo'lib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimni saqlab turadi. Natijada, L o'chirilganda yorqin miltillaydi. Elektrotexnikadagi xulosa, o'z-o'zidan induksiya hodisasi kontaktlarning zanglashiga olib yopilganda (elektr toki asta-sekin o'sib boradi) va kontaktlarning zanglashiga olib ochilganda (elektr toki darhol yo'qolmaydi) o'zini namoyon qiladi.

INDUKTANSIYA

O'z-o'zidan paydo bo'lgan emf nimaga bog'liq? Elektr toki o'zining magnit maydonini yaratadi. Zanjir bo'ylab o'tadigan magnit oqim magnit maydon induksiyasiga (F ~ B), induksiya o'tkazgichdagi oqim kuchiga (B ~ I) proportsionaldir, shuning uchun magnit oqim oqim kuchiga (F ~ I) proportsionaldir. ). O'z-o'zidan indüksiyon emf elektr pallasida oqimning o'zgarish tezligiga, o'tkazgichning xususiyatlariga (hajmi va shakli) va o'tkazgich joylashgan muhitning nisbiy magnit o'tkazuvchanligiga bog'liq. O'z-o'zidan induksiya emfning o'tkazgichning o'lchami va shakliga va o'tkazgich joylashgan muhitga bog'liqligini ko'rsatadigan jismoniy miqdor o'z-o'zidan induksiya koeffitsienti yoki indüktans deb ataladi. Induktivlik - jismoniy. oqim 1 soniyada 1 Amperga o'zgarganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan o'z-o'zidan induktiv emfga raqamli teng bo'lgan qiymat. Induktivlikni quyidagi formula yordamida ham hisoblash mumkin:

Bu erda F - kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan magnit oqimi, I - zanjirdagi oqim kuchi.

SI induktivlik birliklari:

Bobinning induktivligi quyidagilarga bog'liq: burilishlar soni, bobinning o'lchami va shakli va muhitning nisbiy magnit o'tkazuvchanligi (ehtimol yadro).

O'Z-O'Z-INDUKSION EMF

O'z-o'zidan induktiv emf, kontaktlarning zanglashiga olib kelganda oqim kuchayishiga yo'l qo'ymaydi va kontaktlarning zanglashiga olib kirishda oqimning kamayishi.

Ferromagnitlar- ma'lum bir kritik haroratdan (Kyuri nuqtasi) pastroqda, atomlar yoki ionlarning (metall bo'lmagan kristallarda) magnit momentlarida uzoq masofali ferromagnit tartib o'rnatiladigan moddalar (odatda qattiq kristalli yoki amorf holatda); sayr qiluvchi elektronlar momentlari (metall kristallarda). Boshqacha qilib aytganda, ferromagnit - bu Kyuri nuqtasidan past haroratda, tashqi magnit maydon bo'lmaganda magnitlanishga qodir bo'lgan moddadir.

Orasida kimyoviy elementlar ferromagnit xususiyatlarga ega o'tish elementlari Fe, Co va Ni (3 d-metallar) va nodir yer metallari Gd, Tb, Dy, Ho, Er

Magnit histerezis- moddadagi magnitlanish vektori va magnit maydon kuchi vektorining nafaqat qo'llaniladigan tashqi maydonga, balki berilgan namunaning tarixdan oldingi davriga bog'liqlik hodisasi. Magnit histerezis odatda ferromagnitlarda - Fe, Co, Ni va ular asosidagi qotishmalarda namoyon bo'ladi. Doimiy magnitlarning mavjudligini tushuntiruvchi magnit histerizisdir.

Tebranish davri- ulangan induktor va kondansatkichni o'z ichiga olgan elektr zanjiri bo'lgan osilator. Bunday sxemada oqim (va kuchlanish) tebranishlari qo'zg'alishi mumkin.

Tebranish davri - eng oddiy tizim, unda erkin elektromagnit tebranishlar paydo bo'lishi mumkin

Zanjirning rezonans chastotasi Tomson formulasi bilan aniqlanadi:

ELEKTROMAGNETIK TO'L'QINLAR

Bu muhitning xususiyatlariga qarab, kosmosda cheklangan tezlikda tarqaladigan elektromagnit maydon.

Elektromagnit to'lqinlarning xossalari: - nafaqat moddada, balki vakuumda ham tarqaladi; - yorug'lik tezligida vakuumda tarqaladi (C = 300 000 km / s); - bu ko'ndalang to'lqinlar; - bu harakatlanuvchi to'lqinlar (energiyani uzatish).

Elektromagnit to'lqinlarning manbai tezlashtirilgan harakatlanuvchi elektr zaryadlaridir. Tebranishlar elektr zaryadlari zaryad tebranish chastotasiga teng chastotaga ega bo'lgan elektromagnit nurlanish bilan birga keladi.

Induksion emf. Induksion oqimning yo'nalishi

Elektromotor kuchning sababi atrofdagi kosmosdagi magnit maydonning o'zgarishi bo'lishi mumkin. Bu hodisa elektromagnit induksiya deb ataladi. Devrendagi induktsiyalangan emfning kattaligi ifoda bilan aniqlanadi

kontur bilan chegaralangan yopiq sirt orqali magnit maydon oqimi qayerda. Ifodaning oldidagi "-" belgisi induksiyalangan emf tomonidan yaratilgan induksiyalangan oqim kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit oqimining o'zgarishiga to'sqinlik qilishini ko'rsatadi.

Induksion oqim- yopiq o'tkazgich zanjirida bu zanjirdan o'tadigan magnit induksiya oqimi o'zgarganda paydo bo'ladigan elektr toki. Induksion oqimning kattaligi va yo'nalishi elektromagnit induksiya qonuni va Lenz qoidasi bilan belgilanadi.

Lenz qoidasi induksion oqimning yo'nalishini aniqlaydi va quyidagilarni aytadi:

Induksiyalangan oqim har doim shunday yo'nalishga egaki, u bu oqimni qo'zg'atadigan sababning ta'sirini zaiflashtiradi.

Qoida 1833 yilda E. H. Lenz tomonidan ishlab chiqilgan. Keyinchalik u hamma uchun umumlashtirildi jismoniy hodisalar Le Chatelier (1884) va Braun (1887) asarlarida bu umumlashtirish Le Chatelier-Brown printsipi sifatida tanilgan.

Lenz hukmronligining ajoyib namoyishi Elixu Tomson tajribasidir.

Qoidaning jismoniy mohiyati

Faradayning elektromagnit induktsiya qonuniga ko'ra, elektr zanjiridan o'tuvchi magnit oqim o'zgarganda, unda induksiya deb ataladigan tok qo'zg'aladi. Ushbu oqim uchun javobgar bo'lgan elektromotor kuchning kattaligi tenglama bilan aniqlanadi:

bu erda minus belgisi induktsiyalangan emf indüksiyalangan oqim oqimning o'zgarishiga to'sqinlik qiladigan tarzda harakat qilishini anglatadi. Bu haqiqat Lenz qoidasida o'z aksini topgan.

Lenz qoidasi umumiy xususiyatga ega va induksion oqimni qo'zg'atishning o'ziga xos jismoniy mexanizmida farq qilishi mumkin bo'lgan turli jismoniy vaziyatlarda amal qiladi. Shunday qilib, agar magnit oqimning o'zgarishi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan maydonining o'zgarishi bilan bog'liq bo'lsa (masalan, to'rtburchaklar zanjirning bir tomonining harakati tufayli), u holda induksiyalangan oqim Lorentz kuchi bilan qo'zg'atiladi. doimiy magnit maydonda harakatlanuvchi o'tkazgichning elektronlariga ta'sir qilish. Agar magnit oqimning o'zgarishi tashqi magnit maydon kattaligining o'zgarishi bilan bog'liq bo'lsa, u holda induksion oqim girdab tomonidan qo'zg'atiladi. elektr maydoni, magnit maydon o'zgarganda paydo bo'ladi. Shu bilan birga, ikkala holatda ham induksiyalangan oqim kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit maydon oqimining o'zgarishini qoplash uchun yo'naltiriladi.

Agar statsionar elektr zanjiriga kiradigan tashqi magnit maydon boshqa kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim tomonidan yaratilsa, u holda induksiyalangan oqim tashqi oqim bilan bir xil yo'nalishda yoki teskari yo'nalishda yo'naltirilishi mumkin: bu tashqi oqimning kamayib ketishiga bog'liq. yoki ortadi. Agar tashqi oqim kuchaysa, u holda u yaratadigan magnit maydon va uning oqimi oshadi, bu esa bu o'sishni kamaytiradigan indüksiyon oqimining paydo bo'lishiga olib keladi. Bunday holda, indüksiyon oqimi asosiyga teskari yo'nalishda yo'naltiriladi. Qarama-qarshi holatda, tashqi oqim vaqt o'tishi bilan kamayib ketganda, magnit oqimning kamayishi oqimni oshirishga moyil bo'lgan induksiyalangan oqimning qo'zg'alishiga olib keladi va bu oqim tashqi oqim bilan bir xil yo'nalishda yo'naltiriladi.

Lenz qoidasi:

Lenz qoidasi induksion oqimlarning yo'nalishini belgilaydi, ya'ni elektromagnit induksiya natijasida paydo bo'ladigan oqimlar (Qarang: Elektromagnit induksiya ) ; energiyaning saqlanish qonunining natijasidir. L.P. 1833 yilda E. X. Lenz tomonidan tashkil etilgan. Magnit induktsiyaga ko'ra, yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktsiya oqimi shunday yo'naltiriladiki, u kontaktlarning zanglashiga olib keladigan maydoni orqali hosil qiladigan magnit induksiya oqimi oqimning o'zgarishini oldini olishga intiladi. Shunday qilib, masalan, g'altakning tekisligiga perpendikulyar yo'naltirilgan B magnit maydoniga joylashtirilgan g'altakdagi induktsiya oqimi ( guruch .) kuzatuvchidan (ya'ni chizma tekisligidan tashqarida), agar maydon vaqt o'tishi bilan (a) ortib borsa, soat miliga teskari yo'naltiriladi va maydon kamaysa (b).

Buyuk Sovet Entsiklopediyasi. - M.: Sovet ensiklopediyasi. 1969-1978.

Uning magnit maydonining ma'lum yo'nalishi bo'lgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induksiya oqimining yo'nalishini topish uchun foydalaning

a) o'ng qo'l qoidasi
b) Lents qoidasi
c) gimlet qoidasi

INDUKSIYON TOKINI YO'NALISHI
1. To'g'ri o'tkazgich

Induksion oqimning yo'nalishi o'ng qo'l qoidasi bilan belgilanadi:
Agar siz o'ng qo'lingizni magnit induksiya vektori kaftga kiradigan qilib qo'ysangiz, 90 gradusga o'rnatilgan bosh barmog'i tezlik vektorining yo'nalishini ko'rsatadi, keyin to'g'rilangan 4 barmoq o'tkazgichdagi induksiya oqimining yo'nalishini ko'rsatadi.
2. Yopiq halqa
Yopiq halqadagi induksion oqimning yo'nalishi Lenz qoidasi bilan aniqlanadi.

Lenz qoidasi:
Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktsiyali tok o'zining magnit maydoni bilan uni keltirib chiqaradigan magnit oqimning o'zgarishiga qarshi turadi.
Lenz qoidasini qo'llash:
tashqi magnit maydonning B vektorining yo'nalishini ko'rsatish;
kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan magnit oqimining ortib borayotgan yoki kamayib borayotganini aniqlash;
induksiya oqimining magnit maydonining Bi vektorining yo'nalishini ko'rsatish;
(tashqi m ning B vektorining magnit oqimining kamayishi bilan. Induksion tokning magnit maydoni va Bi magnit maydonining teng yo‘naltirilishi kerak, magnit oqimining oshishi bilan B va Bi teskari yo‘naltirilishi kerak. yo'nalish);
Gimlet qoidasidan foydalanib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan indüksiyon oqimining yo'nalishini aniqlang.