Keling, induktiv tokning paydo bo'lishining ikkinchi holatini ko'rib chiqaylik.

Supero'tkazuvchilar harakat qilganda, uning erkin zaryadlari u bilan birga harakat qiladi. Shuning uchun, tomondan ayblovlar bo'yicha magnit maydon Lorents kuchi harakat qiladi. Aynan u o'tkazgich ichidagi zaryadlarning harakatiga sabab bo'ladi. Shuning uchun induksion emf magnitdan kelib chiqadi.

Ko'pgina elektr stantsiyalarida globus harakatlanuvchi o'tkazgichlarda elektronlar harakatiga sabab bo'lgan Lorentz kuchidir.

Bir xil magnit maydonda harakatlanuvchi o'tkazgichda sodir bo'ladigan induksiyaning EMF ni hisoblaymiz (2.10-rasm). MN konturining yon tomoni bo'lsin I NC va MD tomonlari bo'ylab doimiy tezlikda siljiydi va har doim yon CDga parallel bo'ladi. Magnit induksiya vektori yagona maydon o'tkazgichga perpendikulyar bo'lib, uning tezligi yo'nalishi bilan a burchak hosil qiladi.

Harakatlanuvchi zaryadlangan zarrachaga magnit maydon ta'sir qiladigan kuch mutlaq qiymatda ga teng

F l = | q |y B sin a. (2.5)

Bu kuch MN o'tkazgich bo'ylab yo'naltiriladi. Lorents kuchining ishi 1 yo'lda men ijobiyman va:

A = F l l = | q | y Bl sin a.

1 U emas to'liq ish Lorents kuchlari. Lorentz kuchiga qo'shimcha ravishda (2.5-formulaga qarang), tezlik va o'tkazgichga qarshi qaratilgan Lorentz kuchining tarkibiy qismi mavjud. Ushbu komponent o'tkazgichning harakatini sekinlashtiradi va salbiy ishni bajaradi. Natijada, Lorentz kuchining umumiy ishi nolga teng bo'ladi.

MN o'tkazgichdagi induksiyaning elektromotor kuchi, ta'rifiga ko'ra, q zaryadini ushbu zaryadga ko'chirish ishining nisbati:

Ushbu formula bir xil magnit maydonda tezlik bilan harakatlanadigan l uzunlikdagi har qanday o'tkazgich uchun amal qiladi.

Devrenning boshqa o'tkazgichlarida EMF nolga teng, chunki bu o'tkazgichlar statsionardir. Shuning uchun MNCD butun pallasida EMF teng va harakat tezligi doimiy bo'lsa, o'zgarishsiz qoladi. Bunday holda, elektr toki kuchayadi, chunki MN o'tkazgich o'ngga siljiganida, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan umumiy qarshiligi pasayadi.

Induksion emfni qonun yordamida ham hisoblash mumkin elektromagnit induksiya(2.4-formulaga qarang). Darhaqiqat, MNCD pallasida magnit oqim quyidagilarga teng:

F \u003d BS cos (90 ° - a) \u003d BS sin a,

bu erda burchak (90° - a) vektor va kontur yuzasiga nisbatan normal orasidagi burchak (2.11-rasm, yon ko'rinish), S - MNCD konturi bilan chegaralangan maydon. Agar dastlabki vaqtda (t \u003d 0) MN o'tkazgich CD o'tkazgichdan NC masofada joylashgan deb faraz qilsak (2.10-rasmga qarang), u holda o'tkazgich harakat qilganda S maydoni vaqt o'tishi bilan quyidagicha o'zgaradi:

S \u003d l (NC - y t).

Dt vaqt ichida kontur maydoni DS = -ly Dt ga o'zgaradi. "-" belgisi uning kamayib borayotganini bildiradi. Bu vaqt davomida magnit oqimining o'zgarishi quyidagilarga teng:

Agar butun MNCD sxemasi vektorga nisbatan o'z yo'nalishini saqlab, yagona magnit maydonda harakat qilsa, kontaktlarning zanglashiga olib boradigan sirt orqali F oqimi o'zgarmasligi sababli, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induksion EMF nolga teng bo'ladi. Buni shunday tushuntirish mumkin. O'chirish MN va CD o'tkazgichlarida harakat qilganda, N dan M ga va C dan D gacha bo'lgan yo'nalishlarda elektronlarga ta'sir qiluvchi kuchlar paydo bo'ladi ((2.5) formulaga qarang). soat sohasi farqli ravishda nolga teng.

Induksion emf, shuningdek, ramka magnit maydonda aylantirilganda, ya'ni os burchagi vaqt o'tishi bilan o'zgarganda sodir bo'ladi (31-§ ga qarang).

Doimiy magnit maydonda harakatlanuvchi o'tkazgichlarda induksiya EMF o'tkazgichning zaryadlariga Lorents kuchining ta'siri tufayli yuzaga keladi.

Paragraf uchun savollar

1. Lorents kuchi nima va u qanday yo‘naltirilgan?

2. Vaqt o'zgaruvchan magnit maydonda harakatlanuvchi o'tkazgichda paydo bo'ladigan induksiyaning EMF ni nima aniqlaydi?

Harakatlanuvchi o'tkazgichlarda induksiyaning EMF

Magnit maydonning ta'rifidan foydalanib (5l16) va oqim bilan o'tkazgichga ta'sir qiluvchi magnit kuchni unda harakatlanuvchi zaryadlar boshdan kechiradigan kuchlarga qisqartirib, biz Lorents kuchining ifodasini oldik (16l17). 15-ma'ruzada biz bergan ta'rifga ko'ra, bu kuch tashqidir (chunki u kulon bo'lmagan) va faqat zaryadlar o'tkazgich ichida harakat qilganda (ya'ni, unda oqim mavjud bo'lganda) emas, balki o'tkazgich bo'lganda ham paydo bo'lishi kerak. o'zi magnit maydonda harakat qiladi (chunki undagi zaryadlar ham harakat qiladi). Binobarin, bunday dirijyorning turli bo'limlarida, umuman olganda, uchinchi tomon elektromotor kuchlar sabab bo'lishi mumkin elektr toki. Bu kuchlar induktiv deb ataladi; Ularni hisoblash uchun quyidagi oddiy sxemani ko'rib chiqing.

Silindrsimon o'tkazgichning to'g'ri segmenti bo'lsin l yagona magnit maydonda harakatlanadi B va uning tezligiga ruxsat bering v perpendikulyar B va o'tkazgich o'qi (1-rasm). Ustida ijobiy zaryadlar q Shubhasiz, Lorentz kuchi ichkarida harakat qiladi, uning kattaligi

F l= qvB, (1)

va yo'nalish rasmda ko'rsatilgan. Ustida manfiy zaryadlar kuch F l qarama-qarshi yo'nalishda harakat qiladi. Saytda sodir bo'lgan l Ta'rifi bo'yicha EMF

e 12 = A 12 = F l l = vBl (2)

va shaklda ko'rsatilgan bo'ylab ikkala belgining zaryadlari uchun yo'naltirilgan. bitta F l.

Agar segmentni tasavvur qilsak l Supero'tkazuvchilar yopiq kvazi chiziqli sxemaning bir qismi bo'lib, uning konturi shaklda ko'rsatilgan. 1 nuqtali chiziq bilan, olingan natijani quyidagi shaklda berish mumkin. Chunki,

vBl = = = = , (3)

qaerda D S = l D x kontur maydonining ortishi va DF = D( BS) – oqim vektori B vaqt ichida u orqali D t. G ning qolgan qismlari harakatsiz bo'lgani uchun ularda tashqi kuchlar paydo bo'lmaydi va shuning uchun butun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan umumiy EMF e ham (2) ifoda bilan aniqlanadi. Anjirdan. 1 yo'nalish bilan ekanligini ko'rsatadi B chap vint tizimi. Shunday qilib, buni yozish mumkin

bundan tashqari, minus belgisi biz oldingi ma'ruzada o'rnatgan qoidaga mos keladi, bu konturni chetlab o'tishning ijobiy yo'nalishini va ijobiy normani unga bog'laydi. to'g'ri vint.

Ko'rsatish mumkinki, (4) munosabat konturning ixtiyoriy harakatining (shu jumladan deformatsiyaning) eng umumiy holatida amal qiladi. statsionar magnit maydon. U harakatlanuvchi o'tkazgichlarda oqimlarning induksiyasi deb ataladigan qonunni ifodalaydi: kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induksion EMF, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit oqimining o'zgarish tezligiga teng va unga teng (ya'ni, o'zgarish bilan) to'g'ri emas- (bu ortiqcha belgisini bildiradi (4)), lekin chap vida tizimi.

Guruch. 2.

Izoh 1. Induksiya qonunida (4) gaplashamiz vektor oqimi haqida B yopiq kontur orqali D, garchi biz, albatta, uning ushbu konturga asoslangan qandaydir sirt orqali oqishini nazarda tutsak ham (axir, har qanday vektorning oqimi sirt orqali aniqlanadi). Ko'rinib turibdiki, bu sirtni tanlashdagi o'zboshimchalik F qiymatiga ta'sir qilmaydi. Haqiqatan ham, G konturi bo'ylab ikkita ixtiyoriy sirtni o'tkazish orqali. S 1 va S 2, biz yopiq sirtni olamiz S S , vektor oqimi B bu orqali (9l17) tenglamaga ko'ra, nolga teng. Bu orqali oqadi degan ma'noni anglatadi S 1 va S 2 teng va qarama-qarshi bo'lib, (9l17) ma'nosiga ko'ra normallar to S 1 va S 2 bir vaqtning o'zida tashqariga yo'naltirilishi kerak, ya'ni ulardan biri G aylanma yo'nalishi bo'lgan o'ng qo'lli vintlar tizimini, ikkinchisi esa chap vintli tizimni hosil qiladi. Ikkinchisining yo'nalishini o'zgartirib (va u bilan mos keladigan F belgisi), biz (4) dagi oqimning mustaqilligini sirtni tanlashdan olamiz. S.

Izoh 2. Formula (2) olinganda, magnit maydonda harakatlanuvchi o'tkazgichning segmenti yopiq zanjir hosil qilmaydi, ya'ni unda oqim o'tmaydi, garchi uni umumlashtirish natijasida olingan qonun (4) ayniqsa, yopiq o'tkazgich zanjiriga. Keling, ko'rib chiqilayotgan o'tkazgichdagi oqimning paydo bo'lishi qanday ta'sirlarga olib kelishini ko'rib chiqaylik (2-rasm). Tezlikning paydo bo'lishi u o'tkazgichning o'qi bo'ylab yo'naltirilgan tashuvchilarning tartibli harakati mutlaq tezlikning qandaydir a burchagiga aylanishiga olib keladi. v abs o'tkazgichning harakat yo'nalishiga nisbatan zaryadlar (ya'ni. v ). Bunday holda, Lorentz kuchi F l har doim perpendikulyar holatda v abs, shuningdek, o'tkazgich o'qiga nisbatan burchak orqali aylanadi. Biroq, EMF e 12 ni yaratadigan uning uzunlamasına komponentining qiymati,

F || = F l cos a = qv abs B cos a = qBv

hali ham (1) formula bilan aniqlanadi, shuning uchun (2) - (4) iboralar o'z kuchini saqlab qoladi. Kattaligi bo'yicha teng ko'ndalang komponent

F ^ = F l sin a = qv abs B sin a = qBu,

yo'naltirilgan kuchni ifodalashi aniq tomon dirijyor harakati. Ushbu kuchni yengish uchun (ma'lum bir o'tkazgich hajmidagi barcha harakatlanuvchi zaryadlarga yig'iladi) tashqaridagi ish magnit maydonda harakatlantirish uchun talab qilinadi.

(15l17) munosabatni chiqarishda oldingi ma'ruzada berilgan fikrlash tartibini o'zgartirib, biz ushbu umumiy kuchga ega bo'lamiz. F ^ S - taniqli ibora (5l16), bu erdan mexanik quvvat

P¢ mo'yna = – F^S v = – IBlv.

Uzunlamasına komponent bilan belgilanadigan tashqi kuchlarning kuchi F || , 1-2 bo'limda (2) ga muvofiq o'tkazgichlar

P sahifa= e 12 I = vBlI

ga teng bo'lib chiqadi P¢ mo'yna. Shunday qilib,

P¢ mo'yna + P sahifa = 0,

ya'ni magnit maydon kuchlarining umumiy ishi (avval qayd etilganidek) nolga teng. Supero'tkazuvchilar harakatini ta'minlash uchun tashqi kuch muvozanatlashadi F^ S , shubhasiz, kuchni rivojlantirishi kerak

P mo'yna = – P¢ mo'yna = P sahifa ,

uning ichida harakat qiluvchi tashqi induksiya kuchlarining ishiga (vaqt birligiga) "o'tadi".

Xuddi shunday hodisalar o'tkazgich magnit maydonda harakat qilganda ham sodir bo'ladi, uning uchlariga potentsial farq qo'llaniladi. Agar o'tkazgich statsionar bo'lsa, u holda 1 - 2 qismdagi oqim (3-rasm) faqat tufayli oqadi. elektr kuchlari. Agar u "bo'shatilgan" bo'lsa, unda magnit kuch ta'sirida tezlik paydo bo'ladi v va tashuvchilarning mutlaq tezligi v abs o'tkazgichning o'qidan chetga chiqish. Bir vaqtning o'zida quvvat aylanadi F l Lorentz va uning eksenel komponenti paydo bo'ladi F || yo'naltirilgan tomon joriy. Bu uchinchi tomon EMF e 21 ning paydo bo'lishiga olib keladi, uning ta'sirini qoplash uchun (ya'ni, doimiy oqimni ushlab turish), manba qo'shimcha quvvatni ishlab chiqishi kerak e 21 I. Yuqoridagi mulohazalarni takrorlaydigan bo'lsak, bu kuch mukammal o'tkazgich shaklida (vaqt birligida) "bo'shatilgan" ekanligini ko'rsatish qiyin emas. mexanik ish. Shunday qilib, bu holatda ham Lorentz kuchining umumiy ishi, albatta, nolga teng bo'ladi (chunki F l ^ v abs). Buning salbiy qismi sabab bo'ldi F || , joriy manbaning ishi bilan qoplanadi, ijobiy esa dirijyorning foydali ishini ifodalaydi.

Guruch. 3.

""Elektromagnit induksiya hodisasi" fizikasi" - Plastinka amalda to'xtaydi. Oqimli ulanish. Magnit maydon energiyasi. Bir hil magnit maydon energiyasi. O'z-o'zidan induksiya hodisasi elektrotexnikada muhim rol o'ynaydi. O'z-o'zidan induksion emf kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimni ushlab turadi. Aylanma uchun iboralar har doim amal qiladi. isitish o'tkazgichlari. Oqimning o'zgarish tezligining katta qiymati tufayli to'lqin.

"Elektromagnit induksiya" - Maykl Faraday. Material. Tokning kattaligi. Induksion oqim. Baho. Hikoya. Elektromagnit induksiya va qurilma. Generator o'zgaruvchan tok. Sinkvin. Tarix ma'lumotnomasi. Daraja. Faraday tajribalari. Vazifalar bilan test varag'i. Fenomen. Unipolyar induksiya. Nuqta. Magnit igna. Dirijyor. Video klip.

"Elektromagnit induksiyani o'rganish" - Maykl Faraday portreti. Induksion oqimning kuchi. Savollar. Savol va topshiriqlar. Bayonot. Elektromagnit induksiya. EMI hodisasi. Elektromagnit maydon. Oqimning magnit maydonining energiyasi. Kuchlanish chiziqlarining yo'nalishi. Lenz qoidasi. magnit oqimi. Sirt orqali magnit oqimi. Harakatlanuvchi o'tkazgichlarda induksiyaning EMF.

"O'z-o'zidan induktsiya va indüktans" - EMF paydo bo'lish hodisasi. O'z-o'zini induktsiya qilish. O'z-o'zini induksiya hodisasining namoyon bo'lishi. Dirijyor. O'chirish bo'ylab magnit oqimi. Magnit maydon energiyasi. lasan induktivligi. magnit oqimi. Qiymat. Birliklar. Induktivlik. Oqimning magnit maydonining energiyasi. O'z-o'zini induktsiyaning EMF. Elektrotexnika bo'yicha xulosa.

"Dala induksiyasi" - induksiya vektorining oqimi. Magnit induksiya oqimi. O'chirish dielektrikdan qilingan. Induksiya EMF. Oqim simlar hajmi bo'yicha deyarli bir xil taqsimlanadi. Induksiyaning EMF o'lchami. Fakt. Vektor aylanishi. Yuqori chastotali oqimlar. Toki Fuko. Supero'tkazuvchilar statsionar. E.D.S.ning qiymati. induksiya. oqim zichligi.

"Faradayning elektromagnit induksiyasi" - Fizkultminutka. Jeneratorning ishlash printsipi. Magnitning harakatlanish vaqti. Tashqi ko'rinish generator. Tajriba. EMI hodisasi. Bilimlarni tashkil qilish. Faraday tomonidan kashf etilgan. Elektromagnit induksiya hodisasi. chiziqli tuzilish masalalarini yechish. induksion oqim. Savollar.

Mavzu bo'yicha jami 18 ta taqdimot mavjud