Elektrotexnikaning eng muhim qonuni Ohm qonunidir.

Joule-Lenz qonuni

Joule-Lenz qonuni

Og'zaki ma'noda bu shunday eshitiladi: Oqim paytida muhitning birlik hajmiga ajratilgan issiqlik quvvati elektr toki, elektr tokining zichligi va qiymati mahsulotiga proportsionaldir elektr maydoni

qayerda w- hajm birligiga issiqlik chiqarish quvvati, - elektr tokining zichligi, - elektr maydon kuchi; σ - muhitning o'tkazuvchanligi.

Qonun ham shakllantirilishi mumkin integral shakli Yupqa simlarda oqim oqimi uchun:

Ko'rib chiqilayotgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kesimida vaqt birligi uchun ajratilgan issiqlik miqdori ushbu bo'limdagi oqim kuchining kvadratiga va kesimning qarshiligiga proportsionaldir.

Matematik shaklda bu qonun quyidagi shaklga ega:
qayerda dQ- ma'lum vaqt davomida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori dt, I- joriy quvvat, R- qarshilik, Q dan vaqt oralig'ida chiqarilgan issiqlikning umumiy miqdori t1 oldin t2.

Doimiy oqim va qarshilik holatida:

Kirchhoff qonunlari

Kirxgof qonunlari (yoki Kirxgof qoidalari) - bu har qanday bo'limdagi oqim va kuchlanish o'rtasidagi bog'liqlikdir. elektr zanjiri. Kirchhoff qoidalari to'g'ridan-to'g'ri va kvaz-statsionar oqimning har qanday elektr davrlarini hisoblash imkonini beradi. Ular ko'p qirraliligi tufayli elektrotexnikada alohida ahamiyatga ega, chunki ular har qanday elektr muammolarini hal qilish uchun mos keladi. Kirchhoff qoidalarini zanjirga tatbiq qilish tizimni olish imkonini beradi chiziqli tenglamalar oqimlarga nisbatan va shunga ko'ra, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan barcha tarmoqlaridagi oqimlarning qiymatini toping.

Kirchhoff qonunlarini shakllantirish uchun elektr pallasida tugunlar - uch yoki undan ortiq o'tkazgichlarning ulanish nuqtalari va konturlar - o'tkazgichlardan yopiq yo'llar ajratiladi. Bundan tashqari, har bir o'tkazgich bir nechta sxemalarga kiritilishi mumkin.
Bunday holda, qonunlar quyidagicha shakllantiriladi.

Birinchi qonun(ZTK, Kirchhoffning joriy qonuni) har qanday kontaktlarning zanglashiga olib keladigan har qanday tugunidagi oqimlarning algebraik yig'indisi nolga teng ekanligini ta'kidlaydi (chiqadigan oqimlarning qiymatlari teskari belgi bilan olinadi):

Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, tugunga qancha oqim oqsa, undan ko'p oqib chiqadi. Bu qonun zaryadning saqlanish qonunidan kelib chiqadi. Agar zanjir mavjud bo'lsa p tugunlari, keyin u tasvirlangan p - 1 joriy tenglamalar. Ushbu qonun boshqalarga nisbatan qo'llanilishi mumkin jismoniy hodisalar(masalan, suv quvurlari), bu erda kattalikning saqlanish qonuni va bu kattalikdagi oqim mavjud.

Ikkinchi Qonun(ZNK, Kirchhoff kuchlanish qonuni) har qanday yopiq zanjir bo'ylab kuchlanish pasayishining algebraik yig'indisi bir xil kontaktlarning zanglashiga olib boradigan EMFning algebraik yig'indisiga teng ekanligini ta'kidlaydi. Agar kontaktlarning zanglashiga olib keladigan EMF bo'lmasa, u holda kuchlanishning umumiy pasayishi nolga teng:

doimiy kuchlanish uchun:

o'zgaruvchan kuchlanish uchun:

Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, kontaktlarning zanglashiga olib kontur bo'ylab o'tganda, o'zgaruvchan potentsial asl qiymatiga qaytadi. Agar sxemada shoxchalar mavjud bo'lsa, ularning shoxlari miqdorida oqim manbalarini o'z ichiga oladi, u holda kuchlanish tenglamalari bilan tavsiflanadi. Bitta sxemadan iborat bo'lgan sxema uchun ikkinchi qoidaning alohida holati bu sxema uchun Ohm qonunidir.
Kirchhoff qonunlari oqim va kuchlanish vaqtidagi o'zgarishlarning har qanday tabiati uchun chiziqli va chiziqli bo'lmagan zanjirlar uchun amal qiladi.

Ushbu rasmda har bir o'tkazgich uchun u orqali o'tadigan oqim ("I" harfi) va u bilan bog'langan tugunlar orasidagi kuchlanish ("U" harfi) ko'rsatilgan.

Masalan, rasmda ko'rsatilgan sxema uchun birinchi qonunga muvofiq quyidagi munosabatlar mavjud:

E'tibor bering, har bir tugun uchun ijobiy yo'nalish tanlanishi kerak, masalan, bu erda tugunga oqib tushadigan oqimlar ijobiy deb hisoblanadi va tashqariga chiqadigan oqimlar salbiy hisoblanadi.
Ikkinchi qonunga muvofiq quyidagi munosabatlar amal qiladi:

Agar oqim yo'nalishi pastadir aylanib o'tish yo'nalishi bilan bir xil bo'lsa (u o'zboshimchalik bilan tanlangan), kuchlanishning pasayishi ijobiy hisoblanadi, aks holda u salbiy hisoblanadi.

Zanjirning tugunlari va konturlari uchun yozilgan Kirchhoff qonunlari beradi to'liq tizim chiziqli tenglamalar, bu sizga barcha oqim va kuchlanishlarni topish imkonini beradi.

"Kirxgof qonunlari" ni "Kirxgof qoidalari" deb atash kerak degan fikr mavjud, chunki ular tabiatning asosiy mohiyatini aks ettirmaydi (va ko'p miqdordagi eksperimental ma'lumotlarning umumlashtirilishi emas), lekin boshqalardan olinishi mumkin. pozitsiyalar va taxminlar.

TO'LIQ HOZIRGI QONUN

TO'LIQ HOZIRGI QONUN asosiy qonunlardan biri elektro magnit maydon. Magnit kuch va sirtdan o'tadigan oqim miqdori o'rtasidagi munosabatni o'rnatadi. Umumiy oqim yopiq halqa bilan chegaralangan sirtga kiradigan oqimlarning algebraik yig'indisi sifatida tushuniladi.

Kontur bo'ylab magnitlanish kuchi ushbu kontur bilan chegaralangan sirtdan o'tadigan umumiy oqimga teng. Umumiy holda, magnit chiziqning turli uchastkalarida maydon kuchi turli qiymatlarga ega bo'lishi mumkin, keyin magnitlanish kuchi har bir chiziqning magnitlanish kuchlarining yig'indisiga teng bo'ladi.

Joule-Lenz qonuni

Joule-Lenz qonuni beradigan jismoniy qonundir miqdoriy aniqlash termal harakat elektr toki. 1840 yilda Jeyms Joule va Emil Lenz tomonidan mustaqil ravishda kashf etilgan.

Og'zaki ma'noda bu shunday eshitiladi:

Elektr tokining oqimi paytida muhitning birlik hajmiga ajratilgan issiqlik quvvati elektr tokining zichligi va elektr maydonining kattaligi mahsulotiga proportsionaldir.

Matematik jihatdan uni quyidagi shaklda ifodalash mumkin:

qayerda w- hajm birligiga issiqlik chiqarish quvvati, - elektr tokining zichligi, - elektr maydonining kuchi, s - muhitning o'tkazuvchanligi.

ELEKTROMAGNETIK INDUKSIYA QONUNI, Faraday qonuni magnit va elektr hodisalari oʻrtasidagi munosabatni oʻrnatuvchi qonundir. Zanjirdagi elektromagnit induksiyaning EMF soni teng va o'zgarish tezligi belgisiga qarama-qarshidir. magnit oqimi bu kontur bilan chegaralangan sirt orqali. EMF maydonining kattaligi magnit oqimning o'zgarish tezligiga bog'liq.

FARADEY QONUNLARI(ingliz fizigi M. Faraday (1791-1867) nomi bilan atalgan) - elektrolizning asosiy qonunlari.

Elektr o'tkazuvchan eritma (elektrolit) orqali o'tadigan elektr miqdori va elektrodlarda chiqarilgan moddaning miqdori o'rtasida bog'liqlik o'rnatiladi.

Elektrolitdan o'tganda to'g'ridan-to'g'ri oqim I soniya ichida q = Bu, m = kIt.

FARADEY 2-QONUNI: Elementlarning elektrokimyoviy ekvivalentlari ularning kimyoviy ekvivalentlariga to‘g‘ri proportsionaldir.

gimlet qoidasi

Gimlet qoidasi(shuningdek, o'ng qo'l qoidasi) - tananing aylanish tezligini tavsiflovchi burchak tezligi vektorining yo'nalishini, shuningdek magnit induksiya vektorini aniqlash uchun mnemonik qoida B yoki yo'nalishni aniqlash uchun induksion oqim.

O'ng qo'l qoidasi

O'ng qo'l qoidasi

gimlet qoidasi: "Agar yo'nalish oldinga harakat gimlet (vint) o'tkazgichdagi oqim yo'nalishiga to'g'ri keladi, keyin gimlet tutqichining aylanish yo'nalishi magnit induksiya vektorining yo'nalishiga to'g'ri keladi.

Magnit maydonda harakatlanuvchi o'tkazgichdagi induktiv oqim yo'nalishini aniqlaydi

O'ng qo'l qoidasi: "Agar o'ng qo'lning kafti o'z ichiga oladigan tarzda joylashtirilgan bo'lsa kuch chiziqlari magnit maydon va egilgan bosh barmog'ini o'tkazgichning harakati bo'ylab yo'naltiring, keyin to'rtta kengaytirilgan barmoq indüksiyon oqimining yo'nalishini ko'rsatadi.

Solenoid uchun u quyidagicha tuzilgan: "Agar siz o'ng qo'lingizning kafti bilan elektromagnitni burilishlarda to'rtta barmoq oqim bo'ylab yo'naltiriladigan qilib ushlasangiz, chetga qo'yilgan bosh barmog'ingiz solenoid ichidagi magnit maydon chiziqlarining yo'nalishini ko'rsatadi. "

chap qo'l qoidasi

chap qo'l qoidasi

Agar zaryad harakatlansa va magnit tinch holatda bo'lsa, kuchni aniqlash uchun chap qo'l qoidasi qo'llaniladi: "Agar chap qo'l magnit maydon induksiya chiziqlari kaftga perpendikulyar bo'ladigan tarzda joylashtiring va to'rtta barmoq oqim bo'ylab (musbat zaryadlangan zarrachaning harakati bo'ylab yoki manfiy zaryadlanganning harakatiga qarshi) yo'naltiriladi, keyin bosh barmog'i o'rnatiladi. chetga 90 ° yo'nalishni ko'rsatadi ish kuchi Lorentz yoki Amper."

Ko'plab tajribalar natijasida Faraday elektromagnit induksiyaning asosiy miqdoriy qonunini o'rnatdi. U shuni ko'rsatdiki, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit induksiya oqimi o'zgarganda, zanjirda induksion oqim paydo bo'ladi. Induktiv oqimning paydo bo'lishi zanjirda mavjudligini ko'rsatadi elektromotor kuch chaqirdi elektromotor kuch elektromagnit induksiya. Faraday elektromagnit induksiyaning EMF qiymati E i magnit oqimining o'zgarish tezligiga mutanosib ekanligini aniqladi:

E i \u003d -K, (27.1)

Bu erda K - proportsionallik koeffitsienti, faqat o'lchov birliklarini tanlashga bog'liq.

SI birliklar tizimida K = 1 koeffitsienti, ya'ni.

E i = -. (27.2)

Bu formula Faradayning elektromagnit induksiya qonunidir. Ushbu formuladagi minus belgisi Lenz qoidasiga (qonuniga) mos keladi.

Faraday qonunini ham shunday shakllantirish mumkin: zanjirdagi elektromagnit induksiyaning EMF E i son jihatdan teng va magnit oqimining shu sxema bilan chegaralangan sirt orqali o‘zgarish tezligiga ishorasi bo‘yicha qarama-qarshidir. Bu qonun universaldir: EMF E i magnit oqimining qanday o'zgarishiga bog'liq emas.

Minus belgisi (27.2) oqimning ko'payishi (> 0) EMF E i ni keltirib chiqarishini ko'rsatadi.< 0, т.е. магнитный поток индукционного тока направлен навстречу потоку, вызвавшему его; уменьшение потока ( < 0) вызывает E i >0, ya'ni induksion oqimning magnit oqimining yo'nalishlari va uni keltirib chiqargan oqim bir xil. (27.2) formuladagi minus belgisi Lenz qoidasining matematik ifodasidir - umumiy qoida induksion oqimning yo'nalishini topish uchun (va shuning uchun belgi va EMF induksiyasi), 1833 yilda olingan. Lenz qoidasi: induksion oqim har doim uni keltirib chiqaradigan sababga qarshi turadigan tarzda yo'naltiriladi. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, induksion oqim magnit oqim hosil qiladi, bu esa indüksiyon EMFni keltirib chiqaradigan magnit oqimning o'zgarishiga to'sqinlik qiladi.

Induksion emf voltlarda (V) ifodalanadi. Darhaqiqat, magnit oqimining birligi veber (Wb) ekanligini hisobga olsak, biz quyidagilarni olamiz:

Agar induksion EMF induktsiya qilingan yopiq sxema N burilishdan iborat bo'lsa, u holda E i burilishlarning har birida induktsiya qilingan EMF yig'indisiga teng bo'ladi. Va agar har bir burilish bilan qoplangan magnit oqim bir xil va F ga teng bo'lsa, u holda N burilish yuzasi bo'ylab umumiy oqim (NF) - umumiy magnit oqim (oqim aloqasi) ga teng bo'ladi. Bunday holda, indüksiyon emf ga teng:

E i = -N× , (27.3)

Formula (27.2) elektromagnit induksiya qonunini umumiy shaklda ifodalaydi. U magnit maydondagi statsionar davrlarga ham, harakatlanuvchi o'tkazgichlarga ham tegishli. Unga kiritilgan magnit oqimining vaqt hosilasi odatda ikkita qismdan iborat bo'lib, ulardan biri vaqt o'tishi bilan magnit induksiyaning o'zgarishi bilan bog'liq, ikkinchisi esa kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit maydonga nisbatan harakati (yoki uning deformatsiyasi). ). Ushbu qonunni qo'llashning ba'zi misollarini ko'rib chiqing.

Misol 1. Uzunligi l bo'lgan to'g'ri o'tkazgich bir xil magnit maydonda o'ziga parallel ravishda harakat qiladi (38-rasm). Ushbu o'tkazgich yopiq konturning bir qismi bo'lishi mumkin, qolgan qismlari harakatsizdir. Supero'tkazuvchilarda yuzaga keladigan EMFni toping.

Supero'tkazuvchilar tezligining oniy qiymati bo'lsa v, keyin dt vaqt ichida u dS = l× maydonini tasvirlaydi v×dt va bu vaqt davomida dS orqali o'tadigan magnit induksiyaning barcha chiziqlarini kesib o'tadi. Shuning uchun, harakatlanuvchi o'tkazgichni o'z ichiga olgan zanjir orqali magnit oqimining o'zgarishi dF = B n ×l× bo'ladi. v×dt. Bu erda B n - dS ga perpendikulyar magnit induksiya komponenti. Buni (27.2) formulaga almashtirib, biz EMF qiymatini olamiz:

E i = B n×l× v. (27.4)

Induksion oqimning yo'nalishi va EMF belgisi Lenz qoidasi bilan belgilanadi: kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induksion oqimi har doim shunday yo'nalishga egaki, u yaratgan magnit maydon bu indüksiyon oqimini keltirib chiqaradigan magnit oqimning o'zgarishiga to'sqinlik qiladi. Ba'zi hollarda, Lenz qoidasining boshqa formulasiga ko'ra, induksiya oqimining yo'nalishini (induksion EMF qutbliligini) aniqlash mumkin: harakatlanuvchi o'tkazgichdagi induksiya oqimi shunday yo'naltiriladiki, natijada Amper kuch paydo bo'ladi. tezlik vektoriga qarama-qarshidir (harakatni sekinlashtiradi).

Raqamli misolni olaylik. Uzunligi l = 2 m bo'lgan vertikal o'tkazgich (avtomobil antennasi) Yer magnit maydonida sharqdan g'arbga tezlik bilan harakat qiladi. v= 72 km/soat = 20 m/s. Supero'tkazuvchilar uchlari orasidagi kuchlanishni hisoblang. Supero'tkazuvchilar ochiq bo'lgani uchun, unda oqim bo'lmaydi va uchlaridagi kuchlanish indüksiyon emfiga teng bo'ladi. O'rta kengliklar uchun Yer maydonining magnit induksiyasining gorizontal komponenti (ya'ni, harakat yo'nalishiga perpendikulyar komponent) 2 × 10 -5 T ekanligini hisobga olsak, formula (27.4) bo'yicha topamiz.

U = B n×l× v\u003d 2 × 10 -5 × 2 × 20 \u003d 0,8 × 10 -3 V,

bular. taxminan 1 mV. Yerning magnit maydoni janubdan shimolga yo'naltirilgan. Shuning uchun biz EMF yuqoridan pastgacha yo'naltirilganligini aniqlaymiz. Bu shuni anglatadiki, simning pastki uchi yuqori potentsialga ega bo'ladi (musbat zaryadlanadi), yuqori uchi esa pastroq bo'ladi (salbiy zaryadlanadi).

Misol 2. Magnit maydonda F magnit oqimi kirib kelgan yopiq sim zanjiri mavjud. Keling, bu oqim nolga kamayadi deb faraz qilaylik va zanjirdan o'tgan zaryadning umumiy miqdorini hisoblaymiz. Magnit oqimining yo'qolishi jarayonida EMFning oniy qiymati (27.2) formula bilan ifodalanadi. Shuning uchun, Ohm qonuniga ko'ra, oqim kuchining oniy qiymati

bu erda R - zanjirning empedansi.

O'tkazilgan zaryadning qiymati teng

q = = - =. (27,6)

Olingan munosabatlar elektromagnit induktsiya qonunini Faraday tomonidan topilgan shaklda ifodalaydi, u o'z tajribalari natijasida kontaktlarning zanglashiga olib o'tgan zaryad miqdori o'tkazgich kesib o'tgan magnit induksiya chiziqlarining umumiy soniga (ya'ni, o'zgarishlarning o'zgarishiga) proportsional degan xulosaga keldi. magnit oqimi F 1 -F 2), va R zanjirining qarshiligiga teskari proportsionaldir. Munosabatlar (27.6) SI tizimidagi magnit oqimning birligini aniqlashga imkon beradi: veber magnit oqimi bo'lib, u kamayganda magnit oqimdir. nolga teng, 1 C zaryad unga bog'langan 1 Ohm qarshilikka ega bo'lgan zanjirda o'tadi.

Faraday qonuniga ko'ra, elektromagnit induksiya EMF ning paydo bo'lishi o'zgaruvchan magnit maydonda joylashgan qo'zg'almas zanjirda ham mumkin. Biroq, Lorentz kuchi statsionar zaryadlarga ta'sir qilmaydi, shuning uchun bu holda u induksiya EMFning sababi bo'la olmaydi. Maksvell, statsionar o'tkazgichlarda induksiyaning EMFni tushuntirish uchun, har qanday o'zgaruvchan magnit maydon o'tkazgichdagi induksiya oqimining sababi bo'lgan atrofdagi bo'shliqda vorteks elektr maydonini qo'zg'atishni taklif qildi. Ushbu maydonning intensivlik vektorining o'tkazgichning har qanday L zanjiri bo'ylab aylanishi elektromagnit induksiyaning EMF hisoblanadi:

E i = = -. (27,7)

Vorteks elektr maydonining intensivlik chiziqlari yopiq egri chiziqlardir, shuning uchun zaryad vorteks elektr maydonida yopiq zanjir bo'ylab harakat qilganda, nolga teng bo'lmagan ish bajariladi. Bu vorteks elektr maydoni va elektrostatik maydon o'rtasidagi farq, uning intensivlik chiziqlari zaryadlarda boshlanadi va tugaydi.

Fedun V.I. Elektromagnetizm fizikasi bo'yicha ma'ruzalar konspekti

26-ma'ruza

Elektromagnit induktsiya. Faradayning kashfiyoti .

1831 yilda M. Faraday elektrodinamikaning eng muhim fundamental kashfiyotlaridan birini amalga oshirdi - bu hodisani kashf etdi. elektromagnit induksiya .

Yopiq o'tkazgich zanjirida, ushbu kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit oqimining (vektor oqimi) o'zgarishi bilan elektr toki paydo bo'ladi..

Bu oqim deyiladi induksiya .

Induksion oqimning ko'rinishi magnit bo'lganda degan ma'noni anglatadi

Faraday induksion tokni ikki xil usulda induktsiya qilish mumkinligini aniqladi, buni diagramma bilan qulay tarzda tushuntirish mumkin.

1-usul: ramkani siljitish sobit bobinning magnit maydonida (26.1-rasmga qarang).

2-usul: magnit maydonni o'zgartirish lasan tomonidan hosil qilingan , uning harakati yoki oqim kuchining o'zgarishi tufayli unda (yoki ikkalasida). Ramka harakatsiz holatda.

Bu ikkala holatda ham galvanometr ramkada induksion oqim mavjudligini ko'rsatadi .

Induksion oqimning yo'nalishi va shunga mos ravishda emf belgisi. induksiya Lenz qoidasi bilan belgilanadi.

Lenz qoidasi.

Induksion oqim har doim uni keltirib chiqaradigan sababni bartaraf etadigan tarzda yo'naltiriladi. .

Lenz qoidasi muhim jismoniy xususiyatni ifodalaydi - tizimning o'z holatidagi o'zgarishlarga qarshi turish istagi. Bu xususiyat deyiladi elektromagnit inertsiya .

Elektromagnit induksiya qonuni (Faraday qonuni).

Emf pallasida sodir bo'lgan yopiq o'tkazuvchi kontur bilan qoplangan magnit oqimning o'zgarishining sababi nima bo'lishidan qat'i nazar. induksiya formula bilan aniqlanadi

Elektromagnit induksiyaning tabiati.

Emf paydo bo'lishiga olib keladigan jismoniy sabablarni aniqlashtirish uchun. Induksiya, biz ketma-ket ikkita holatni ko'rib chiqamiz.

1. Sxema doimiy magnit maydonda harakat qiladi.

harakat kuchi

Ushbu maydon tomonidan yaratilgan elektromotor kuch deyiladi elektromotor kuch induksiyasi . Bizning holatda

Bu erda minus belgisi qo'yiladi, chunki uchinchi tomon maydoni o'ng vida qoidasi bilan belgilangan ijobiy halqa bypassiga qarshi qaratilgan. Ish kontur maydonining o'sish tezligi (vaqt birligi uchun maydonning o'sishi), shuning uchun

qayerda

- kontaktlarning zanglashiga olib boradigan magnit oqimining ortishi.

Olingan natijani magnit maydon induksiya vektorining o'zboshimchalik bilan yo'nalishi holatiga umumlashtirish mumkin. kontur tekisligiga nisbatan va har qanday konturda doimiy bir hil bo'lmagan tashqi magnit maydonda o'zboshimchalik bilan harakatlanuvchi (va/yoki deformatsiyalanuvchi).

Shunday qilib, emfning qo'zg'alishi. o'zgarmas magnit maydonda kontaktlarning zanglashiga olib harakati paytida induksiya Lorentz kuchining magnit komponentining ta'siri bilan izohlanadi, proportsionaldir.

, bu o'tkazgich ko'chirilganda sodir bo'ladi.

2. O'zgaruvchan magnit maydonda sxema tinch holatda.

Induktiv oqimning eksperimental ravishda kuzatilgan paydo bo'lishi shuni ko'rsatadiki, bu holda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tashqi kuchlar paydo bo'ladi, ular hozirgi vaqtda vaqt o'zgaruvchan magnit maydon bilan bog'liq. Ularning tabiati qanday? Bu asosiy savolga javob Maksvell tomonidan berilgan.

Supero'tkazuvchilar dam olishda bo'lgani uchun, elektr zaryadlarining tartibli harakati tezligi

va shuning uchun proportsional magnit kuch

, ham nolga teng va endi zaryadlarni harakatga keltira olmaydi. Biroq, magnit kuchga qo'shimcha ravishda, faqat elektr maydonidan kuchga teng . Shuning uchun, bu haqda xulosa qilish qoladi elektr maydoni ta'sirida induksiyalangan oqim vaqt o'tishi bilan tashqi magnit maydon o'zgarganda paydo bo'ladi. Aynan shu elektr maydoni emfning paydo bo'lishi uchun javobgardir. qo'zg'almas zanjirdagi induksiya. Maksvellning so'zlariga ko'ra, vaqt o'zgaruvchan magnit maydon atrofdagi fazoda elektr maydonini hosil qiladi. Elektr maydonining paydo bo'lishi o'tkazuvchanlik zanjirining mavjudligi bilan bog'liq emas, bu faqat ushbu maydonning mavjudligini undagi indüksiyon oqimining paydo bo'lishi bilan aniqlash imkonini beradi.

So'zlash elektromagnit induksiya qonuni , Maksvell tomonidan berilgan, elektrodinamikaning eng muhim umumlashmalaridan biridir.

Vaqt o'tishi bilan magnit maydonning har qanday o'zgarishi atrofdagi fazoda elektr maydonini qo'zg'atadi .

Maksvell tushunchasida elektromagnit induksiya qonunining matematik formulasi quyidagi shaklga ega:

Kuchlanish vektor aylanishi bu maydon har qanday qattiq yopiq kontur bo'ylab ifoda bilan aniqlanadi

qayerda - kontaktlarning zanglashiga olib kiruvchi magnit oqimi .

Magnit oqimning o'zgarish tezligini ko'rsatish uchun foydalaniladi, qisman lotin belgisi kontaktlarning zanglashiga olib kelishini ko'rsatadi.

Vektor oqimi kontur bilan chegaralangan sirt orqali , ga teng

, shuning uchun elektromagnit induksiya qonunining ifodasini quyidagicha qayta yozish mumkin:

Bu Maksvell tenglamalar sistemasining tenglamalaridan biridir.

Vaqt o'zgaruvchan magnit maydon tomonidan qo'zg'atilgan elektr maydonining sirkulyatsiyasi nolga teng bo'lmaganligi, ko'rib chiqilayotgan elektr maydonini anglatadi. potentsial emas.U xuddi magnit maydon kabi girdob.

Umuman olganda, elektr maydoni potentsialning vektor yig'indisi (aylanmasi nolga teng bo'lgan statik elektr zaryadlari maydoni) va vorteks (vaqt bo'yicha o'zgaruvchan magnit maydon tufayli) elektr maydonlari bilan ifodalanishi mumkin.

Biz ko'rib chiqqan, elektromagnit induksiya qonunini tushuntiruvchi hodisalar asosida ularning fizik tabiatining umumiyligini aniqlashga imkon beradigan umumiy printsip yo'q. Shuning uchun bu hodisalar mustaqil, elektromagnit induksiya qonuni esa ularning birgalikdagi ta'siri natijasida ko'rib chiqilishi kerak. Eng ajablanarlisi shundaki, emf. kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induksiya har doim magnit oqimining o'zgarish tezligiga teng. Maydon ham o'zgargan hollarda va kontaktlarning zanglashiga olib magnit maydonidagi joylashuvi yoki konfiguratsiyasi, emf. induksiyani formula bo'yicha hisoblash kerak

Ushbu tenglikning o'ng tomonidagi ifoda magnit oqimining vaqtga nisbatan umumiy hosilasidir: birinchi atama magnit maydonning vaqt o'tishi bilan o'zgarishi bilan, ikkinchisi kontaktlarning zanglashiga olib borishi bilan bog'liq.

Aytish mumkinki, barcha holatlarda induksion oqim umumiy Lorents kuchidan kelib chiqadi

Induksion tokning qaysi qismi elektr tokidan kelib chiqadi va Lorents kuchining magnit komponentining qaysi qismiga bog'liq. mos yozuvlar tizimini tanlash.

Lorents va Amper kuchlarining ishi haqida.

Ishning aniq ta'rifidan kelib chiqadiki, magnit maydonda elektr zaryadiga ta'sir qiluvchi va uning tezligiga perpendikulyar kuch ish qila olmaydi. Biroq, oqim o'tkazuvchi o'tkazgich harakatlansa, u bilan birga zaryad olib yursa, Amper kuchi hali ham ishlaydi. Elektr dvigatellari buning aniq tasdig'idir.

Agar magnit maydonda o'tkazgichning harakati muqarrar ravishda elektromagnit induksiya hodisasi bilan birga bo'lishini hisobga olsak, bu qarama-qarshilik yo'qoladi. Shuning uchun, Amper kuchi bilan birga, ishlang elektr zaryadlari o'tkazgichda paydo bo'ladigan induksiyaning elektromotor kuchini ham bajaradi. Bu., to'liq ish Magnit maydonning kuchi Amper kuchiga bog'liq bo'lgan mexanik ish va o'tkazgichning harakatidan kelib chiqqan emfning ishidan iborat. Har ikkala asar ham mutlaq qiymat jihatidan teng, belgisi jihatidan qarama-qarshidir, shuning uchun ularning yig'indisi nolga teng. Darhaqiqat, magnit maydonda oqim o'tkazuvchi o'tkazgichning elementar siljishi paytida amper kuchining ishi tengdir.

, bir vaqtning o'zida emf induksiya ishlaydi

keyin to'liq ish

.

Amper kuchlari ishni doimiy qolishi mumkin bo'lgan tashqi magnit maydonning energiyasi tufayli emas, balki kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimni ushlab turadigan emf manbai tufayli amalga oshiradi.