Հաղորդավարի մեջ առաջացած էմֆ-ի առաջացում
Եթե տեղադրված է դիրիժորը և շարժիր այնպես, որ իր շարժման ընթացքում հատի դաշտի գծերը, ապա ա, որը կոչվում է induced emf:
Հաղորդիչում առաջանում է ինդուկտիվ ներուժ, նույնիսկ եթե դիրիժորն ինքնին մնում է անշարժ, և մագնիսական դաշտը շարժվում է՝ անցնելով հաղորդիչն իր ուժային գծերով:
Եթե դիրիժորը, որում ինդուկացված էմֆ-ն ինդուկտիվացված է, փակ է ցանկացած արտաքին շղթայի համար, ապա այս էմֆ-ի ազդեցությամբ հոսանք կոչվում է. ինդուկցիոն հոսանք.
EMF ինդուկցիայի ֆենոմենըհաղորդիչում, երբ այն հատվում է մագնիսական դաշտի գծերով, կոչվում է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա.
Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիան հակադարձ գործընթաց է, այսինքն՝ մեխանիկական էներգիան էլեկտրական էներգիայի փոխակերպում:
Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթը լայն կիրառություն է գտել Հայաստանում։ Տարբեր էլեկտրական մեքենաների նախագծումը հիմնված է դրա օգտագործման վրա:
Ինդուկացված էմֆ-ի մեծությունը և ուղղությունը
Եկեք հիմա դիտարկենք, թե ինչպիսին կլինի հաղորդիչում առաջացած EMF-ի մեծությունը և ուղղությունը:
Ինդուկացված էմֆ-ի մեծությունը կախված է դիրիժորը հատող դաշտային գծերի քանակից մեկ միավոր ժամանակում, այսինքն՝ դաշտում հաղորդիչի շարժման արագությունից:
Ինդուկացված էմֆ-ի մեծությունն ուղղակիորեն կախված է մագնիսական դաշտում հաղորդիչի շարժման արագությունից:
Ինդուկացված էմֆ-ի մեծությունը կախված է նաև հաղորդիչի այն մասի երկարությունից, որը հատվում է դաշտային գծերով։ Որքան մեծ մասը դիրիժորը հատվում է դաշտային գծերով, այնքան մեծ է ԷՄՖ-ն առաջանում դիրիժորի մեջ: Եվ վերջապես, որքան ուժեղ է մագնիսական դաշտը, այսինքն, որքան մեծ է դրա ինդուկցիան, այնքան մեծ է էմֆ-ը, որը հայտնվում է այս դաշտը հատող դիրիժորում:
Այսպիսով, ինդուկացված էմֆ-ի մեծությունը, որը տեղի է ունենում հաղորդիչում, երբ այն շարժվում է մագնիսական դաշտում, ուղիղ համեմատական է մագնիսական դաշտի ինդուկցիայի, հաղորդիչի երկարության և նրա շարժման արագությանը:
Այս կախվածությունը արտահայտվում է E = Blv բանաձևով,
որտեղ E-ն ինդուկտիվ emf-ն է; B - մագնիսական ինդուկցիա; I-ը դիրիժորի երկարությունն է; v-ը հաղորդիչի շարժման արագությունն է:
Պետք է հաստատապես հիշել, որ Մագնիսական դաշտում շարժվող հաղորդիչում ինդուկացված էմֆ առաջանում է միայն այն դեպքում, եթե այս հաղորդիչը հատվում է մագնիսական դաշտի գծերով:Եթե դիրիժորը շարժվում է դաշտային գծերի երկայնքով, այսինքն, չի անցնում, բայց կարծես սահում է դրանց երկայնքով, ապա դրա մեջ ոչ մի EMF չի առաջանում: Հետեւաբար, վերը նշված բանաձեւը վավեր է միայն այն դեպքում, երբ հաղորդիչը շարժվում է մագնիսական դաշտի գծերին ուղղահայաց:
Ինդուկացված EMF-ի ուղղությունը (ինչպես նաև հաղորդիչի հոսանքը) կախված է նրանից, թե որ ուղղությամբ է շարժվում հաղորդիչը: Ինդուկացված էմֆ-ի ուղղությունը որոշելու համար կա աջ ձեռքի կանոն.
Եթե ձեր աջ ձեռքի ափը պահում եք այնպես, որ մագնիսական դաշտի գծերը մտնեն դրա մեջ, իսկ թեքված բութ մատը ցույց է տալիս հաղորդիչի շարժման ուղղությունը, ապա երկարացված չորս մատները ցույց կտան ներազդեցված էմֆ-ի գործողության ուղղությունը և ուղղությունը: հոսանքը դիրիժորի մեջ.
Աջ ձեռքի կանոն
Ինդուկցիոն emf կծիկի մեջ
Մենք արդեն ասացինք, որ հաղորդիչում ինդուկտիվ էմֆ ստեղծելու համար անհրաժեշտ է շարժել կամ բուն հաղորդիչը, կամ մագնիսական դաշտը մագնիսական դաշտում։ Երկու դեպքում էլ հաղորդիչը պետք է հատվի մագնիսական դաշտի գծերով, հակառակ դեպքում EMF-ը չի առաջանա: Ինդուկացված EMF-ը և, հետևաբար, ինդուկտիվ հոսանքը կարելի է ձեռք բերել ոչ միայն ուղիղ հաղորդիչում, այլև կծիկի մեջ ոլորված հաղորդիչում:
Մշտական մագնիսի ներսում շարժվելիս դրա մեջ առաջանում է EMF այն պատճառով, որ մագնիսի մագնիսական հոսքը հատում է կծիկի պտույտները, այսինքն՝ ճիշտ այնպես, ինչպես ուղիղ հաղորդիչի դաշտում շարժվելիս։ մագնիսը.
Եթե մագնիսը դանդաղորեն իջեցվի կծիկի մեջ, ապա դրա մեջ առաջացող EMF-ն այնքան փոքր կլինի, որ սարքի ասեղը կարող է նույնիսկ չշեղվել: Եթե, ընդհակառակը, մագնիսը արագ մտցվի կծիկի մեջ, ապա ասեղի շեղումը մեծ կլինի։ Սա նշանակում է, որ ինդուկացված էմֆ-ի մեծությունը և, հետևաբար, կծիկի ընթացիկ ուժը կախված է մագնիսի շարժման արագությունից, այսինքն՝ դաշտային գծերի արագությամբ հատվում են կծիկի պտույտները: Եթե դուք այժմ հերթափոխով նույն արագությամբ կծիկի մեջ մտցնեք ուժեղ, իսկ հետո թույլ մագնիսը, ապա կնկատեք, որ ուժեղ մագնիսով սարքի սլաքը կշեղվի ավելի մեծ անկյան տակ: Նշանակում է, ինդուկացված էմֆ-ի մեծությունը և, հետևաբար, կծիկի ընթացիկ ուժը կախված է մագնիսի մագնիսական հոսքի մեծությունից:
Եվ վերջապես, եթե նույն մագնիսը ներմուծեք նույն արագությամբ, նախ՝ մեծ թվով պտույտներով կծիկի մեջ, այնուհետև զգալիորեն ավելի փոքր թվով, ապա առաջին դեպքում սարքի սլաքը կշեղվի ավելի մեծ անկյան տակ, քան երկրորդում. Սա նշանակում է, որ ինդուկացված էմֆ-ի մեծությունը և, հետևաբար, կծիկի ներկայիս ուժը կախված է դրա պտույտների քանակից: Նույն արդյունքները կարելի է ստանալ, եթե մշտական մագնիսի փոխարեն օգտագործվի էլեկտրամագնիս:
Կծիկի մեջ առաջացած էմֆ-ի ուղղությունը կախված է մագնիսի շարժման ուղղությունից: E. H. Lenz-ի կողմից հաստատված օրենքը պատմում է, թե ինչպես կարելի է որոշել ինդուկտիվ էմֆ-ի ուղղությունը:
Լենցի օրենքը էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի համար
Կծիկի ներսում մագնիսական հոսքի ցանկացած փոփոխություն ուղեկցվում է դրանում ինդուկցված էմֆ-ի ի հայտ գալով, և որքան արագ է փոխվում կծիկի միջով անցնող մագնիսական հոսքը, այնքան մեծ է դրա մեջ առաջանում էմֆ։
Եթե կծիկը, որում ստեղծվում է ինդուկացված էմֆ-ը, փակ է արտաքին շղթայի համար, ապա դրա պտույտներով հոսում է ինդուկտիվ հոսանք՝ հաղորդիչի շուրջ ստեղծելով մագնիսական դաշտ, որի պատճառով կծիկը վերածվում է էլեկտրամագնիսականի։ Պարզվում է, որ փոփոխվող արտաքին մագնիսական դաշտը կծիկի մեջ առաջացնում է ինդուկտիվ հոսանք, որն էլ իր հերթին ստեղծում է իր մագնիսական դաշտը կծիկի շուրջ՝ ընթացիկ դաշտը։
Ուսումնասիրելով այս երևույթը, E. H. Lenz-ը ստեղծեց օրենք, որը որոշում է կծիկի մեջ ինդուկտիվ հոսանքի ուղղությունը և, հետևաբար, ինդուկացված էմֆ-ի ուղղությունը: Սադրված էմֆը, որը տեղի է ունենում կծիկի մեջ, երբ մագնիսական հոսքը փոխվում է դրանում, կծիկի մեջ ստեղծում է հոսանք այնպիսի ուղղությամբ, որ այս հոսանքով ստեղծված կծիկի մագնիսական հոսքը կանխում է արտաքին մագնիսական հոսքի փոփոխությունը:
Լենցի օրենքը վավեր է հաղորդիչների մեջ հոսանքի ինդուկցիայի բոլոր դեպքերի համար՝ անկախ հաղորդիչների ձևից և արտաքին մագնիսական դաշտի փոփոխության ձևից։
Երբ մշտական մագնիսը շարժվում է գալվանոմետրի տերմինալներին միացված մետաղալարերի կծիկի համեմատ, կամ երբ կծիկը շարժվում է մագնիսի համեմատ, առաջանում է ինդուկտիվ հոսանք:
Զանգվածային հաղորդիչների մեջ ինդուկցիոն հոսանքներ
Փոփոխվող մագնիսական հոսքը ի վիճակի է դրդել էմֆ ոչ միայն կծիկի պտույտներում, այլև զանգվածային մետաղական հաղորդիչների մեջ: Մագնիսական հոսքը, ներթափանցելով զանգվածային հաղորդիչի հաստությամբ, առաջացնում է էմֆ դրա մեջ՝ առաջացնելով ինդուկտիվ հոսանքներ։ Այս այսպես կոչվածները տարածվում են զանգվածային հաղորդիչի երկայնքով և կարճ միացում են ունենում դրա մեջ։
Տրանսֆորմատորների միջուկները, տարբեր էլեկտրական մեքենաների և սարքերի մագնիսական սխեմաները հենց այն զանգվածային հաղորդիչներն են, որոնք ջեռուցվում են դրանցում առաջացող ինդուկցիոն հոսանքներով: Այս երևույթը անցանկալի է, հետևաբար, ինդուկտիվ հոսանքների մեծությունը նվազեցնելու համար էլեկտրական մեքենաների և տրանսֆորմատորային միջուկների մասերը զանգվածային չեն, այլ բաղկացած են բարակ թերթերից՝ միմյանցից մեկուսացված թղթով կամ մեկուսիչ լաքի շերտով: Դրա շնորհիվ հաղորդիչի զանգվածի միջով պտտվող հոսանքների տարածման ուղին արգելափակված է։
Բայց երբեմն գործնականում պտտվող հոսանքները նույնպես օգտագործվում են որպես օգտակար հոսանքներ։ Օրինակ, էլեկտրական չափիչ գործիքների շարժական մասերի այսպես կոչված մագնիսական կափույրների աշխատանքը հիմնված է այդ հոսանքների օգտագործման վրա:
Էլեկտրաշարժիչ ուժի (EMF) տեսքը մագնիսական դաշտում շարժվող մարմիններում հեշտ է բացատրել, եթե հիշենք Լորենցի ուժի գոյությունը։ Թող ձողը շարժվի ինդուկցիայի հետ միասնական մագնիսական դաշտում Նկ. 1: Թող գավազանի () շարժման արագության ուղղությունը և ուղղահայաց լինեն միմյանց:
Ձողի 1-ին և 2-րդ կետերի միջև առաջանում է EMF, որն ուղղված է 1-ին կետից մինչև 2-րդ կետը: Ձողի շարժումը դրական և բացասական լիցքերի շարժումն է, որոնք այս մարմնի մոլեկուլների մաս են կազմում: Լիցքերը մարմնի հետ միասին շարժվում են ձողի շարժման ուղղությամբ։ Մագնիսական դաշտը ազդում է լիցքերի վրա՝ օգտագործելով Լորենցի ուժը՝ փորձելով դրական լիցքերը տեղափոխել դեպի կետ 2, իսկ բացասական լիցքերը՝ դեպի ձողի հակառակ ծայրը։ Այսպիսով, Լորենցի ուժի գործողությունը առաջացնում է ինդուկացված էմֆ:
Եթե մետաղական ձողը շարժվում է մագնիսական դաշտում, ապա դրական իոնները, որոնք տեղակայված են բյուրեղային ցանցի հանգույցներում, չեն կարող շարժվել ձողի երկայնքով: Այս դեպքում շարժական էլեկտրոնները ավելցուկ են կուտակվում ձողի վերջում` 1-ին կետի մոտ: Ձողի հակառակ ծայրը էլեկտրոնների պակաս կունենա: Լարումը, որը հայտնվում է, որոշում է ինդուկացված էմֆ-ը:
Եթե շարժվող ձողը պատրաստված է դիէլեկտրիկից, ապա Լորենցի ուժի ազդեցության տակ լիցքերի տարանջատումը հանգեցնում է դրա բևեռացմանը։
Ինդուկացված էմֆ-ը զրո կլինի, եթե հաղորդիչը շարժվի վեկտորի ուղղությանը զուգահեռ (այսինքն՝ անկյունը զրոյական է):
Ինդուկցիոն emf ուղիղ հաղորդիչում, որը շարժվում է մագնիսական դաշտում
Եկեք ստանանք ինդուկցված էմֆ-ի հաշվարկման բանաձև, որը տեղի է ունենում l երկարությամբ ուղիղ հաղորդիչում, որը շարժվում է իրեն զուգահեռ մագնիսական դաշտում (նկ. 2): Թող v լինի հաղորդիչի ակնթարթային արագությունը, ապա ժամանակի ընթացքում այն կնկարագրի մի տարածք, որը հավասար է.
Այս դեպքում դիրիժորը կանցնի մագնիսական ինդուկցիայի բոլոր գծերը, որոնք անցնում են բարձիկի միջով: Մենք ստանում ենք, որ մագնիսական հոսքի փոփոխությունը () այն շղթայի միջոցով, որի մեջ մտնում է շարժվող հաղորդիչը.
որտեղ է տարածքին ուղղահայաց մագնիսական ինդուկցիայի բաղադրիչը: Եկեք (2) արտահայտությունը փոխարինենք էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի հիմնական օրենքի մեջ.
Այս դեպքում ինդուկցիոն հոսանքի ուղղությունը որոշվում է Լենցի օրենքով։ Այսինքն՝ ինդուկցիոն հոսանքն ունի այնպիսի ուղղություն, որ հաղորդիչի վրա ազդող մեխանիկական ուժը դանդաղեցնում է հաղորդիչի շարժումը։
Ինդուկցիոն emf հարթ կծիկի մեջ, որը պտտվում է մագնիսական դաշտում
Եթե հարթ կծիկը պտտվում է միատեսակ մագնիսական դաշտում, ապա նրա պտույտի անկյունային արագությունը հավասար է , պտտման առանցքը գտնվում է կծիկի հարթության մեջ և , ապա ինդուկտացված էմֆ կարելի է գտնել հետևյալ կերպ.
որտեղ S-ը կծիկով սահմանափակված տարածքն է. - կծիկի ինքնահոսքի հոսք; - անկյունային արագություն; () - եզրագծի պտտման անկյուն: Հարկ է նշել, որ (5) արտահայտությունը վավեր է, երբ պտտման առանցքը արտաքին դաշտի վեկտորի ուղղության հետ ուղիղ անկյուն է կազմում։
Եթե պտտվող շրջանակն ունի N պտույտներ, և դրա ինքնահոսքը կարող է անտեսվել, ապա.
Խնդիրների լուծման օրինակներ
ՕՐԻՆԱԿ 1
| Զորավարժություններ | Երկրի մագնիսական դաշտում ուղղահայաց տեղադրված մեքենայի ալեհավաքը շարժվում է արևելքից արևմուտք: Ալեհավաքի երկարությունը m է, շարժման արագությունը՝ . Որքա՞ն կլինի հաղորդիչի ծայրերի միջև եղած լարումը: |
| Լուծում | Ալեհավաքը բաց հաղորդիչ է, հետևաբար, դրա մեջ հոսանք չի լինի, ծայրերում լարումը հավասար է ինդուկացված էմֆ-ին. Միջին լայնությունների համար ալեհավաքի շարժման ուղղությանը ուղղահայաց Երկրի դաշտի մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի բաղադրիչը մոտավորապես հավասար է T-ին։ |
Երբ ուղիղ հաղորդիչը շարժվում է մագնիսական դաշտում, հաղորդիչի ծայրերում առաջանում է է.մ. դ.ս. ինդուկցիա. Այն կարելի է հաշվարկել ոչ միայն բանաձևով, այլ նաև e. դ.ս.
ինդուկցիա ուղիղ հաղորդիչում: Դա դուրս է գալիս այսպես. Եկեք հավասարեցնենք (1) և (2) § 97 բանաձևերը.
BIls = EIΔt,այստեղից
Որտեղ s/Δt=vհաղորդիչի շարժման արագությունն է։ Ուստի էլ. դ.ս. ինդուկցիա, երբ հաղորդիչը շարժվում է մագնիսական դաշտի գծերին ուղղահայաց
E = Blv.
Եթե հաղորդիչը շարժվում է v արագությամբ (նկ. 148, ա), որն ուղղված է ինդուկցիոն գծերին α անկյան տակ, ապա v արագությունը քայքայվում է v 1 և v 2 բաղադրիչների։ Բաղադրիչն ուղղված է ինդուկցիոն գծերի երկայնքով և չի առաջացնում արտանետում դրա մեջ, երբ դիրիժորը շարժվում է: դ.ս. ինդուկցիա. Դիրիժորում էլ. դ.ս. առաջանում է միայն բաղադրիչի շնորհիվ v 2 = v sin α, ուղղահայաց ուղղահայաց ինդուկցիոն գծերին: Այս դեպքում էլ. դ.ս. ինդուկցիան կլինի
E = Blv sin α.
Սա բանաձեւն է e. դ.ս. ինդուկցիա ուղիղ հաղորդիչում:
Այսպիսով, Երբ ուղիղ հաղորդիչը շարժվում է մագնիսական դաշտում, դրա մեջ առաջանում է e: դ.ս., որի արժեքը ուղիղ համեմատական է հաղորդիչի ակտիվ երկարությանը և նրա շարժման արագության նորմալ բաղադրիչին։
Եթե մեկ ուղիղ հաղորդիչի փոխարեն վերցնենք շրջանակ, ապա երբ այն պտտվում է միատեսակ մագնիսական դաշտում, կհայտնվի e. դ.ս. նրա երկու կողմերում (տե՛ս նկ. 138): Այս դեպքում էլ. դ.ս. ինդուկցիան կլինի E = 2 Blv sin α. Այստեղ l-ն շրջանակի մեկ ակտիվ կողմի երկարությունն է: Եթե վերջինս բաղկացած է n պտույտից, ապա դրանում առաջանում է e։ դ.ս. ինդուկցիա
E = 2nBlv sin α.
Ինչ հ. դ.ս. ինդուկցիան կախված է շրջանակի պտտման v արագությունից և մագնիսական դաշտի ինդուկցիայի B-ից, որը կարելի է տեսնել այս փորձից (նկ. 148, բ): Երբ հոսանքի գեներատորի ամրացումը դանդաղ է պտտվում, լամպը թույլ լուսավորվում է. տեղի է ունեցել ցածր արտանետում: դ.ս. ինդուկցիա. Քանի որ արմատուրայի պտտման արագությունը մեծանում է, լամպը ավելի պայծառ է այրվում. առաջանում է ավելի մեծ e: դ.ս. ինդուկցիա. Արմատուրայի ռոտացիայի նույն արագությամբ մենք հեռացնում ենք մագնիսներից մեկը՝ դրանով իսկ նվազեցնելով մագնիսական դաշտի ինդուկցիան։ Լույսը թույլ է վառվում՝ էհ. դ.ս. ինդուկցիան նվազել է.
Խնդիր 35.Ուղիղ դիրիժորի երկարությունը 0,6 մմիացված է ընթացիկ աղբյուրին ճկուն հաղորդիչներով, օրինակ. դ.ս. ում 24 Վև ներքին դիմադրություն 0,5 օմ.Հաղորդավարը գտնվում է միատեսակ մագնիսական դաշտում՝ ինդուկցիայի հետ 0,8 տլ,որոնց ինդուկցիոն տողերն ուղղված են դեպի ընթերցողը (նկ. 149): Ամբողջ արտաքին շղթայի դիմադրությունը 2,5 օմ. Որոշեք հաղորդիչի ընթացիկ ուժը, եթե այն արագությամբ շարժվում է ինդուկցիոն գծերին ուղղահայաց 10 մ/վրկ.Որքա՞ն է ընթացիկ ուժը անշարժ հաղորդիչում:
ՇԱՐԺՎԵԼ ԴԱՇՏՈՒՄ
Ժամանակակից մեքենաներում՝ գեներատորներում, EMF-ի արտադրությունը հիմնված է հենց նոր քննարկված օրենքի վրա: Այնուամենայնիվ, ի տարբերություն նախորդ պարբերության օրինակների, էլեկտրական մեքենաներում մագնիսական հոսքի փոփոխություն տեղի է ունենում մագնիսական դաշտում հաղորդիչի շարժման պատճառով:
Պատկերացնենք, որ մեծ էլեկտրամագնիսի բևեռների միջև նեղ բացվածքում կա հաստ մետաղալարից թեքված կոշտ ուղղանկյուն շրջանակի մի մասը (նկ. 2.28 և 2.29): Այս շրջանակն ամբողջությամբ փակված չէ, և դրա ծայրերը միացված են ճկուն լարով։ Լարը միացված է գալվանոմետրին: Երբ շրջանակը շարժվում է սլաքով նշված ուղղությամբ, շրջանակին միացված մագնիսական հոսքը կփոխվի: Երբ մագնիսական հոսքը փոխվում է, էմֆ առաջանում է: EMF-ի մեծությունը կարելի է դատել գալվանոմետրի ասեղի շեղումից:
Բրինձ. 2.28. Կոշտ մետաղալարից պատրաստված շրջանակը մղվում է էլեկտրամագնիսի բևեռների միջև ընկած բացը: Շրջանակի միացումը փակված է գալվանոմետրին միացված լարերով
Բրինձ. 2.29. Նույնը, ինչպես նկ. 2.28, բայց պարզության համար էլեկտրամագնիսի վերին մասը (հարավ բևեռը) ցույց չի տրվում: Սլաքը v ցույց է տալիս շրջանակի շարժման ուղղությունը: Շրջանակի լայնությունը նշվում է I տառով: Չափը a ցույց է տալիս, թե որքան խորն է շրջանակը մղված բնիկի մեջ: Մագնիսական դաշտը ցուցադրվում է մի շարք նետերով
Նկ. 2.29, նկարի պարզության համար էլեկտրամագնիսի վերին մասը (հարավային բևեռը) ընդհանրապես ցուցադրված չէ: Նույն նկարում մագնիսական դաշտը պատկերված է մի շարք փոքր նետերով։ Բևեռների միջև ընկած դաշտն ուղղված է ճիշտ այնպես, ինչպես ցույց են տալիս փոքր սլաքները: Բևեռների միջև ընկած տարածության մեջ դաշտն ունի մշտական ինդուկցիա: Երբ հեռանում ես բևեռներից, դաշտը շատ արագ թուլանում է: Կարելի է նույնիսկ հանգիստ ենթադրել, որ բացից դուրս դաշտ չկա։
Հաշվենք շրջանակի ծածկած մագնիսական հոսքը Ф.
Դա անելու համար անհրաժեշտ է մագնիսական ինդուկցիան B բազմապատկել շրջանակի տարածքի այն մասով, որը գտնվում է բևեռների միջև:
Եթե շրջանակն ունի I լայնություն և ձգվում է մինչև a խորություն (նկ. 2.29), ապա դաշտի թափանցած S տարածքը
Շրջանակին միացված մագնիսական հոսք
Որքան խորը հետ քաշվի շրջանակը, այնքան մեծ է հոսքը:
Թող շրջանակը հասնի բևեռի լայնության կեսին, ինչպես ցույց է տրված նկարում: Այս դեպքում դրա հետ կապված հոսքը պատկերված է 16 տողով։ Շրջանակը տեղափոխենք էլ ավելի խորը, որպեսզի այն հասնի ձողի լայնության 3/4-ին։ Այնուհետեւ հոսքն արդեն բաղկացած կլինի 24 տողից։ Երբ շրջանակը ծածկում է ամբողջ բևեռը, հոսքը կավելանա մինչև 32 տող:
Բայց ո՞րն է հոսքի աճի տեմպերը:
Դա, իհարկե, կախված է այն արագությունից, որով շրջանակը շարժվում է բևեռների միջև ընկած բացը:
Բայց հնարավոր է ավելի ճշգրիտ որոշել հոսքի ավելացման տեմպերը:
Շրջանակը բանաձևով տեղափոխելիս
փոխվում է միայն a չափը (խորությունը, որով կադրը հետ է քաշվում), ինչը նշանակում է, որ AF հոսքի փոփոխությունը կախված է տվյալ չափսի փոփոխությունից a.
Ժամանակի ընթացքում այս չափի աճը կարող է ներկայացվել հետևյալ բանաձևով.
որտեղ է շրջանակի շարժման արագությունը:
Բայց եթե մենք գիտենք a չափի փոփոխությունը (այսինքն), ապա դժվար չէ հաշվարկել հոսքի համապատասխան փոփոխությունը ().
Այսպիսով, մենք գրեթե ավարտել ենք ինդուկացված emf-ի բանաձևը: Մեզ անհրաժեշտ է միայն որոշել հոսքի փոփոխության արագությունը:Բաժանելով վերջին հավասարության ձախ և աջ կողմերը՝ գտնում ենք.
Սա EMF-ի հաշվարկման բանաձևն է.
առաջացած ուղիղ հաղորդիչում, որը շարժվում է մագնիսական դաշտում արագությամբ
Ստացված բանաձևը վավեր է, երբ՝ 1) հաղորդիչը գտնվում է մագնիսական դաշտի ուղղության և արագության ուղղության վրա, և 2) արագությունը նույնպես ուղիղ անկյուն է կազմում դաշտի ուղղության նկատմամբ։
Այստեղ ներկայացված եզրակացությունները վավեր են նաև այն դեպքում, երբ լարը անշարժ է, և բևեռներն իրենք են շարժվում իրենց ստեղծած մագնիսական դաշտի հետ մեկտեղ։
Մենք գտանք շրջանակի շարժման բանաձևը և այն կիրառեցինք որպես էմֆ-ի բանաձև, որն առաջացել է ուղիղ հաղորդիչում, որը շարժվում է դաշտով մեկ: Հեշտ է բացատրել դրա պատճառները. արագության ուղղությանը զուգահեռ տեղակայված կողային լարերում EMF չի առաջանում: Ամբողջ emf-ն առաջանում է l երկարությամբ լայնակի մետաղալարով, որը շարժվում է մագնիսական դաշտում:
Իրականում, եթե այս լայնակի մետաղալարը դուրս գա դաշտից այն կողմ, ապա շրջանակի հետագա շարժման դեպքում դրա հետ կապված հոսքը կհասնի իր առավելագույն արժեքին (32 տող) և չի փոխվի: Իհարկե, միայն այնքան ժամանակ, մինչև շրջանակի հետևի կողմը տեղավորվի բևեռների միջև ընկած բացվածքի մեջ: Սա նշանակում է, որ ոչ մի EMF չի առաջանում կողային լարերում (զուգահեռ), նույնիսկ երբ դրանք շարժվում են մագնիսական դաշտում:
Բրինձ. 2.30. Աջ ձեռքի կանոն
Աջ ձեռքի կանոն. Լարի շարժման ժամանակ առաջացած EMF-ի ուղղությունը կարելի է որոշել՝ օգտագործելով աջ կողմի կանոնը (նկ. 2.30).
եթե աջ ձեռքը դրված է այնպես, որ դաշտի գծերը մտնեն ափի մեջ, իսկ թեքված բութ մատը համընկնում է շարժման ուղղության հետ, ապա չորս երկարացված մատները ցույց են տալիս առաջացած էմֆ-ի ուղղությունը:
Ինդուկացված EMF-ի ուղղությունը այն ուղղությունն է, որով հոսանքը պետք է հոսի փակ շղթայում իր գործողության ներքո:
Հեշտ է ստուգել, որ աջ ձեռքի կանոնը լիովին համապատասխանում է Լենցի կանոնին: Ընթերցողին թողնում ենք, որ ինքը համոզվի։
Օրինակ. Բևեռների միջև շարժվում է մետաղալար, ինչպես ցույց է տրված Նկ. 2.28 և 2.29. Մագնիսական ինդուկցիա 1.2 Տեսլա: Լարի երկարությունը. Արագություն Գտեք լարում առաջացած էմֆ-ը:
Լուծում. Ըստ բանաձևի
Իհարկե, նման EMF-ը լարում առաջանում է միայն այն ժամանակահատվածում, երբ մետաղալարը գտնվում է բևեռների միջև:
Մագնիսական դաշտերը, արագությունները և չափերը, որոնք նման են այս օրինակում ներկայացվածներին, կարելի է գտնել էլեկտրական մեքենաներում:
Էլեկտրական և մագնիսական երևույթների փոխհարաբերությունները միշտ հետաքրքրել են ֆիզիկոսներին։ անգլիացի ֆիզիկոս Մայքլ Ֆարադեյլիովին վստահ էր էլեկտրական և մագնիսական երևույթների միասնության մեջ։ Նա պատճառաբանեց, որ էլեկտրական հոսանքը կարող է մագնիսացնել երկաթի կտորը։ Արդյո՞ք մագնիսն իր հերթին չի կարող էլեկտրական հոսանք առաջացնել: Այս խնդիրը լուծված է։
Եթե հաղորդիչը շարժվում է հաստատուն մագնիսական դաշտում, ապա նրա ներսում գտնվող ազատ էլեկտրական լիցքերը նույնպես շարժվում են (դրանց վրա գործում է Լորենցի ուժը)։ Դրական լիցքերը կենտրոնացած են հաղորդիչի (լարի) մի ծայրում, մյուսում՝ բացասական: Պոտենցիալ տարբերություն է առաջանում. EMF էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա. Հաստատուն մագնիսական դաշտում շարժվող հաղորդիչում ինդուկացված էմֆ առաջացման երեւույթը կոչվում է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթ.
Ինդուկցիոն հոսանքի ուղղությունը որոշելու կանոն (աջ ձեռքի կանոն).
Մագնիսական դաշտում շարժվող հաղորդիչում առաջանում է ինդուկտացված էմֆ; ընթացիկ էներգիան այս դեպքում որոշվում է Ջուլ-Լենց օրենքի համաձայն.
Արտաքին ուժի կողմից կատարված աշխատանք՝ հոսանք կրող հաղորդիչը մագնիսական դաշտում տեղափոխելու համար
Ինդուկցիոն EMF շղթայում
Դիտարկենք հաղորդիչ սխեմայի (կծիկի) միջոցով մագնիսական հոսքի փոփոխությունը։ Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի ֆենոմենը հայտնաբերվել է փորձնականորեն.
Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքը (Ֆարադեի օրենք).Շղթայում առաջացող էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի emf-ն ուղիղ համեմատական է դրա միջով մագնիսական հոսքի փոփոխության արագությանը:
