Электромагнитная индукция

treugoma.ru › Учебник › Превращение механической энергии в электрическую. электромагнитная индукция › 

Электромагнитная индукция

Если в магнитном поле перемещается проводник таким образом, что он пересекает магнитные силовые линии, то в нем индуктируется э.д.с. Направление этой э.д.с. определяют по правилу правой руки (рис.№1) : если ладонь правой руки расположить в магнитном поле так, чтобы силовые линии были направлены в ладонь, а большой палец ладонь, а большой палец указывал направление перемещения проводника, то остальные четыре вытянутых пальца покажут направление индуктируемой э.д.с.

Значение индуктируемой э.д.с. Е (В) в прямолинейном проводнике пропорционально значению магнитной индукции В (Т) , скорости перемещения проводника v (м/с) и активной длине l (м) проводника, которая пересекается магнитными силовыми линиями:

(1);

Если проводник пересекает магнитные силовые линии под некоторым углом (рис. 2), то индуктируемая э.д.с.

(2);

Если угол =0, то sin =0 и э.д.с. Е=0 . В этом случае проводник перемещается вдоль магнитных силовых линий, не пересекая их.

Если внутри катушки перемещают магнит, как это показано на рисунке 3 (а), то витки катушки пересекаются магнитными силовыми линиями и в них индуктируется э.д.с. Направление тока в замкнутой цепи показывает чувствительный измерительный прибор. При неподвижном магните витки не пересекаются магнитными силовыми линиями и э.д.с. в них не наводится. При обратном движении магнита (рис.3.б) направление наводимой в витках э.д.с. изменяется. Максимальное отклонение стрелка измерительного прибора испытывает при прохождении полюса магнита в центре катушки.

Если перемещать катушку 2 в магнитном поле катушку 1, в которой протекает тое (рис. 4) , то в результате изменения суммарного магнитного потока, охватывающего витки катушки 2, в ней индуктируется э.д.с. , направление которого зависит от направления перемещения катушки. Значения э.д.с. будет от числа витков в этой катушке, от скорости перемещения катушки 2 относительно катушки 1, от диэлектрической проницаемости материала сердечника катушки 2 и от направления перемещения катушки 2, от которого зависит скорость изменения числа магнитных силовых линий, охватываемых сердечником катушки 2.

Когда катушки неподвижны одна относительно другой, а в катушке 1 изменяют силу тока, например включая и выключая его, то в результате появления и исчезновения магнитного поля, которое воздействует на витки катушки 2, в ней возникает э.д.с.

Если ток в катушке 1 не меняется, то неизменен и магнитный поток охватывающий катушку 2, и э.д.с. в ней не индуктируется. Когда к катушке 1 подведен переменный ток, например промышленной частоты 50 Гц, во второй катушке индуктируется э.д.с., меняющая свое направление с такой же частотой.

В замкнутой электрической цепи с наведенной в ней э.д.с. течет индуктированный ток. Направление этого тока устанавливают по правилу Ленца: индуктированный в проводнике (контуре) ток направлен направлен всегда таким образом, что его магнитное поле противодействует причине , вызвавшей возникновение тока. Иными словами , правило Ленца показывает, что ток, индуктированный в замкнутой цепи, образует свое собственное магнитное поле, направление которого противоположно направлению основного –первичного магнитного поля, породившего этот ток.

Электродвижущая сила, индуктируемая в катушке, с учетом правила Ленца может быть выражена следующей формулой:

(3);

где Ф-величина на которую меняется поток, охватывающий витки катушки , за отрезок времени t; w – число витков в катушке.

Знак минус в соответствии с правилом Ленца учитывает противодействующее влияние индуктированной э.д.с. Поскольку ток, индуктированный в проводнике (контуре), возникает всякий раз такого направления, при котором он противодействует причине, вызвавшей его, то необходимо прилагать определенное усилие, чтобы перемещать замкнутый контур в магнитном поле.

Это усилие можно определить исходя из следующих соображений. Механическая мощность Рм (Вт), необходимая для перемещения со скоростью v (м/с) которому приложена сила F (H),

(4)

По закону сохранения энергии эта мощность должна быть равна электрической мощности в контуре, в котором индуктируется э.д.с. Е и протекает ток I:

(5)

откуда

(6)

но

Тогда , подставляя значение Е в формулу №6, получим:

(7)



Опубликовать


Если вам понравилась эта статья, разместите ссылку у себя на сайте или форуме. Для этого скопируйте текст, расположенный ниже:

Ссылка на статью для форума (bbcodes):
[url=http://treugoma.ru/book/prevrashenie-mehanicheskoi-energii/elektromagnitnaa-indukcia/]Электромагнитная индукция[/url]
html ссылка:
<a target="_blank" title="Электромагнитная индукция" href="http://treugoma.ru/book/prevrashenie-mehanicheskoi-energii/elektromagnitnaa-indukcia/">Электромагнитная индукция</a>


Поиск по сайту

© 2010 - 2017 treugoma.ru


Warning: include_once(/home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/cnstats/cnt.php) [function.include-once]: failed to open stream: Нет такого файла или каталога in /home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/netcat/index.php(67) : eval()'d code on line 168

Warning: include_once() [function.include]: Failed opening '/home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/cnstats/cnt.php' for inclusion (include_path='/home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/netcat/require/lib/') in /home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/netcat/index.php(67) : eval()'d code on line 168