Законът за електромагнитната индукция (закон на Фарадей)

Начало | За нас | обратна връзка

В резултат на многобройни експерименти, Фарадей създадена основния количествен закона за електромагнитната индукция. Той показва, че всеки път, когато има промяна верига свързан с магнитен поток, индукционния ток възниква във веригата. Появата на индуциран ток показва наличието на електродвижещата сила в схема нарича електромагнитна индукция електродвижеща сила. Фарадей установено, че стойността на Ei електромагнитна индукция електродвижеща сила, пропорционално на скоростта на изменение на магнитния поток:

където K - пропорционалност коефициент в зависимост от избора на мерни единици.

В SI единици коефициент К = 1, т.е.

Тази формула представлява право на индукция на Фарадей. знак минус в тази формула съответства на правилото (акт) Ленц.

Закон на Фарадей могат също да бъдат формулирани както следва: електромагнитна индукция на EMF във веригата Ei числено равно и противоположно на скоростта на изменение на магнитния поток през повърхност, ограничена от това контур. Това е универсален закон: EMF Ei е независимо от промяната на магнитния поток.

знак минус в (27.2) показва, че увеличава потока (> 0) причинява EMF Ei <0, т.е. магнитный поток индукционного тока направлен навстречу потоку, вызвавшему его; уменьшение потока ( <0) вызывает Ei> 0 т. Е. посоката на потока на магнитната индукция и текущия поток, причинено то съвпадат. знак минус във формулата (27.2) е математически израз на правилото на Ленц - общото правило за намиране на посоката на индуцирания ток (и следователно на знака с индуцирана EMF), получен в 1833 член Lenz: индукция ток е винаги насочени така, че да се противопостави причина разговори му , С други думи, индуцирания ток генерира магнитен поток, предотвратяване на магнитния поток промяната, на едн обаждащия предизвикана.

Предизвикано едн се изразява във волтове (V). Всъщност това, че устройството на магнитния поток е Weber (Wb), ние получаваме:

Ако затворен кръг, при което индуцира EMF индукцията се състои от N намотки че Ei ще е равна на сумата от едн индуцирано във всяка от бобините. И ако магнитния поток, която всяка намотка е същото и е F, общият поток през повърхността бобини п е (Nb) - общо магнитен поток (поток връзка). В този случай, предизвикан едн е равно на:

Формула (27.2) изразява закона на електромагнитната индукция по общ начин. Тя е приложима както за фиксирани контури и движещ проводник в магнитно поле. Входящ него производно на магнитния поток по отношение на времето, като цяло, се състои от две части, едната от които е причинена от промяна на магнитната индукция с времето, а другата - за движение контур отношение на магнитното поле (или деформация). Помислете за някои примери за прилагането на този закон.

ПРИМЕР 1 Прав дължина проводник L се движи успоредно на себе си в постоянно магнитно поле (Фигура 38). Този проводник може да бъде част от затворен контур, останалите части, които са в покой. Ние считаме, EMF, която се проявява в Windows Explorer.

Ако моментната стойност на скоростта на тел разполага с. по време DT го описват DS площ = L х о х DT, и през това време всички пресича линии на магнитната индукция, минаваща през DS. Следователно, промяната на магнитния поток през веригата, която включва подвижна проводник е DF = Вп х L х о х DT. Тук Вп - компонент на магнитната индукция, перпендикулярна на DS. Заместването на тази в (27.2) получаваме големината на ЕМП:

Посоката на индуцирания ток и знака на ЕВФ определя от правилото на Ленц: индуцирания ток във веригата винаги има посока, така че магнитното поле, произведено от тях не позволява промяната на магнитния поток, който причинява индуцирания ток. В някои случаи определянето на индукция текущата посока (полярност EMF индукция) съгласно други формулиращи правила Lenz: индуциране на ток в движещ проводник е насочен така, че полученият ампера сила е противоположна на вектора на скоростта (забавя движение).

Нека разгледаме числен пример. Вертикална проводник (антена превозно средство) на дължина L = 2m се движи от изток на запад със скорост в магнитно поле на Земята, V = 72 km / h = 20 м /. Изчисляваме напрежението между краищата на проводника. Тъй като диригент е отворен, токът в нея няма да бъде в краищата и напрежението ще бъде равна на индукцията на ЕМП. Като се има предвид, че хоризонталният компонент на магнитната индукция поле на Земята (т.е. компонент, перпендикулярна на посоката на движение) за средните ширини равни на 2 х 10 -5 Т, като се използва формулата (27.4) намираме

U = Вп х L х V = 2 х 10 -5 х 20 х 2 = 0,8 х 10 -3,

т.е. около 1 мВ. Магнитното поле на Земята се насочва от юг на север. Ето защо, ние откриваме, че ЕВФ е насочено от горе на долу. Това означава, че долният край на телта ще имат по-висок потенциал (положително заредени), а горната - ниска (отрицателно заредена).

Пример 2 В магнитното поле е затворен контур тел пермеат поток F. приемем, че този поток се намалява до нула и се изчислява общото количество на зареждане преминава през веригата. Моментната стойност на напрежението в процеса на изчезване на магнитния поток, се изразява с формулата (27.2). Следователно, според закона на Ом, моментната стойност на мощността на тока е

където R - общото съпротивление на веригата.

Количеството на заряд преминал е равно на

Тази връзка изразява закона на електромагнитната индукция във форма Фарадей установено, че от експерименти заключи, че количеството на заряд преминава през веригата, е пропорционален на общия брой на линиите на потока преминава от проводника (т.е., промяна на магнитния поток F1 -F2), и обратно пропорционална R. съпротивление верига съотношението (27.6), дава възможност да се определи магнитен поток SI единици: Weber - магнитен поток, в който намаляването на нула в съставни верига с него една ома импеданс преминава заряд 1 Cl.

Според закона за електромагнитната индукция вид електродвижещо възможно в случай на фиксирана линия на Фарадей, който се намира в променливо магнитно поле. Въпреки това, силата на Лоренц на фиксираните такси, не е валидно, така че в този случай не може да бъде причина за предизвикана от ЕМП. Максуел за разясняване на едн, предизвикана от фиксираните проводници Предполага се, че всяка променлива магнитно поле в околното пространство вълнува вихрови електрическо поле, което е причина за индуцирания ток в проводника. Circulation на вектора на силата на полето съгласно всяка неподвижна проводник линия L е електромагнитна индукция електродвижеща сила:

Линии соленоидни интензитет на електрическото поле са затворени криви, така че преместването такса в соленоидни електрическо поле в един затворен кръг се появява различна от нула работа. Това е в контраст соленоидни електрическо поле на електростатични линии на напрежение, които започват и завършват на обвиненията.