Faraday induktsiooni emf seadus trafodele. Elektromagnetilise induktsiooni seadus (Faraday seadus)

Arvukate katsete tulemusena kehtestas Faraday elektromagnetilise induktsiooni kvantitatiivse põhiseaduse. Ta näitas, et iga kord, kui ahelaga ühendatud magnetilise induktsiooni voos muutub, ilmub ahelasse indutseeritud vool. Induktsioonivoolu esinemine näitab elektromotoorjõu olemasolu ahelas, mida nimetatakse elektromagnetilise induktsiooni elektromotoorjõuks. Faraday tegi kindlaks, et elektromagnetilise induktsiooni E i väärtus on võrdeline magnetvoo muutumise kiirusega:

E i = -K, (27,1)

kus K on proportsionaalsuse koefitsient, mis sõltub ainult mõõtühikute valikust.

SI ühikute süsteemis on koefitsient K = 1, s.o.

E i = -. (27,2)

See valem esindab Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadust. Miinusmärk selles valemis vastab Lenzi reeglile (seadusele).

Faraday seadust saab sõnastada ka nii: elektromagnetiline induktsioon emf E i ahelas on arvuliselt võrdne ja märgilt vastupidine selle ahelaga piiratud pinda läbiva magnetvoo muutumise kiirusele. See seadus on universaalne: EMF E i ei sõltu sellest, kuidas magnetvoog muutub.

Miinusmärk (27.2) näitab, et voo suurenemine ( > 0) põhjustab emf E i< 0, т.е. магнитный поток индукционного тока направлен навстречу потоку, вызвавшему его; уменьшение потока ( < 0) вызывает E i >0 ehk indutseeritud voolu ja seda põhjustanud voo magnetvoo suunad langevad kokku. Miinusmärk valemis (27.2) on Lenzi reegli matemaatiline avaldis – üldreegel indutseeritud voolu suuna leidmiseks (ja seega ka induktsiooni märgi ja emf), tuletatud aastal 1833. Lenzi reegel: indutseeritud vool on alati suunatud sellele, et võidelda selle põhjustanud põhjusega. Teisisõnu tekitab indutseeritud vool magnetvoo, mis takistab magnetvoo muutumist, mis põhjustab indutseeritud emf-i.

Indutseeritud emf väljendatakse voltides (V). Tõepoolest, võttes arvesse, et magnetvoo ühikuks on veebel (Wb), saame:



Kui suletud ahel, milles indutseeritud emf indutseeritakse, koosneb N pöördest, on E i võrdne igas pöördes indutseeritud emf summaga. Ja kui iga pöördega kaetud magnetvoog on sama ja võrdne Ф, siis N pöörde pinda läbiv koguvoog on võrdne (NF) - kogu magnetvooga (voo seos). Sel juhul on indutseeritud emf:

E i = -N×, (27,3)

Valem (27.2) väljendab elektromagnetilise induktsiooni seadust üldkujul. See on rakendatav nii statsionaarsete ahelate kui ka liikuvate juhtide jaoks magnetväljas. Sellesse kuuluv magnetvoo ajatuletis koosneb üldjuhul kahest osast, millest üks on põhjustatud magnetinduktsiooni muutumisest ajas ja teine ​​ahela liikumisest magnetvälja suhtes (või selle deformatsioonist). Vaatame mõningaid näiteid selle seaduse rakendamisest.

Näide 1. Sirge juht pikkusega l liigub ühtlases magnetväljas iseendaga paralleelselt (joonis 38). See juht võib olla osa suletud vooluringist, mille ülejäänud osad on liikumatud. Leiame dirigendis tekkiva emfi.

Kui juhi kiiruse hetkväärtus on v, siis ajas dt kirjeldab see pindala dS = l× v× dt ja selle aja jooksul läbib kõik dS-i läbivad magnetilise induktsiooni jooned. Seetõttu muutub liikuvat juhti sisaldava ahela magnetvoo muutus dФ = B n × l × v×dt. Siin on B n magnetilise induktsiooni komponent, mis on dS-ga risti. Asendades selle valemiga (27.2), saame emfi väärtuse:

E i = B n × l× v. (27.4)

Indutseeritud voolu suuna ja EMF-i märgi määrab Lenzi reegel: indutseeritud voolul ahelas on alati selline suund, et selle tekitatav magnetväli takistab selle indutseeritud voolu põhjustanud magnetvoo muutumist. Mõnel juhul on võimalik indutseeritud voolu suunda (indutseeritud emf-i polaarsust) määrata Lenzi reegli teise sõnastuse järgi: indutseeritud vool liikuvas juhis on suunatud nii, et tekkiv amprijõud on vastupidine kiirusvektorile (see aeglustab liikumist).

Vaatame numbrilist näidet. Vertikaalne juht (autoantenn) pikkusega l = 2 m liigub Maa magnetväljas kiirusega idast läände v= 72 km/h = 20 m/s. Arvutame pinge juhi otste vahel. Kuna juht on avatud, siis selles voolu ei tule ja pinge otstes on võrdne indutseeritud emf-ga. Arvestades, et Maa välja magnetilise induktsiooni horisontaalkomponent (s.o liikumissuunaga risti olev komponent) keskmistel laiuskraadidel on võrdne 2 × 10 -5 T, leiame valemi (27.4) abil.

U = Bn × l × v= 2 × 10 -5 × 2 × 20 = 0,8 × 10 -3 V,

need. umbes 1 mV. Maa magnetväli on suunatud lõunast põhja. Seetõttu leiame, et emf on suunatud ülalt alla. See tähendab, et juhtme alumisel otsal on suurem potentsiaal (laetud positiivselt) ja ülemisel otsal on väiksem potentsiaal (laetud negatiivselt).

Näide 2. Magnetväljas on suletud traatahel, millesse tungib magnetvoog F. Oletame, et see voog väheneb nullini ja arvutame ahelat läbinud laengu koguhulga. Emfi hetkväärtust magnetvoo kadumise ajal väljendatakse valemiga (27.2). Seetõttu on Ohmi seaduse järgi voolu hetkväärtus

kus R on ahela kogutakistus.

Läbitud tasu suurus on võrdne

q = = - = . (27,6)

Saadud seos väljendab elektromagnetilise induktsiooni seadust kujul, mille leidis Faraday, kes jõudis oma katsete põhjal järeldusele, et vooluahelat läbinud laengu hulk on võrdeline juhi poolt läbitavate magnetinduktsiooni joonte koguarvuga (s.o. magnetvoog Ф 1 -Ф 2), ja on pöördvõrdeline vooluringi takistusega R. Seos (27.6) võimaldab defineerida magnetvoo ühiku SI süsteemis: weber - magnetvoog, kui see väheneb nullini, 1 C laeng läbib sellega ühendatud ahelat takistusega 1 oomi.

Faraday seaduse järgi on elektromagnetilise induktsiooni emf tekkimine võimalik ka vahelduvas magnetväljas paikneva statsionaarse vooluringi korral. Lorentzi jõud aga ei mõju statsionaarsetele laengutele, mistõttu ei saa see antud juhul olla indutseeritud emf-i tekkimise põhjuseks. Statsionaarsetes juhtides indutseeritud emf selgitamiseks soovitas Maxwell, et igasugune vahelduv magnetväli ergastab ümbritsevas ruumis keerise elektrivälja, mis on indutseeritud voolu tekkimise põhjuseks juhis. Selle välja tugevusvektori tsirkulatsioon piki juhi mis tahes fikseeritud kontuuri L on elektromagnetilise induktsiooni EMF:

E i = = - . (27,7)

Pöörise elektrivälja intensiivsusjooned on suletud kõverad, mistõttu kui laeng liigub keeriselektriväljas mööda suletud kontuuri, tehakse nullist erinev töö. See on pöörise elektrivälja ja elektrostaatilise välja erinevus, mille pingejooned algavad ja lõpevad laengutes.

Elektromagnetilise induktsiooni seadus (Faraday-Maxwelli seadus). Lenzi reeglid

Oma katsete tulemusi kokku võttes sõnastas Faraday elektromagnetilise induktsiooni seaduse. Ta näitas, et magnetvoo mis tahes muutusega suletud juhtivas ahelas ergastub induktsioonvool. Järelikult tekib vooluringis indutseeritud emf.

Indutseeritud emf on otseselt võrdeline magnetvoo muutumise kiirusega aja jooksul. Selle seaduse matemaatilise tähise koostas Maxwell ja seetõttu nimetatakse seda Faraday-Maxwelli seaduseks (elektromagnetilise induktsiooni seadus).

4.2.2. Lenzi reegel

Elektromagnetilise induktsiooni seadus ei räägi indutseeritud voolu suunast. Selle küsimuse lahendas Lenz 1833. aastal. Ta kehtestas reegli induktsioonivoolu suuna määramiseks.

Indutseeritud vool on sellise suunaga, et selle tekitatav magnetväli takistab antud ahelasse tungiva magnetvoo muutumist, s.t. indutseeritud vool. See on suunatud nii, et see neutraliseerib seda põhjustava põhjuse. Näiteks laske püsimagnet NS viia suletud ahelasse (joonis 250).
Joon.250 Joon.251

Suletud ahelat ületavate jõujoonte arv suureneb, seega suureneb magnetvoog. Ahelas tekib indutseeritud vool I i, mis tekitab magnetvälja, mille jõujooned (kontuuritasandiga risti olevad punktiirjooned) on suunatud vastu magneti jõujooni. Magneti välja sirutamisel väheneb ahelat läbiv magnetvoog (joon. 251) ja induktsioonivool I i loob välja, mille jõujooned on suunatud magneti induktsioonijoone poole (joonisel 251 katkendjooned).

Võttes arvesse Lenzi reeglit, kirjutatakse Faraday-Maxwelli seadus vormile

Füüsikalise ülesande lahendamiseks kasutatakse valemit (568).

Indutseeritud emf-i aja keskmine väärtus määratakse valemiga

Uurime välja võimalused magnetvoo muutmiseks.

Esimene viis. В = konst Ja α=konst. Piirkonna muutused S.

Näide. Laske sisse ühtlane magnetväli В = konst l pikkusega juht liigub jõujoontega risti kiirusega (joonis 252) Siis tekib juhi otstes potentsiaalide erinevus, mis on võrdne indutseeritud emf-ga. Otsime ta üles.



Magnetvoo muutus on

Valemis (570) α - see on nurk juhi liikumise poolt pestud tasapinna normaalväärtuse ja induktsioonivektori vahel.

Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus.

Oleme piisavalt üksikasjalikult uurinud kolme erinevat esmapilgul erinevat elektromagnetilise induktsiooni nähtuse varianti, elektrivoolu tekkimist juhtivas ahelas magnetvälja mõjul: kui juht liigub konstantses magnetväljas; kui magnetvälja allikas liigub; kui magnetväli aja jooksul muutub. Kõigil neil juhtudel on elektromagnetilise induktsiooni seadus sama:
Elektromagnetilise induktsiooni emf vooluringis on võrdne ahelat läbiva magnetvoo muutumise kiirusega, mis on võetud vastupidise märgiga

olenemata põhjustest, mis viisid selle voolu muutumiseni.
Selgitame mõnda ülaltoodud sõnastuse üksikasju.
 Esiteks. Ahelat läbiv magnetvoog võib mis tahes viisil muutuda, see tähendab funktsioon Ф(t) ei pea alati olema lineaarne, vaid võib olla ükskõik milline. Kui magnetvoog muutub lineaarse seaduse järgi, siis indutseeritud emf ahelas on konstantne, antud juhul ajaintervalli väärtus Δt võib olla suvaline, suhte (1) väärtus sel juhul ei sõltu selle intervalli väärtusest. Kui vool muutub keerulisemalt, siis emfi suurus ei ole konstantne, vaid sõltub ajast. Sel juhul tuleks vaadeldavat ajavahemikku lugeda lõpmatult väikeseks, siis muutub seos (1) matemaatilisest vaatepunktist magnetvoo funktsiooni tuletiseks aja suhtes. Matemaatiliselt on see üleminek täiesti analoogne kinemaatikas üleminekuga keskmisest kiirusest hetkekiirusele.
 Teiseks. Vektorvälja voolu mõiste on rakendatav ainult pinnale, mistõttu on vaja selgitada, millist pinda seaduse sõnastuses käsitletakse. Magnetvälja voog läbi mis tahes suletud pinna on aga null. Seetõttu on kahe erineva kontuuril toetuva pinna magnetvood samad. Kujutage ette vedelikujuga, mis voolab august välja. Ükskõik millise pinna valite, mille piiriks on augu piirid, on neid läbivad voolud samad. Siinkohal sobib veel üks analoogia: kui jõu töö piki suletud kontuuri on null, siis selle jõu töö ei sõltu trajektoori kujust, vaid on määratud ainult selle algus- ja lõpp-punktide järgi.
 Kolmandaks. Miinusmärk seaduse sõnastuses omab sügavat füüsilist tähendust, tegelikult tagab see energia jäävuse seaduse täitmise nendes nähtustes. See märk on Lenzi reegli väljendus. Võib-olla on see ainus juhtum füüsikas, kui ühele märgile anti oma nimi.
Nagu oleme näidanud, on elektromagnetilise induktsiooni nähtuse füüsikaline olemus kõigil juhtudel sama ja see on lühidalt sõnastatud järgmiselt: vahelduv magnetväli tekitab keerise elektrivälja. Sellest väljast lähtudes väljendub elektromagnetilise induktsiooni seadus elektromagnetvälja omaduste kaudu: elektrivälja tugevuse vektori ringlus piki mis tahes vooluahelat on võrdne seda ahelat läbiva magnetvoo muutumise kiirusega.

Nähtuse sellise tõlgenduse puhul on oluline, et magnetvälja muutumisel tekiks keerise elektriväli, sõltumata sellest, kas on olemas reaalne suletud juht (ahel), milles vool tekib või mitte. See tõeline vooluahel võib mängida indutseeritud välja tuvastamise seadme rolli.
Lõpuks rõhutame veel kord, et elektri- ja magnetväljad on suhtelised, st nende omadused sõltuvad võrdlussüsteemi valikust, milles neid kirjeldatakse. See meelevaldsus võrdlussüsteemi valikul, kirjeldusmeetodi valikul ei too aga kaasa mingeid vastuolusid. Mõõdetud füüsikalised suurused on muutumatud ega sõltu võrdlussüsteemi valikust. Näiteks elektromagnetväljast laetud kehale mõjuv jõud ei sõltu võrdlusraami valikust. Kuid kui seda mõnes süsteemis kirjeldatakse, võib seda tõlgendada kui Lorentzi jõudu, teistes saab sellele "lisada" elektrilise jõu. Sarnaselt (kasvõi selle tagajärjel) ei sõltu tugisüsteemi valikust indutseeritud emf ahelas (indutseeritud voolu tugevus, eralduv soojushulk, ahela võimalik deformatsioon jne).
Nagu ikka, saab ja tuleb kasutada antud valikuvabadust - alati on võimalus valida endale kõige meelepärasem kirjeldamisviis - kui kõige lihtsam, visuaalseim, tuttavam jne.

Fenomen elektromagnetiline induktsioon avastas väljapaistev inglise füüsik M. Faraday aastal 1831. See seisneb elektrivoolu esinemises suletud juhtivas ahelas ajas muutudes magnetvoog kontuuri läbistamist.

Magnetvoog Φ läbi ala S kontuuri nimetatakse väärtuseks

Kus B- moodul magnetinduktsiooni vektor, α on nurk vektori ja normaaljoone vahel kontuuri tasapinna suhtes (joonis 1.20.1).

Magnetvoo definitsiooni on lihtne üldistada ebaühtlase magnetvälja ja mittetasapinnalise vooluringi korral. Magnetvoo SI ühikut nimetatakse Weber (Wb). Magnetvoog, mis on võrdne 1 Wb, tekib 1 T induktsiooniga magnetväljaga, mis läbib normaalses suunas tasase kontuuri pindalaga 1 m2:

Faraday tegi eksperimentaalselt kindlaks, et kui juhtivas vooluringis muutub magnetvoog, tekib indutseeritud emf ind, mis on võrdne vooluringiga piiratud pinda läbiva magnetvoo muutumise kiirusega, võttes miinusmärgiga:

Seda valemit nimetatakse Faraday seadus .

Kogemused näitavad, et magnetvoo muutumisel suletud ahelas ergastuv induktsioonvool on alati suunatud nii, et selle tekitatav magnetväli takistab induktsioonivoolu põhjustava magnetvoo muutumist. Seda 1833. aastal sõnastatud väidet nimetatakse Lenzi reegel .

Riis. 1.20.2 illustreerib Lenzi reeglit statsionaarse juhtiva ahela näitel, mis on ühtlases magnetväljas ja mille induktsioonimoodul aja jooksul suureneb.

Lenzi reegel peegeldab eksperimentaalset tõsiasja, et ind ja -l on alati vastandmärgid (miinusmärk Faraday valemis). Lenzi reeglil on sügav füüsiline tähendus – see väljendab energia jäävuse seadust.



Suletud vooluringi läbiva magnetvoo muutumine võib toimuda kahel põhjusel.

1. Magnetvoog muutub ahela või selle osade liikumise tõttu ajas muutuvas magnetväljas. Seda juhul, kui juhid ja koos nendega vabad laengukandjad liiguvad magnetväljas. Indutseeritud emf-i esinemist seletatakse Lorentzi jõu toimega vabadele laengutele liikuvates juhtides. Lorentzi jõud mängib sel juhul välise jõu rolli.

Vaatleme näitena indutseeritud emf esinemist ristkülikukujulises vooluringis, mis on paigutatud ahela tasapinnaga risti ühtlasesse magnetvälja. Olgu üks kontuuri külgedest pikk l libiseb kiirusega mööda kahte teist külge (joonis 1.20.3).

Lorentzi jõud mõjub vooluringi selles osas vabadele laengutele. Üks selle jõu komponentidest, mis on seotud kaasaskantav laengute kiirus, mis on suunatud piki juhti. See komponent on näidatud joonisel fig. 1.20.3. Ta mängib välisjõu rolli. Selle moodul on võrdne

Vastavalt EMF määratlusele

Märgi kindlakstegemiseks valemis, mis ühendab ind ja, on vaja valida kontuuri läbimise normaalsuund ja positiivne suund, mis on üksteisega kooskõlas õige kerereegli järgi, nagu on tehtud joonisel fig. 1.20.1 ja 1.20.2. Kui see on tehtud, on Faraday valemini jõudmine lihtne.

Kui kogu ahela takistus on võrdne R, siis läbib seda indutseeritud vool, mis on võrdne I ind = ind / R. Aja jooksul Δ t vastupanu kohta R paistab silma Joule kuumus

Tekib küsimus: kust see energia tuleb, kuna Lorentzi jõud ei tööta! See paradoks tekkis seetõttu, et võtsime arvesse ainult ühe Lorentzi jõu komponendi tööd. Kui induktsioonvool liigub läbi magnetväljas asuva juhi, tekib Lorentzi jõu teine ​​komponent, mis on seotud sugulane laengute liikumise kiirus mööda juhti. See komponent vastutab välimuse eest Amperjõud. Joonisel fig. 1.20.3, on amprijõu moodul võrdne F A= I B l. Ampere jõud on suunatud juhi liikumisele; seetõttu teeb see negatiivset mehaanilist tööd. Aja jooksul Δ t see töö A karusnahk on võrdne

Magnetväljas liikuv juht, mille kaudu voolab indutseeritud vool kogemusi magnetpidurdus . Lorentzi jõu tehtud kogutöö on null. Džauli soojus ahelas vabaneb kas välisjõu töö tõttu, mis hoiab juhi kiirust muutumatuna, või juhi kineetilise energia vähenemise tõttu.

2. Teiseks ahelasse tungiva magnetvoo muutumise põhjuseks on magnetvälja aja muutumine vooluringi paigalseisul. Sel juhul ei saa indutseeritud emf tekkimist enam seletada Lorentzi jõu toimega. Statsionaarses juhis olevaid elektrone saab juhtida ainult elektriväli. Selle elektrivälja tekitab ajas muutuv magnetväli. Selle välja töö ühe positiivse laengu liigutamisel mööda suletud ahelat on võrdne statsionaarses juhis indutseeritud emf-iga. Seetõttu muutuva magnetvälja tekitatud elektriväli ei ole potentsiaal . Teda kutsutakse keerise elektriväli . Pöörise elektrivälja mõiste tõi füüsikasse suur inglise füüsik J. Maxwell aastal 1861

Elektromagnetilise induktsiooni nähtust statsionaarsetes juhtides, mis tekib ümbritseva magnetvälja muutumisel, kirjeldab ka Faraday valem. Seega induktsiooni nähtused liikuvates ja statsionaarsetes juhtides jätka samamoodi, kuid indutseeritud voolu tekkimise füüsiline põhjus osutub neil kahel juhul erinevaks: liikuvate juhtide puhul on indutseeritud emf tingitud Lorentzi jõust; statsionaarsete juhtide puhul on indutseeritud emf magnetvälja muutumisel tekkiva pöörise elektrivälja vabade laengute toime tagajärg.

1831. aastal sai maailm esmakordselt teada elektromagnetilise induktsiooni mõistest. Just siis avastas Michael Faraday selle nähtuse, millest sai lõpuks kõige olulisem avastus elektrodünaamikas.

Faraday arengulugu ja katsed

Kuni 19. sajandi keskpaigani arvati, et elektri- ja magnetväljal puudub seos ning nende olemasolu olemus on erinev. Kuid M. Faraday oli kindel nende väljade ja nende omaduste ühtsuses. Tema avastatud elektromagnetilise induktsiooni nähtus sai hiljem kõigi elektrijaamade generaatorite projekteerimise aluseks. Tänu sellele avastusele on inimkonna teadmised elektromagnetismist teinud suuri edusamme.

Faraday tegi järgmise katse: ta sulges ahela I mähises ja magnetväli selle ümber suurenes. Järgmisena ristusid selle magnetvälja induktsioonijooned mähis II, milles tekkis indutseeritud vool.

Riis. 1. Faraday katse skeem

Tegelikult avastas selle nähtuse samaaegselt Faradayga, kuid temast sõltumatult, teine ​​teadlane Joseph Henry. Faraday avaldas oma uurimuse aga varem. Seega oli elektromagnetilise induktsiooni seaduse autor Michael Faraday.

Ükskõik kui palju Faraday katseid tegi, jäi üks tingimus muutumatuks: induktsioonvoolu moodustamiseks on oluline muuta suletud juhtivasse ahelasse (mähisesse) tungivat magnetvoogu.

Faraday seadus

Elektromagnetilise induktsiooni nähtuse määrab elektrivoolu tekkimine suletud elektrit juhtivas ahelas, kui magnetvoog muutub läbi selle vooluahela ala.

Faraday põhiseadus on see, et elektromotoorjõud (EMF) on otseselt võrdeline magnetvoo muutumise kiirusega.

Faraday elektromagnetilise induktsiooni seaduse valem on järgmine:

Riis. 2. Elektromagnetilise induktsiooni seaduse valem

Ja kui valem ise ülaltoodud selgituste põhjal küsimusi ei tekita, võib märk “-” tekitada kahtlusi. Selgub, et on olemas Vene teadlase Lenzi reegel, kes viis oma uurimistöö läbi Faraday postulaatide põhjal. Lenzi sõnul näitab “-” märk tekkiva EMF-i suunda, st. indutseeritud vool on suunatud nii, et selle tekitatav magnetvoog läbi vooluringiga piiratud ala kaldub vastuseisu voolu tekitatavale voo muutusele.

Faraday-Maxwelli seadus

1873. aastal esitas J.C. Maxwell uue elektromagnetvälja teooria. Tema tuletatud võrrandid moodustasid kaasaegse raadiotehnika ja elektrotehnika aluse. Neid väljendatakse järgmiselt:

  • Edl = -dФ/dt– elektromotoorjõu võrrand
  • HDl = -dN/dt– magnetomotoorjõu võrrand.

Kus E– elektrivälja tugevus piirkonnas dl; H– magnetvälja tugevus piirkonnas dl; N- elektrilise induktsiooni vool, t- aeg.

Nende võrrandite sümmeetriline olemus loob seose elektriliste ja magnetiliste nähtuste, aga ka magnetiliste ja elektriliste nähtuste vahel. neid võrrandeid defineerivat füüsikalist tähendust saab väljendada järgmiste sätetega:

  • kui elektriväli muutub, siis selle muutusega kaasneb alati magnetväli.
  • kui magnetväli muutub, siis selle muutusega kaasneb alati elektriväli.

Riis. 3. Pöörise magnetvälja tekkimine

Maxwell tegi ka kindlaks, et elektromagnetvälja levik on võrdne valguse levimiskiirusega.

Kokku saadud hinnanguid: 134.

Mis oleks parem viis esmaspäeva õhtul põhitõdede kohta lugeda? elektrodünaamika. See on õige, võite leida palju asju, mis on paremad. Siiski soovitame teil seda artiklit lugeda. See ei võta palju aega ja kasulik teave jääb alateadvusesse. Näiteks on eksami ajal stressiolukorras võimalik Faraday seadus edukalt mälusügavustest välja võtta. Kuna Faraday seadusi on mitu, selgitame, et siin räägime Faraday induktsiooniseadusest.

Elektrodünaamika– füüsika haru, mis uurib elektromagnetvälja kõigis selle ilmingutes.

See hõlmab elektri- ja magnetvälja vastasmõju, elektrivoolu, elektromagnetkiirgust ja välja mõju laetud kehadele.

Siin ei ole meie eesmärk võtta arvesse kogu elektrodünaamikat. Jumal hoidku! Vaatame paremini üht selle põhiseadust, mida nimetatakse Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus.

Ajalugu ja määratlus

Faraday avastas paralleelselt Henryga 1831. aastal elektromagnetilise induktsiooni nähtuse. Tõsi, mul õnnestus tulemused varem avaldada. Faraday seadust kasutatakse laialdaselt tehnoloogias, elektrimootorites, trafodes, generaatorites ja drosselites. Mis on Faraday elektromagnetilise induktsiooni seaduse olemus, lihtsalt öeldes? Siin on asi!

Kui magnetvoog muutub suletud juhtiva ahela kaudu, tekib ahelas elektrivool. See tähendab, et kui me keerame raami traadist välja ja asetame selle muutuvasse magnetvälja (võtame magnet ja keerame selle ümber raami), siis voolab vool läbi raami!

Faraday nimetas seda voolu induktsiooni ja nähtust nimetati elektromagnetiliseks induktsiooniks.

Elektromagnetiline induktsioon– elektrivoolu tekkimine suletud ahelas ahelat läbiva magnetvoo muutumisel.

Elektrodünaamika põhiseaduse – Faraday elektromagnetilise induktsiooni seaduse – sõnastus näeb välja ja kõlab järgmiselt:

EMF, mis tekib vooluringis, on võrdeline magnetvoo muutumise kiirusega F ahela kaudu.

Kust tuleb valemis miinus, küsite? Selle valemi miinusmärgi selgitamiseks on spetsiaalne Lenzi reegel. See ütleb, et miinusmärk näitab sel juhul tekkiva emfi suunda. Fakt on see, et induktsioonivoolu tekitatud magnetväli on suunatud nii, et see takistab induktsioonivoolu põhjustanud magnetvoo muutumist.

Näited probleemide lahendamisest

See näib olevat kõik. Faraday seaduse tähendus on põhiline, sest peaaegu kogu elektritööstuse alus on üles ehitatud selle seaduse kasutamisele. Et aidata teil kiiremini aru saada, vaatame näidet probleemi lahendamisest Faraday seaduse abil.

Ja pidage meeles, sõbrad! Kui mõni ülesanne on luuna kurku kinni jäänud ja sa ei suuda seda enam välja kannatada, võta ühendust meie autoritega! Nüüd sa tead. Pakume kiiresti üksikasjaliku lahenduse ja selgitame kõik küsimused!