Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Явления электромагнитной индукции, самоиндукции и взаимоиндукции, область применения явлений в технике. Закон Ленца.




Состоит в том, что в проводнике находящимся в магнитном поле при определенных условиях может возникать (индуктироваться. наводиться, появляться) ЭДС. При этом на концах проводника появляется разность потенциалов: "плюс" и "минус".

Явление электромагнитной индукции это одно из основополагающих явлений в электротехнике. На использовании этого явления работает множество электрических и электронных устройств.

    Для упрощения, рассмотрим явление электромагнитной индукции в двух вариантах.Это явление едино, с точки зрения физики, но так нам проще.

    Первый вариантявления электромагнитной индукции: проводник перемещается в магнитном поле, пересекая его силовые линии, как показано на рис. 32. (Заметим, что проводник не перемещается самостоятельно, его нужно перемещать руками или с помощью какого-то устройства.)

 

Рис. 32. Проводник перемещают в магнитном поле. В нём наводится ЭДС

 

    Величина ЭДС, возникающей в проводнике, определяется по формуле:

, где:

Е - величина ЭДС,

l -длина части проводника, находящейся в магнитном поле,

V - скорость перемещения проводника.

     Анализируя формулу, заметим, что величина ЭДС будет возрастать при увеличении силы магнитного поля (индукции В), длины проводника и скорости его движения.

    На величину ЭДС влияет также угол α, под которым проводник пересекает силовые линии. Наибольшая ЭДС возникает в случае, когда проводник пересекает их под прямым углом (α=90 градусов). Если жн проводник перемещать параллельно силовым линиям (α=0 градусов), ЭДС равна нулю, т.к. sin угла в ноль градусов равен нулю.

    Направление ЭДС, возникающей в проводнике определяетсяправилом правой руки: силовые линии входят в ладонь, отогнутый большой палец показывает направление движения проводника, четыре пальца ладони покажут направление ЭДС.

    На рис. 32 проводник перемещается, а магнитное поле неподвижно. Но, возможен обратный случай, когда проводник неподвижен, а перемещается магнитное поле. Так, на рис. 33, показано, что постоянный магнит перемещают вверх-вниз в катушке. При этом силовые линии магнитного поля пересекают проводник катушки и в ней наводится ЭДС. Появление ЭДС регистрирует измерительный прибор – гальванометр.

 

Рис. 33. Магнитное поле перемещается относительно неподвижного проводника

        

    Таким образом главное условие появления (наведения) ЭДС в проводнике состоит в том, чтобы проводник пересекался силовыми линиями магнитного поля. При этом неважно, что именно движется, а что неподвижно.

    Рассмотренный вариант явления используется в генераторах, вырабатывающих для нас электрическую энергию. Так, в гидроэлектростанциях, поток падающей воды вращает генератор электроэнергии, заставляя магнитное поле перемещаться относительнопроводника.

        

Второй вариантявления электромагнитной индукции: проводник неподвижен, но находится в переменном магнитном поле (рис. 34). На рисунке показано, что проводник находится в переменном магнитном поле.

Рис. 34. Неподвижный проводник находится в переменном магнитном поле

 

Переменным называется магнитное поле, величина которого изменяется во времени. Его сила то возрастает, то убывает. Это означает, что магнитное поле расширяется и сужается. При этом силовые линии пересекают проводник и наводят в нем ЭДС.

Величину ЭДС найдём по формуле:

 

 

Буквой ∆ (дельта) в формулах обозначают изменение (увеличение или уменьшение) какой-то величины.

В числителе формулы видим изменение магнитного потока Ф. В знаменателе – изменение времени. Например, если магнитный поток Ф изменился на 100 Вб за время t,длительностью 5 секунд, то в проводнике возникает ЭДС 20 В:

Этот вариант явления электромагнитной индукции используется в трансформаторах. Проводники их обмоток неподвижны. В обмотках трансформаторов наводится ЭДС, т.к. на обмотки воздействует переменное магнитное поле, существующее в сердечнике трансформатора.

 

Правило Ленца (закон Ленца) гласит: ток, вызванный индуктированной ЭДС, порождает эффекты, препятствующие появлению этой ЭДС.

Действие правила Ленца проявляется по разному в разных вариантах явления электромагнитной индукции, но действует оно всегда.

Рассмотрим, как проявляется действие правила Ленца в первом из рассмотренных вариантов явления электромагнитной индукции.

Прежде всего, отметим, что если ЭДС наводится, но ток в цепи не протекает, то правило Ленца не действует (рис. 32).

Если же цепь замкнута и по ней протекает ток, вызванный индуктированной ЭДС, правило Ленца действует. Рис.35 отличается от рис. 32 тем, что к концам проводника, в котором наводится ЭДС, подключён резистор R. По проводу, в котором наводится ЭДС, через резистор R и по проводам протекает ток I.

Рис. 35. В следствии проявления правила Ленца возникает сила, препятствующая появлению ЭДС в проводнике

 

    Известно, что на проводник с током, помещённый в магнитное поле, действует сила F. Определив направление этой силы по правилу левой руки, видим, что эта сила препятствует движению проводника, тормозит его. Тем самым действие этой силы препятствует наведению ЭДС в проводнике.

Генератор переменного тока. Конструкция, принцип работы. Формула величины ЭДС, наводимой в рамке генератора. Способ определения направления ЭДС в рамке. Доказать, что в рамке генератора наводится именно переменная, а не постоянная ЭДС.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2018-11-12; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 355 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

80% успеха - это появиться в нужном месте в нужное время. © Вуди Аллен
==> читать все изречения...

2272 - | 2124 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.