Manyetik kendi kendine indüksiyon. Kendinden indüksiyon emk ve devre endüktansı

Açık bu dersöz-tümevarım olgusunun nasıl ve kim tarafından keşfedildiğini öğreneceğiz, bu olguyu göstereceğimiz deneyimi değerlendireceğiz, öz-tümevarım olgusunun ne olduğunu belirleyeceğiz özel durum elektromanyetik indüksiyon. Dersin sonunda bağımlılığı gösteren fiziksel bir niceliği tanıtacağız. Kendinden kaynaklı emk iletkenin boyutuna ve şekline ve iletkenin bulunduğu ortama, yani endüktansa bağlıdır.

Henry, tel solenoidleri kullanırken olduğundan daha belirgin olan güç efektlerini elde ettiği, bakır şeritten yapılmış düz bobinler icat etti. Bilim adamı, devrede güçlü bir bobin olduğunda bu devredeki akımın maksimum seviyeye ulaştığını fark etti. maksimum değer bobinsiz olduğundan çok daha yavaştır.

Pirinç. 2. Şema deneysel kurulum D.Henry

Şek. 2 gösterildi elektrik şeması kendi kendine indüksiyon fenomeninin gösterilebileceği bir deneysel düzenek. Elektrik devresi kaynağa bir anahtar aracılığıyla bağlanan iki paralel bağlı ampulden oluşur DC. Ampullerden birine bir bobin seri olarak bağlanır. Devre kapatıldıktan sonra bobine seri bağlanan ampulün ikinci ampule göre daha yavaş yandığı görülmektedir (Şekil 3).

Pirinç. 3. Devre açıldığında ampullerin farklı akkor değerleri

Kaynak kapatıldığında bobine seri bağlanan ampul, ikinci ampule göre daha yavaş söner.

Işıklar neden aynı anda sönmüyor?

Anahtar kapatıldığında (Şekil 4), kendi kendine indüksiyon emf'sinin oluşması nedeniyle, bobinli ampuldeki akım daha yavaş artar, dolayısıyla bu ampul daha yavaş yanar.

Pirinç. 4. Anahtar kapatma

Anahtar açıldığında (Şekil 5), ortaya çıkan kendi kendine endüktif emk, akımın azalmasını engeller. Bu nedenle akım bir süre daha akmaya devam eder. Akımın var olması için kapalı bir devreye ihtiyaç vardır. Devrede öyle bir devre var ki içinde her iki ampul de var. Bu nedenle devre açıldığında ampullerin bir süre aynı şekilde yanması gerekir ve gözlenen gecikme başka nedenlerden kaynaklanabilir.

Pirinç. 5. Anahtar açma

Anahtarın kapatılıp açılması sırasında bu devrede meydana gelen işlemleri ele alalım.

1. Anahtar kapatma.

Devrede akım taşıyan bir bobin bulunmaktadır. Bu dönüşteki akımın saat yönünün tersine akmasına izin verin. Daha sonra manyetik alan yukarı doğru yönlendirilecektir (Şekil 6).

Böylece bobin kendi boşluğunda biter manyetik alan. Akım arttıkça bobin değişen bir manyetik alanın alanına girecektir. kendi akımı. Akım artarsa bu akımın yarattığı manyetik akı da artar. Bilindiği gibi, devre düzlemine giren manyetik akı arttıkça, bu devrede bir elektromotor endüksiyon kuvveti ve bunun sonucunda bir endüksiyon akımı ortaya çıkar. Lenz kuralına göre bu akım, manyetik alanının devre düzlemine giren manyetik akıyı değiştirmesini önleyecek şekilde yönlendirilecektir.

Yani, Şekil 2'de ele alınan için. 6 turdan sonra endüksiyon akımı saat yönünde yönlendirilmelidir (Şekil 7), böylece sarımın kendi akımının artması önlenmelidir. Sonuç olarak, anahtar kapatıldığında, bu devrede ters yönde bir frenleme endüksiyon akımının ortaya çıkması nedeniyle devredeki akım anında artmaz.

2. Anahtarın açılması

Anahtar açıldığında devredeki akım azalır, bu da bobin düzlemi boyunca manyetik akıda bir azalmaya yol açar. Manyetik akıdaki bir azalma görünüme yol açar indüklenen emk ve indüksiyon akımı. Bu durumda indüklenen akım bobinin kendi akımıyla aynı yönde yönlendirilir. Bu, iç akımda daha yavaş bir azalmaya yol açar.

Çözüm: Bir iletkendeki akım değiştiğinde, aynı iletkende elektromanyetik indüksiyon meydana gelir ve bu indüksiyon, iletkendeki kendi akımında herhangi bir değişikliği önleyecek şekilde yönlendirilmiş bir indüklenen akım üretir (Şekil 8). Kendi kendine indüksiyon olgusunun özü budur. Kendi kendine indüksiyon, elektromanyetik indüksiyonun özel bir durumudur.

Pirinç. 8. Devrenin açılıp kapanma anı

Manyetik indüksiyonu bulma formülü düz iletken akımla:

manyetik indüksiyon nerede; - manyetik sabit; - mevcut güç; - iletkenden noktaya olan mesafe.

Alan boyunca manyetik indüksiyon akışı şuna eşittir:

manyetik akının nüfuz ettiği yüzey alanı nerede.

Bu nedenle, manyetik indüksiyonun akısı, iletkendeki akımın büyüklüğüyle orantılıdır.

Sarım sayısı ve uzunluğu olan bir bobin için manyetik alan indüksiyonu aşağıdaki ilişkiyle belirlenir:

Manyetik akı dönüş sayısına sahip bir bobin tarafından oluşturulan N, şuna eşittir:

Değiştirme bu ifade Manyetik alan indüksiyonu formülünden şunu elde ederiz:

Sarım sayısının bobinin uzunluğuna oranı şu sayı ile gösterilir:

Manyetik akı için son ifadeyi elde ederiz:

Ortaya çıkan ilişkiden akı değerinin akım değerine ve bobinin geometrisine (yarıçap, uzunluk, sarım sayısı) bağlı olduğu açıktır. Eşit bir değere endüktans denir:

Endüktans birimi Henry'dir:

Bu nedenle, bobindeki akımın neden olduğu manyetik indüksiyon akısı şuna eşittir:

İndüklenen emk formülünü dikkate alarak, kendi kendine indüksiyon emf'sinin, “-” işaretiyle alınan akım ve endüktans değişim oranının çarpımına eşit olduğunu buluyoruz:

Kendi kendine indüksiyon- bu, bu iletkenden akan akımın gücü değiştiğinde bir iletkende elektromanyetik indüksiyonun ortaya çıkması olgusudur.

Kendi kendine indüksiyonun elektromotor kuvveti eksi işaretiyle alınan iletkenden akan akımın değişim hızıyla doğru orantılıdır. Orantılılık faktörü denir indüktans hangisine bağlıdır geometrik parametreler iletken.

Bir iletken, saniyede 1 A'ya eşit bir iletkendeki akım değişim hızında, bu iletkende 1 V'ye eşit bir kendinden endüktif elektromotor kuvvet ortaya çıkarsa, 1 H'ye eşit bir endüktansa sahiptir.

İnsanlar her gün kendi kendine indüksiyon olgusuyla karşılaşırlar. Işığı her açtığımızda veya kapattığımızda, uyararak devreyi kapatıyor veya açıyoruz. indüklenen akımlar. Bazen bu akıntılar öyle boyutlara ulaşabiliyor ki büyük miktarlar anahtarın içinde görebildiğimiz bir kıvılcım var.

Referanslar

Myakishev G.Ya. Fizik: Ders Kitabı. 11. sınıf için genel eğitim kurumlar. - M.: Eğitim, 2010.
Kasyanov V.A. Fizik. 11. sınıf: Eğitici. genel eğitim için kurumlar. - M.: Bustard, 2005.
Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Fizik 11. - M .: Mnemosyne.

İnternet portalı Myshared.ru ().
İnternet portalı Physics.ru ().
İnternet portalı Festival.1september.ru ().

Ev ödevi

15. paragrafın sonundaki sorular (s. 45) - Myakishev G.Ya. Fizik 11 (önerilen okumalar listesine bakınız)
Hangi iletkenin endüktansı 1 Henry'dir?

Bu derste öz-indüksiyon olgusunun nasıl ve kim tarafından keşfedildiğini öğreneceğiz, bu olguyu göstereceğimiz deneyimi değerlendireceğiz ve öz-indüksiyonun elektromanyetik indüksiyonun özel bir durumu olduğunu belirleyeceğiz. Dersin sonunda, öz-indüktif emk'nin iletkenin boyutuna, şekline ve iletkenin bulunduğu ortama, yani endüktansa bağımlılığını gösteren fiziksel bir niceliği tanıtacağız.

Henry, tel solenoidleri kullanırken olduğundan daha belirgin olan güç efektlerini elde ettiği, bakır şeritten yapılmış düz bobinler icat etti. Bilim adamı, devrede güçlü bir bobin olduğunda, bu devredeki akımın bobin olmadan olduğundan çok daha yavaş bir şekilde maksimum değerine ulaştığını fark etti.

Pirinç. 2. D. Henry'nin deney düzeneğinin şeması

Şek. Şekil 2, kendi kendine indüksiyon olgusunun gösterilebildiği deney düzeneğinin elektrik diyagramını göstermektedir. Bir elektrik devresi, bir anahtar aracılığıyla doğru akım kaynağına bağlanan paralel bağlı iki ampulden oluşur. Ampullerden birine bir bobin seri olarak bağlanır. Devre kapatıldıktan sonra bobine seri bağlanan ampulün ikinci ampule göre daha yavaş yandığı görülmektedir (Şekil 3).

Pirinç. 3. Devre açıldığında ampullerin farklı akkor değerleri

Kaynak kapatıldığında bobine seri bağlanan ampul, ikinci ampule göre daha yavaş söner.

Işıklar neden aynı anda sönmüyor?

Anahtar kapatıldığında (Şekil 4), kendi kendine indüksiyon emf'sinin oluşması nedeniyle, bobinli ampuldeki akım daha yavaş artar, dolayısıyla bu ampul daha yavaş yanar.

Pirinç. 4. Anahtar kapatma

Pirinç. 5. Anahtar açma

Anahtarın kapatılıp açılması sırasında bu devrede meydana gelen işlemleri ele alalım.

1. Anahtar kapatma.

Devrede akım taşıyan bir bobin bulunmaktadır. Bu dönüşteki akımın saat yönünün tersine akmasına izin verin. Daha sonra manyetik alan yukarı doğru yönlendirilecektir (Şekil 6).

Böylece bobin kendi manyetik alanının uzayında kalır. Akım arttıkça bobin kendisini kendi akımının değişen manyetik alanının uzayında bulacaktır. Akım artarsa bu akımın yarattığı manyetik akı da artar. Bilindiği gibi, devre düzlemine giren manyetik akı arttıkça, bu devrede bir elektromotor endüksiyon kuvveti ve bunun sonucunda bir endüksiyon akımı ortaya çıkar. Lenz kuralına göre bu akım, manyetik alanının devre düzlemine giren manyetik akıyı değiştirmesini önleyecek şekilde yönlendirilecektir.

2. Anahtarın açılması

Anahtar açıldığında devredeki akım azalır, bu da bobin düzlemi boyunca manyetik akıda bir azalmaya yol açar. Manyetik akıdaki bir azalma, indüklenen emf ve indüklenen akımın ortaya çıkmasına neden olur. Bu durumda indüklenen akım bobinin kendi akımıyla aynı yönde yönlendirilir. Bu, iç akımda daha yavaş bir azalmaya yol açar.

Pirinç. 8. Devrenin açılıp kapanma anı

Düz bir iletkenin akımla manyetik indüksiyonunu bulmak için formül:

manyetik indüksiyon nerede; - manyetik sabit; - mevcut güç; - iletkenden noktaya olan mesafe.

Alan boyunca manyetik indüksiyon akışı şuna eşittir:

manyetik akının nüfuz ettiği yüzey alanı nerede.

Bu nedenle, manyetik indüksiyonun akısı, iletkendeki akımın büyüklüğüyle orantılıdır.

Sarım sayısı ve uzunluğu olan bir bobin için manyetik alan indüksiyonu aşağıdaki ilişkiyle belirlenir:

Sarım sayısı ile bir bobin tarafından oluşturulan manyetik akı N, şuna eşittir:

Bu ifadeye manyetik alan indüksiyonu formülünü koyarsak şunu elde ederiz:

Sarım sayısının bobinin uzunluğuna oranı şu sayı ile gösterilir:

Manyetik akı için son ifadeyi elde ederiz:

Ortaya çıkan ilişkiden akı değerinin akım değerine ve bobinin geometrisine (yarıçap, uzunluk, sarım sayısı) bağlı olduğu açıktır. Eşit bir değere endüktans denir:

Endüktans birimi Henry'dir:

Bu nedenle, bobindeki akımın neden olduğu manyetik indüksiyon akısı şuna eşittir:

İndüklenen emk formülünü dikkate alarak, kendi kendine indüksiyon emf'sinin, “-” işaretiyle alınan akım ve endüktans değişim oranının çarpımına eşit olduğunu buluyoruz:

Kendi kendine indüksiyon- bu, bu iletkenden akan akımın gücü değiştiğinde bir iletkende elektromanyetik indüksiyonun ortaya çıkması olgusudur.

Bir kişi her gün kendi kendine indüksiyon olgusuyla karşılaşır. Işığı her açtığımızda veya kapattığımızda, devreyi kapatır veya açarız, böylece indüksiyon akımlarını uyarırız. Bazen bu akımlar o kadar yüksek değerlere ulaşabiliyor ki, görebildiğimiz gibi anahtarın içine bir kıvılcım atlıyor.

Referanslar

Myakishev G.Ya. Fizik: Ders Kitabı. 11. sınıf için genel eğitim kurumlar. - M.: Eğitim, 2010.
Kasyanov V.A. Fizik. 11. sınıf: Eğitici. genel eğitim için kurumlar. - M.: Bustard, 2005.
Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Fizik 11. - M .: Mnemosyne.

İnternet portalı Myshared.ru ().
İnternet portalı Physics.ru ().
İnternet portalı Festival.1september.ru ().

Ev ödevi

15. paragrafın sonundaki sorular (s. 45) - Myakishev G.Ya. Fizik 11 (önerilen okumalar listesine bakınız)
Hangi iletkenin endüktansı 1 Henry'dir?

Kendi kendine indüksiyon

Elektrik akımının geçtiği her iletken kendi manyetik alanı içerisindedir.

İletkendeki akım gücü değiştiğinde m.alanı da değişir; bu akımın yarattığı manyetik akı değişir. Manyetik akıdaki bir değişiklik, bir girdap elektrik alanının ortaya çıkmasına neden olur ve devrede indüklenmiş bir emk ortaya çıkar.

Bu olguya kendi kendine indüksiyon denir.

Kendi kendine indüksiyon, akım gücündeki bir değişikliğin bir sonucu olarak bir elektrik devresinde indüklenen emf'nin ortaya çıkması olgusudur.
Ortaya çıkan emk'ye kendi kendine indüklenen emk denir.

Kendi kendine indüksiyon olgusunun tezahürü

Devre kapatma

Elektrik devresinde bir kısa devre oluştuğunda, akım artar, bu da bobindeki manyetik akıda bir artışa neden olur, akıma karşı yönlendirilmiş bir girdap elektrik alanı belirir, yani bobinde kendi kendine indüksiyonlu bir emf belirir, bu da onu önler devredeki akımın artması (girdap alanı elektronları engeller).
Sonuç olarak L1, L2'den daha geç yanar.

Açık devre

Elektrik devresi açıldığında akım azalır, bobindeki akı azalır ve akım gibi yönlendirilen (aynı akım gücünü korumaya çalışan) bir girdap elektrik alanı ortaya çıkar, yani. Devredeki akımı koruyan bobinde kendiliğinden indüklenen bir emk ortaya çıkar.
Sonuç olarak, kapatıldığında L parlak bir şekilde yanıp söner.

Elektrik mühendisliğinde, kendi kendine indüksiyon olgusu, bir devre kapatıldığında kendini gösterir ( elektrik akımı kademeli olarak artar) ve devre açıldığında (elektrik akımı hemen kaybolmaz).

İNDÜKTANS

Kendi kendine indüklenen emk neye bağlıdır?

Elektrik akımı kendi manyetik alanını yaratır. Devredeki manyetik akı, manyetik alan indüksiyonuyla (Ф ~ B) orantılıdır, indüksiyon, iletkendeki akım gücüyle orantılıdır
(B ~ I), dolayısıyla manyetik akı, akım gücüyle orantılıdır (Ф ~ I).
Kendi kendine indüksiyon emk'si, elektrik devresindeki akımın değişim hızına, iletkenin özelliklerine (boyut ve şekil) ve iletkenin bulunduğu ortamın göreceli manyetik geçirgenliğine bağlıdır.
Kendi kendine indüksiyon emf'sinin iletkenin boyutuna ve şekline ve iletkenin bulunduğu ortama bağımlılığını gösteren fiziksel bir niceliğe, kendi kendine indüksiyon katsayısı veya endüktans denir.

Endüktans - fiziksel miktar, sayısal olarak emf'ye eşit Akımın 1 saniyede 1 Amper değişmesi durumunda bir devrede meydana gelen kendi kendine indüksiyon.
Endüktans ayrıca aşağıdaki formül kullanılarak da hesaplanabilir:

burada Ф devre boyunca manyetik akı, I devredeki akım gücüdür.

SI endüktans birimleri:

Bobinin endüktansı şunlara bağlıdır:
dönüş sayısı, bobinin boyutu ve şekli ve ortamın (muhtemelen bir çekirdeğin) göreceli manyetik geçirgenliği.

KENDİNDEN İNDÜKSİYONLU EMF

Kendinden endüktif emk, devre açıldığında akımın artmasını ve devre açıldığında akımın azalmasını önler.

AKIMIN MANYETİK ALANININ ENERJİSİ

Akım taşıyan bir iletkenin çevresinde enerjiye sahip bir manyetik alan vardır.
Nereden geliyor? Elektrik devresinde yer alan akım kaynağının bir enerji rezervi vardır.
Elektrik devresini kapattığınızda, akım kaynağı enerjisinin bir kısmını ortaya çıkan kendi kendine endüktif emf etkisinin üstesinden gelmek için harcar. Enerjinin akımın kendi enerjisi olarak adlandırılan bu kısmı manyetik alan oluşumuna gider.

Manyetik alanın enerjisi akımın içsel enerjisine eşittir.
Akımın öz enerjisi, devrede bir akım oluşturmak için akım kaynağının kendi kendine indüksiyon emk'sinin üstesinden gelmek için yapması gereken işe sayısal olarak eşittir.

Akımın oluşturduğu manyetik alanın enerjisi akımın karesiyle doğru orantılıdır.
Akım durduktan sonra manyetik alan enerjisi nereye gider? - göze çarpıyor (devre yeterli güçle açıldığında büyük güç akım kıvılcım veya ark oluşmasına neden olabilir)

TEST KAĞIDI İÇİN SORULAR

"Elektromanyetik indüksiyon" konulu

1. İndüksiyon akımı elde etmenin 6 yolunu listeleyin.
2. Elektromanyetik indüksiyon olgusu (tanım).
3. Lenz kuralı.
4. Manyetik akı (tanımı, çizimi, formülü, girdi büyüklükleri, ölçü birimleri).
5. Elektromanyetik indüksiyon yasası (tanım, formül).
6. Girdap elektrik alanının özellikleri.
7. Düzgün bir manyetik alanda hareket eden bir iletkenin indüksiyon emk'si (görünüş nedeni, çizim, formül, giriş miktarları, ölçü birimleri).
8. Kendi kendine indüksiyon (elektrik mühendisliğinde kısa açıklama, tanım).
9. Kendi kendine indüksiyonun EMF'si (eylemi ve formülü).
10. Endüktans (tanımı, formülleri, ölçü birimleri).
11. Akımın manyetik alanının enerjisi (akımın manyetik alan enerjisinin nereden geldiği, akım durduğunda ortadan kaybolduğu formül).

Elektromanyetik indüksiyon, zamanla değişen manyetik alanlar tarafından elektrik akımlarının üretilmesidir. Faraday ve Henry'nin bu fenomeni keşfetmesi, elektromanyetizma dünyasına belirli bir simetri getirdi. Maxwell elektrik ve manyetizma hakkındaki bilgileri tek bir teoride toplamayı başardı. Araştırması varoluşu öngördü elektromanyetik dalgalarönce deneysel gözlemler. Hertz onların varlığını kanıtlamış ve insanlığa telekomünikasyon çağını açmıştır.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-14-210x140..jpg 614w"size="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Faraday'ın deneyleri

Faraday ve Lenz yasaları

Elektrik akımları manyetik etkiler yaratır. Manyetik alanın elektrik üretmesi mümkün mü? Faraday, istenen etkilerin zamanla manyetik alandaki değişikliklere bağlı olarak ortaya çıktığını keşfetti.

Bir iletken alternatif bir manyetik akı ile kesiştiğinde, içinde bir elektrik akımına neden olan bir elektromotor kuvvet indüklenir. Akımı üreten sistem kalıcı mıknatıs veya elektromıknatıs.

Elektromanyetik indüksiyon olgusu iki yasaya tabidir: Faraday ve Lenz.

Lenz yasası, elektromotor kuvveti yönüne göre karakterize etmemizi sağlar.

Önemli!İndüklenen EMF'nin yönü, onun neden olduğu akımın onu yaratan nedene direnme eğiliminde olacağı şekildedir.

Faraday, sayı daha hızlı değiştiğinde indüklenen akımın yoğunluğunun arttığını fark etti. elektrik hatları, konturu geçiyoruz. Başka bir deyişle, EMF elektromanyetik indüksiyon doğrudan hareketli manyetik akının hızına bağlıdır.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-10-768x454..jpg 960w"size="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

indüklenen emk

İndüklenen emk'nin formülü şu şekilde tanımlanır:

E = - dФ/dt.

"-" işareti, indüklenen emk'nin polaritesinin akı işareti ve değişen hız ile nasıl ilişkili olduğunu gösterir.

Özel durumlar için ifadelerin türetilebileceği elektromanyetik indüksiyon yasasının genel bir formülasyonu elde edilir.

Bir telin manyetik alanda hareketi

Uzunluğu l olan bir tel, B indüksiyonuna sahip bir MF'de hareket ettiğinde, telin içinde telin teli ile orantılı bir EMF indüklenecektir. doğrusal hız v. EMF'yi hesaplamak için formül kullanılır:

iletkenin manyetik alan yönüne dik hareketi durumunda:

E = - Bxlxv;

farklı bir açıda hareket durumunda α:

E = — B x l x v x sin α.

İndüklenen emk ve akım, kuralı kullanarak bulduğumuz yöne yönlendirilecektir. sağ el: Elinizi manyetik alan çizgilerine dik olarak yerleştirip işaret ederek baş parmak iletkenin hareket yönünde, kalan dört düz parmakla EMF'nin yönünü öğrenebilirsiniz.

Jpg?x15027" alt=" MP'de hareketli tel" width="600" height="429">!}

Telin MP'de hareket ettirilmesi

Dönen makara

Elektrik jeneratörünün çalışması, MP'deki N dönüşe sahip bir devrenin dönüşüne dayanmaktadır.

Manyetik akı tanımına göre Ф = B x S x cos α (manyetik indüksiyonun içinden MF'nin geçtiği yüzey alanı ve açının kosinüsü ile çarpımı) uyarınca, bir manyetik akı devreden geçtiğinde bir elektrik devresinde EMF indüklenir, bir vektör tarafından oluşturulmuş B ve S düzlemine dik bir çizgi).

Formülden F'nin aşağıdaki durumlarda değişikliğe tabi olduğu anlaşılmaktadır:

MF yoğunluğu değişiklikleri – vektör B;
konturla sınırlanan alan değişir;
açıyla belirtilen aralarındaki yönelim değişir.

Faraday'ın ilk deneylerinde, manyetik alan B değiştirilerek indüklenen akımlar elde edildi. Bununla birlikte, mıknatısı hareket ettirmeden veya akımı değiştirmeden, sadece bobini MF'deki kendi ekseni etrafında döndürerek bir emk'yi indüklemek mümkündür. İÇİNDE bu durumdaα açısındaki değişiklik nedeniyle manyetik akı değişir. Bobin döndüğünde MF çizgilerini geçer ve bir EMF oluşur.

Bobin düzgün bir şekilde dönüyorsa, bu periyodik değişiklik şu şekilde sonuçlanır: periyodik değişim manyetik akı. Veya her saniyede geçen MP alan çizgilerinin sayısı eşit değerler düzenli aralıklarla.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/4-10-768x536..jpg 900w"sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

MP'de konturun dönüşü

Önemli!İndüklenen emk, yönelimle birlikte zamanla pozitiften negatife ve tersi yönde değişir. Grafik gösterimi EMF sinüzoidal bir çizgidir.

Elektromanyetik indüksiyonun EMF formülü için aşağıdaki ifade kullanılır:

E = B x ω x S x N x sin ωt, burada:

S – alan bir dönüş veya çerçeveyle sınırlıdır;
N – dönüş sayısı;
ω – açısal hız bobinin döndüğü;
B – MP indüksiyonu;
açı α = ωt.

Pratikte, alternatif akım jeneratörlerinde bobin genellikle sabit kalır (stator) ve elektromıknatıs onun etrafında döner (rotor).

Kendinden kaynaklı emk

Bobinden geçtiğinde klima, bir emf'yi indükleyen değişen bir manyetik akıya sahip olan alternatif bir MF üretir. Bu etkiye kendi kendine indüksiyon denir.

MF akım yoğunluğuyla orantılı olduğundan:

burada L, geometrik büyüklüklerle belirlenen endüktanstır (H): birim uzunluk başına sarım sayısı ve kesit boyutları.

İndüklenmiş emk için formül şu şekli alır:

E = - L x dI/dt.

Karşılıklı indüksiyon

İki bobin yan yana yerleştirilirse, her iki devrenin geometrisine ve birbirlerine göre yönelimlerine bağlı olarak içlerinde karşılıklı endüksiyon emf'si indüklenir. Devrelerin ayrılması arttıkça, onları bağlayan manyetik akı azaldıkça karşılıklı endüktans azalır.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-5.jpg 680w"size="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Karşılıklı indüksiyon

İki bobin olsun. Bir I1 akımı, N1 dönüşlü bir bobinin telinden akar ve N2 dönüşlü bobinden geçen bir MF oluşturur. Daha sonra:

İkinci bobinin birinciye göre karşılıklı endüktansı:

M21 = (N2 x F21)/I1;

Manyetik Akı:

F21 = (M21/N2) x I1;

İndüklenen emk'yi bulalım:

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt;

İlk bobinde aynı şekilde bir EMF indüklenir:

E1 = - M12 x dI2/dt;

Önemli! Bir bobindeki karşılıklı indüksiyonun neden olduğu elektromotor kuvvet her zaman diğerindeki elektrik akımındaki değişiklikle orantılıdır.

Karşılıklı endüktans şuna eşit kabul edilebilir:

M12 = M21 = M.

Buna göre E1 = - M x dI2/dt ve E2 = M x dI1/dt.

M = K √ (L1 x L2),

burada K, iki endüktans arasındaki bağlantı katsayısıdır.

Karşılıklı indüksiyon olgusu, transformatörlerde - alternatif bir elektrik akımının voltajının değerini değiştirmenize izin veren elektrikli cihazlarda kullanılır. Cihaz, bir çekirdek etrafına sarılmış iki bobinden oluşur. İlkinde mevcut olan akım, manyetik devrede değişen bir MF, diğer bobinde ise bir elektrik akımı yaratır. İlk sargının sarım sayısı diğerinden azsa voltaj artar ve bunun tersi de geçerlidir.

Büyüklüğü değişen bir akım her zaman değişen bir manyetik alan yaratır ve bu da her zaman bir emk'yi indükler. Bobindeki (veya genel olarak iletkendeki) akımda herhangi bir değişiklik olduğunda, içinde kendi kendine endüktif bir emf indüklenir. Kendi manyetik akısındaki bir değişiklik nedeniyle bir bobinde bir emk indüklendiğinde, bu emk'nin büyüklüğü akımın değişim hızına bağlıdır. Akımın değişim hızı ne kadar büyük olursa, kendi kendine indüksiyon emk'si de o kadar büyük olur. Kendi kendine indüksiyon emf'sinin büyüklüğü aynı zamanda bobinin dönüş sayısına, sargılarının yoğunluğuna ve bobinin boyutuna da bağlıdır. Bobinin çapı, dönüş sayısı ve sarımın yoğunluğu ne kadar büyük olursa, kendi kendine indüksiyon emk'si de o kadar büyük olur. Kendi kendine indüksiyon emf'sinin bobindeki akımın değişim hızına, dönüş sayısına ve boyutlarına olan bağımlılığı büyük değer elektrik mühendisliğinde. Kendi kendine indüksiyon emk'sinin yönü Lenz yasası ile belirlenir. Kendi kendine indüksiyonlu EMF her zaman kendisine neden olan akımdaki değişikliği önleyecek bir yöne sahiptir.

Işık dağılımı (ışık ayrışması), bağımlılığın neden olduğu bir olgudur mutlak gösterge Bir maddenin ışığın frekansında (veya dalga boyunda) kırılması (frekans dağılımı) veya aynı şey bağımlılık faz hızı dalga boyu (veya frekans) üzerinde bir maddedeki ışık. Teorik olarak çok daha sonra oldukça iyi bir şekilde açıklanmasına rağmen, 1672 civarında Newton tarafından deneysel olarak keşfedildi.

Uzaysal dağılım tensörün bağımlılığıdır dielektrik sabiti dalga vektöründen çevre. Bu bağımlılık, uzaysal kutuplaşma etkileri adı verilen bir dizi olguya neden olur.

En çok biri açıklayıcı örnekler dağılım - bir prizmadan geçerken beyaz ışığın ayrışması (Newton deneyi). Dağılma olgusunun özü, farklı dalga boylarına sahip ışık ışınlarının yayılma hızlarındaki farktır. şeffaf madde - optik ortam(oysa boşlukta ışığın hızı, dalga boyuna ve dolayısıyla rengine bakılmaksızın her zaman aynıdır). Tipik olarak, ışık dalgasının frekansı ne kadar yüksek olursa, daha fazla gösterge ortamın kırılması ve ortamdaki dalga hızının düşük olması:

Kırmızı ışığın ortamda maksimum yayılma hızı vardır ve kırılma derecesi minimumdur,

ışık tarafından mor ortamdaki yayılma hızı minimumdur ve kırılma derecesi maksimumdur.

Beyaz ışığın prizma yoluyla spektruma ayrıştırılması çok uzun zamandır bilinmektedir. Ancak Newton'dan önce kimse bu olguyu anlayamamıştı.

Optikle ilgilenen bilim adamları, rengin doğası sorusuyla ilgileniyorlardı. En yaygın görüş şuydu beyaz ışıkçok basit. İçinde meydana gelen bazı değişiklikler sonucunda renkli ışınlar elde edilir. Vardı çeşitli teorilerüzerinde durmayacağımız bu konu üzerinde.

Beyaz ışığın bir spektruma ayrışması olgusunu inceleyen Newton, beyaz ışığın karmaşık bir ışık olduğu sonucuna vardı. Basit renkli ışınların toplamıdır.

Newton basit bir kurulumla çalıştı. Karanlık odanın penceresinin panjurunda küçük bir delik açılmıştı. Bu delikten dar bir ışın geçti güneş ışığı. yolda ışık huzmesi Bir prizma yerleştirildi ve prizmanın arkasına bir ekran yerleştirildi. Ekranda Newton, sanki birçok renkli daireden oluşuyormuş gibi bir spektrum, yani yuvarlak bir deliğin uzun bir görüntüsünü gözlemledi. Bu durumda, mor ışınlar en büyük sapmaya - spektrumun bir ucunda - ve en küçük sapma - kırmızı - spektrumun diğer ucuna sahipti.

Ancak bu deney henüz beyaz ışığın karmaşıklığının ve basit ışınların varlığının kesin kanıtı değildi. Bu çok iyi biliniyordu ve bundan, beyaz ışığın bir prizmadan geçerken ayrışmadığı sonucuna varılabilirdi. basit ışınlar, ancak Newton'dan önce birçok kişinin düşündüğü gibi değişiyor.

25 Numaralı Bilet Sorunu

N = 120 dönüş içeren bir bobinin manyetik alanının enerjisini W belirleyin, eğer i = 7,5 A akım gücünde dışarıya doğru manyetik akı Ф = 2,3 * 10^-3 Wb'ye eşitse

Solenoidin tüm N dönüşlerine nüfuz eden manyetik akı, Ф=B*S*N formülü kullanılarak hesaplanabilir, ancak bize verilen koşula göre (dönüş sayısı dikkate alınarak), o zaman manyetik enerji bobinin alanı

W=Ф*i/2=2,3*10^-3*7,5/2=8,6*10^-3 J

Cevap 8.6*10^-3J

1. Çekirdeğin yapısı. Atom modeli. Rutherford'un deneyleri.

2. Transformatör. Cihaz, çalışma prensibi, uygulama.

3. Her biri paralel bağlı 4 μF kapasiteli 20 adet aynı kapasitörden oluşan bir pilin deşarjı sırasında 10 J ısı açığa çıkar. Kapasitörlerin hangi potansiyel farkına kadar yüklendiğini belirleyin.

26 Numaralı Biletin Cevapları

1) Atom çekirdeği- orta kısım kütlesinin büyük kısmının yoğunlaştığı atom (%99,9'dan fazla). Çekirdek pozitif yüklüdür; çekirdeğin yükü, atomun atandığı kimyasal element tarafından belirlenir. Çekirdek boyutları farklı atomlar birkaç femtometreye tekabül eder, bu da 10 bin kattan fazladır daha küçük boyutlar atomun kendisi.

Nükleer fizik atom çekirdeklerini inceler.

Atom çekirdeği, birbirine bağlı olan nükleonlardan (pozitif yüklü protonlar ve nötr nötronlar) oluşur. güçlü etkileşim. Proton ve nötronun kendisine eşit ve onunla ilişkili kendi açısal momentumu (spin) vardır. manyetik moment. Çekirdeğinde nötron içermeyen tek atom hafif hidrojendir (protium).

Atom çekirdeği, bir parçacık sınıfı olarak kabul edilir. belli bir sayı Proton ve nötronlara genellikle nüklid denir.

Atom, mikroskobik büyüklükte ve kütlede bir madde parçacığıdır. en küçük kısımÖzelliklerinin taşıyıcısı olan kimyasal element.

Bir atom oluşur atom çekirdeği ve elektronlar. Çekirdekteki protonların sayısı elektronların sayısıyla çakışırsa, atom bir bütün olarak elektriksel olarak nötr hale gelir. Aksi takdirde bazı olumlu veya negatif yük ve iyon denir. Bazı durumlarda atomlar, çekirdeğin yükünün elektronların toplam yüküne eşit olduğu ve dolayısıyla onları elektrik yüklü iyonlarla karşılaştıran elektriksel olarak nötr sistemler olarak anlaşılır.

Atomun kütlesinin neredeyse tamamını (%99,9'dan fazlasını) taşıyan çekirdek, güçlü kuvvetle birbirine bağlanan pozitif yüklü protonlar ve yüksüz nötronlardan oluşur. Atomlar çekirdekteki proton ve nötron sayısına göre sınıflandırılır: Z proton sayısı şuna karşılık gelir: seri numarası içindeki atom periyodik tablo Mendeleev ve bazılarına ait olduğunu belirliyor kimyasal element ve nötronların sayısı N - bu elementin belirli bir izotopuna. Çekirdeğinde nötron içermeyen tek atom hafif hidrojendir (protium). Z sayısı aynı zamanda toplam pozitifliği de belirler. elektrik yükü Atom çekirdeğinin (Ze) ve nötr bir atomdaki elektronların sayısı, onun boyutunu belirler.

Atomlar çeşitli türler V farklı miktarlar atomlar arası bağlarla birbirine bağlanan moleküller oluşur.