Çfarë është emf i vetë-induksionit? Çfarë është vetë-induksioni - shpjegimi me fjalë të thjeshta

Një rrymë elektrike që kalon përmes një përcjellësi krijon një fushë magnetike rreth tij. Fluksi magnetik Ф përmes qarkut nga ky përcjellës është proporcional me modulin e induksionit B të fushës magnetike brenda qarkut, dhe induksioni i fushës magnetike, nga ana tjetër, është proporcional me fuqinë e rrymës në përcjellës. Prandaj, fluksi magnetik përmes qarkut është drejtpërdrejt proporcional me rrymën në qark:

Koeficienti i proporcionalitetit midis rrymës I në qark dhe fluksit magnetik Ф të krijuar nga kjo rrymë quhet induktivitet. Induktanca varet nga madhësia dhe forma e përcjellësit, nga vetitë magnetike të mjedisit në të cilin ndodhet përcjellësi.

Njësia e induktivitetit.

Henry merret si njësia e induktivitetit në Sistemin Ndërkombëtar. Kjo njësi përcaktohet në bazë të formulës (55.1):

Induktanca e qarkut është e barabartë nëse, në një rrymë konstante prej 1 A, fluksi magnetik përmes qarkut është

Vetë-induksion.

Kur rryma në spiral ndryshon, fluksi magnetik i krijuar nga kjo rrymë ndryshon. Një ndryshim në fluksin magnetik që depërton në spiral duhet të bëjë që EMF induksioni të shfaqet në spiral. Fenomeni i induksionit EMF në

një qark elektrik si rezultat i një ndryshimi në fuqinë e rrymës në këtë qark quhet vetë-induksion.

Në përputhje me rregullin e Lenz, EMF i vetë-induksionit parandalon rritjen e rrymës kur qarku është i ndezur dhe zvogëlohet në rrymën kur qarku është i fikur.

Fenomeni i vetë-induksionit mund të vërehet duke mbledhur një qark elektrik nga një spiral me induktancë të lartë, një rezistencë, dy llamba inkandeshente identike dhe një burim aktual (Fig. 197). Rezistenca duhet të ketë të njëjtën rezistencë elektrike si tela spirale. Përvoja tregon se kur qarku është i mbyllur, LGGMPA elektrike e lidhur në seri me mbështjellës ndizet disi më vonë sesa llamba e lidhur në seri me rezistencën. Rritja e rrymës në qarkun e spirales gjatë mbylljes parandalohet nga EMF i vetë-induksionit, i cili ndodh kur fluksi magnetik në spiral rritet. Kur furnizimi me energji është i shkëputur, të dy llambat pulsojnë. Në këtë rast, rryma në qark mbështetet nga vetë-induksioni EMF që ndodh kur fluksi magnetik në spiral zvogëlohet.

EMF i vetë-induksionit që lind në një spirale me induktancë sipas ligjit të induksionit elektromagnetik është e barabartë me

EMF i vetë-induksionit është drejtpërdrejt proporcional me induktivitetin e spirales dhe shpejtësinë e ndryshimit të rrymës në spiral.

Duke përdorur shprehjen (55.3), ne mund të japim një përkufizim të dytë të njësisë së induktivitetit: një element i një qarku elektrik ka induktivitet nëse, me një ndryshim uniform të forcës aktuale të qarkut nga 1 A për 1 s, një EMF i vetvetes -induksioni i 1 V shfaqet në të.

Energjia e fushës magnetike.

Kur induktori shkëputet nga burimi i rrymës, një llambë inkandeshente e lidhur paralelisht me spiralën jep një shkrepje të shkurtër. Rryma në qark lind nën veprimin e EMF të vetë-induksionit. Burimi i energjisë i lëshuar në këtë rast në qarkun elektrik është fusha magnetike e mbështjelljes.

Energjia e fushës magnetike të induktorit mund të llogaritet në mënyrën vijuese. Për të thjeshtuar llogaritjen, merrni parasysh një rast të tillë kur, pasi të shkëputni spiralën nga burimi, rryma në qark zvogëlohet me kohën sipas një ligji linear. Në këtë rast, EMF i vetë-induksionit ka një vlerë konstante të barabartë me

Në këtë mësim, ne do të mësojmë se si dhe nga kush u zbulua fenomeni i vetë-induksionit, ne do të shqyrtojmë përvojën me të cilën do të demonstrojmë këtë fenomen, ne do të përcaktojmë se vetë-induksioni është një rast i veçantë i induksionit elektromagnetik. Në fund të mësimit, ne do të prezantojmë një sasi fizike që tregon varësinë e EMF të vetë-induksionit nga madhësia dhe forma e përcjellësit dhe nga ambienti në të cilin ndodhet përcjellësi, d.m.th. induktiviteti.

Henry shpiku spirale të rrafshëta prej shiriti bakri me të cilat ai arriti efekte të fuqisë që ishin më të theksuara sesa me solenoidet me tela. Shkencëtari vuri re se kur një spiral i fuqishëm është në qark, rryma në këtë qark arrin vlerën e saj maksimale shumë më ngadalë sesa pa një spiral.

Figura: 2. Skema e konfigurimit eksperimental D. Henry

Në fig. 2 tregon një diagram elektrik të një konfigurimi eksperimental, mbi bazën e të cilit mund të demonstrohet fenomeni i vetë-induksionit. Qarku elektrik përbëhet nga dy llamba të lidhura paralele të lidhura përmes një çelësi në një burim DC. Një spirale është e lidhur në seri me një nga llambat. Pas mbylljes së qarkut, mund të shihet që llamba, e cila është e lidhur në seri me mbështjellësin, ndizet më ngadalë se llamba e dytë (Fig. 3).

Figura: 3. Inkandesencë e ndryshme e llambave në momentin e ndezjes së qarkut

Kur burimi shkëputet, drita e lidhur në seri me mbështjellësin del më ngadalë se drita e dytë.

Pse dritat nuk fiken në të njëjtën kohë

Kur çelësi është i mbyllur (Fig. 4), për shkak të shfaqjes së EMF të vetë-induksionit, rryma në llambë me spirale rritet më ngadalë, prandaj kjo llambë ndizet më ngadalë.

Figura: 4. Mbyllja e çelësit

Kur çelësi hapet (Fig. 5), EMF në shfaqje e vetë-induksionit parandalon rënien e rrymës. Prandaj, rryma vazhdon të rrjedhë për disa kohë. Nevojitet një lak i mbyllur që të ekzistojë rryma. Ekziston një qark i tillë në qark, ai përmban të dy llamba. Prandaj, kur hapet qarku, llambat duhet të shkëlqejnë njësoj për disa kohë, dhe vonesa e vërejtur mund të shkaktohet nga arsye të tjera.

Figura: 5. Hapja e çelësit

Merrni parasysh proceset që ndodhin në këtë qark kur çelësi mbyllet dhe hapet.

1. Mbyllja e çelësit.

Qarku përmban një spirale përçuese. Lëreni rrymën në këtë lak të rrjedhë në drejtim të kundërt të akrepave të sahatit. Atëherë fusha magnetike do të drejtohet lart (Fig. 6).

Kështu, lak rezulton të jetë në hapësirën e fushës së vet magnetike. Me një rritje të rrymës, lak do ta gjejë veten në hapësirën e fushës magnetike që ndryshon të rrymës së vet. Nëse rryma rritet, atëherë edhe fluksi magnetik i krijuar nga kjo rrymë rritet. Siç e dini, me një rritje të fluksit magnetik që depërton në rrafshin e qarkut, një forcë elektromotore e induksionit lind në këtë qark dhe, si pasojë, një rrymë induksioni. Sipas rregullit të Lenz, kjo rrymë do të drejtohet në mënyrë të tillë që fusha e saj magnetike të parandalojë ndryshimin e fluksit magnetik që depërton në rrafshin e qarkut.

Kjo është, për atë që konsiderohet në Fig. 6 kthesa, rryma e induksionit duhet të drejtohet në drejtim të akrepave të orës (Fig. 7), duke parandaluar kështu rritjen e rrymës së vetë spirales. Si pasojë, kur çelësi është i mbyllur, rryma në qark nuk rritet menjëherë për shkak të faktit se në këtë qark shfaqet një rrymë induksioni i frenimit, e drejtuar në drejtim të kundërt.

2. Hapja e çelësit

Kur çelësi hapet, rryma në qark zvogëlohet, gjë që çon në uljen e fluksit magnetik përmes rrafshit të lakut. Një rënie në fluksin magnetik çon në shfaqjen e një EMF të induksionit dhe rrymës së induksionit. Në këtë rast, rryma e induksionit drejtohet në të njëjtin drejtim me rrymën e vetë spirales. Kjo çon në një ngadalësim në prishjen e vetë-rrymës.

Prodhimi:kur rryma në një përcjellës ndryshon, një induksion elektromagnetik ndodh në të njëjtin përcjellës, i cili gjeneron një rrymë induksioni të drejtuar në mënyrë të tillë që të parandalojë çdo ndryshim të rrymës së brendshme në përcjellës (Fig. 8). Ky është thelbi i fenomenit të vetë-induksionit. Vetë-induksioni është një rast i veçantë i induksionit elektromagnetik.

Figura: 8. Momenti i ndezjes dhe fikjes së qarkut

Formula për gjetjen e induksionit magnetik të një përcjellësi të drejtë me rrymë:

ku është induksioni magnetik; - konstante magnetike; - forca aktuale; është distanca nga përcjellësi në pikë.

Fluksi i induksionit magnetik përmes bllokut është:

ku është sipërfaqja që depërtohet nga fluksi magnetik.

Kështu, fluksi i induksionit magnetik është proporcional me sasinë e rrymës në përcjellës.

Për një spirale në të cilën është numri i kthesave dhe është gjatësia, induksioni magnetik përcaktohet nga marrëdhënia e mëposhtme:

Fluksi magnetik i gjeneruar nga një spiral me një numër kthesash N, është e barabartë me:

Duke zëvendësuar formulën për induksionin e fushës magnetike në këtë shprehje, ne marrim:

Raporti i numrit të kthesave në gjatësinë e spirales shënohet me numrin:

Ne marrim shprehjen përfundimtare për fluksin magnetik:

Nga relacioni i marrë mund të shihet se vlera e fluksit varet nga madhësia e rrymës dhe nga gjeometria e spirales (rrezja, gjatësia, numri i kthesave). Një vlerë e barabartë me quhet induktivitet:

Njësia e masës për induktivitet është henry:

Prandaj, fluksi i induksionit magnetik të shkaktuar nga rryma në spiral është:

Duke marrë parasysh formulën për EMF të induksionit, zbulojmë se EMF i vetë-induksionit është i barabartë me produktin e shpejtësisë së ndryshimit të rrymës nga induktiviteti, marrë me shenjën "-":

Vetë-induksion - ky është fenomeni i shfaqjes së induksionit elektromagnetik në një përcjellës kur ndryshon fuqia e rrymës që rrjedh përmes këtij përcjellësi.

Forca elektromotore e vetë-induksionit është në përpjesëtim të drejtë me shpejtësinë e ndryshimit të rrymës që rrjedh përmes përcjellësit, e marrë me një shenjë minus. Raporti i aspektit quhet induktancë, e cila varet nga parametrat gjeometrikë të përcjellësit.

Një përcjellës ka një induktancë prej 1 H nëse, me një shpejtësi ndryshimi të rrymës në përcjellësin prej 1 A për sekondë, në këtë përcjellës lind një forcë vetë-induktuese elektromotore.

Një person ndeshet me fenomenin e vetë-induksionit çdo ditë. Çdo herë, duke ndezur ose fikur dritën, ne mbyllim ose hapim qarkun, ndërkohë që rrymat induktive emocionuese. Ndonjëherë këto rryma mund të arrijnë vlera aq të larta sa që një shkëndijë kërcen brenda çelësit, gjë që mund ta shohim.

Lista e referencave

  1. Myakishev G.Ya. Fizika: Libër mësuesi. për 11 cl. arsimi i përgjithshëm. institucionet. - M.: Edukimi, 2010.
  2. Kasyanov V.A. Fizika. Klasa e 11-të: Libër mësuesi. për arsimin e përgjithshëm. institucionet. - M.: Bustard, 2005
  3. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I., Fizikë 11. - M.: Mnemosina.
  1. Portali i internetit Myshared.ru ().
  2. Physics.ru Portali i Internetit ().
  3. Festival.1 shtator.ru Portali i Internetit ().

Detyre shtepie

  1. Pyetjet në fund të paragrafit 15 (f. 45) - Myakishev G.Ya. Fizika 11 (shih listën e leximeve të rekomanduara)
  2. Cili dirigjent ka induktivitet prej 1 Henry?

Ky fenomen quhet vetë-induksion. (Koncepti lidhet me konceptin e induksionit reciprok, duke qenë, si të thuash, një rast i veçantë i tij).

Drejtimi i EMF të vetë-induksionit gjithmonë rezulton të jetë i tillë që me një rritje të rrymës në qark, EMF i vetë-induksionit parandalon këtë rritje (të drejtuar kundër rrymës) dhe me një rënie të rrymës - një rënie (bashkë-drejtimi me rrymën). Nga kjo veti, EMF i vetë-induksionit është i ngjashëm me forcën e inercisë.

Vlera e EMF të vetë-induksionit është proporcionale me shkallën e ndryshimit të fuqisë aktuale:

.

Raporti i aspektit quhet koeficienti i vetë-induksionit ose induktancë kontur (spiral).

Vetë-induksioni dhe rryma sinusoidale

Në rastin e një varësie sinusoidale të rrymës që rrjedh përmes spirales në kohë, EMF vetë-induktive në spirale mbetet prapa rrymës në fazë nga (domethënë me 90 °), dhe amplituda e këtij EMF është proporcionale me amplituda, frekuenca dhe induktanca aktuale e rrymës. Mbi të gjitha, shkalla e ndryshimit të një funksioni është derivati \u200b\u200bi tij i parë, a.

Për të llogaritur qarqet pak a shumë komplekse që përmbajnë elemente induktive, domethënë kthesat, mbështjelljet, etj., Pajisjet në të cilat vërehet vetë-induksioni (veçanërisht, plotësisht linear, domethënë, nuk përmbajnë elemente jolineare) në rastin e rrymave sinusoidale dhe tensioneve, përdoret metoda e impedancave komplekse, ose, në raste më të thjeshta, një version më pak i fuqishëm, por më vizual i tij është metoda e diagrameve vektoriale.

Vini re se gjithçka e përshkruar është e zbatueshme jo vetëm drejtpërdrejt për rrymat sinusoidale dhe tensionet, por edhe për ato praktikisht arbitrare, pasi që kjo e fundit mund të zgjerohet pothuajse gjithmonë në një seri ose një integral të Furierit dhe kështu të reduktohet në ato sinusoidale.

Në lidhje pak a shumë të drejtpërdrejtë me këtë, mund të përmendim zbatimin e fenomenit të vetë-induksionit (dhe, në përputhje me rrethanat, induktorët) në një larmi qarqesh lëkundëse, filtrash, linjash vonesë dhe qarqesh të tjera të ndryshme të elektronikës dhe inxhinierisë elektrike.

Vetë-induksion dhe valë aktuale

Për shkak të fenomenit të vetë-induksionit në një qark elektrik me një burim EMF, kur qarku është i mbyllur, rryma nuk vendoset menjëherë, por pas njëfarë kohe. Procese të ngjashme ndodhin kur hapet qarku, ndërsa (me një hapje të mprehtë) vlera e EMF të vetë-induksionit në këtë moment mund të tejkalojë ndjeshëm EMF të burimit.

Më shpesh në jetën e përditshme, përdoret në mbështjellje të ndezjes së makinës. Tensioni tipik i ndezjes në tensionin e baterisë 12V është 7-25 kV. Sidoqoftë, teprica e EMF në qarkun e daljes mbi EMF të baterisë është këtu për shkak jo vetëm të një ndërprerje të mprehtë të rrymës, por edhe të raportit të transformimit, pasi që shpesh nuk përdoret një induktor i thjeshtë, por një transformator spiralja, mbështjellja sekondare e së cilës zakonisht ka shumë herë më shumë kthesa (domethënë, në shumicën e rasteve, qarku është disi më kompleks sesa ai, funksionimi i të cilit do të shpjegohet plotësisht përmes vetë-induksionit; megjithatë, fizika e funksionimit të saj, dhe në këtë version, pjesërisht përkon me fizikën e qarkut me një spirale të thjeshtë).

Ky fenomen përdoret gjithashtu për të ndezur llambat fluoreshente në një qark standard tradicional (këtu po flasim për një qark me një induktor të thjeshtë - një mbytje).

Përveç kësaj, gjithmonë duhet të merret parasysh gjatë hapjes së kontakteve, nëse rryma rrjedh përmes ngarkesës me induktancë të dukshme: kërcimi EMF në zhvillim mund të çojë në prishjen e hendekut të kontaktit dhe / ose efekte të tjera të padëshirueshme, për të shtypur cilat në rast, si rregull, është e nevojshme të merren masa të ndryshme të veçanta.

Shënime

Lidhje

  • Për vetë-induksionin dhe induksionin e ndërsjellë nga "Shkolla për një Elektricist"

Fondacioni Wikimedia. 2010

Shihni se çfarë është "Vetë-induksioni" në fjalorët e tjerë:

    Vetë-induksion ... Fjalori drejtshkrimor-referencë

    Shfaqja e një emf induksioni në një qark përçues kur forca aktuale ndryshon në të; raste të veçanta të induksionit elektromagnetik. Kur rryma në qark ndryshon, fluksi magnetik ndryshon. induksion përmes sipërfaqes së kufizuar nga kjo kontur, duke rezultuar në ... Enciklopedia fizike

    Nxitja e forcës elektromotore të induksionit (emf) në një qark elektrik kur ndryshon rryma elektrike në këtë qark; një rast i veçantë i induksionit elektromagnetik. Forca elektromotore e vetë-induksionit është drejtpërdrejt proporcionale me shpejtësinë e ndryshimit të rrymës; ... ... Fjalor i madh Enciklopedik

    VETFVENDIMI, vetë-induksioni, gratë. (fizike). 1. vetëm njësitë. Fenomeni, i cili konsiston në faktin se kur rryma ndryshon në përcjellës, atëherë në të shfaqet një forcë elektromotore, e cila parandalon këtë ndryshim. Spiralja e vetë-induksionit. 2. Një pajisje me ... ... Fjalori shpjegues i Ushakov

    - (Vetë induksion) 1. Një pajisje me një rezistencë induktive. 2. Fenomeni, i cili konsiston në faktin se kur një rrymë elektrike ndryshon në madhësi dhe drejtim në një përcjellës, atëherë në të lind një forcë elektromotore, duke parandaluar këtë ... ... Fjalor Detar

    Drejtimi i forcës elektromotore në tela, si dhe në mbështjelljet e elektrostit. makineritë, transformatorët, aparatet dhe pajisjet kur madhësia ose drejtimi i elektricitetit që rrjedh nëpër to ndryshon. aktual Rryma që rrjedh përmes telave dhe mbështjelljeve krijon rreth tyre ... ... Fjalori teknik hekurudhor

    Vetë-induksion - induksioni elektromagnetik i shkaktuar nga një ndryshim në fluksin magnetik të ngjitur në qark për shkak të rrymës elektrike në këtë qark ... Burimi: ENGINEERING ELEKTRIKE. KUSHTET DHE PFRKUFIZIMET E KONCEPTEVE THEMELORE. GOST R 52002 2003 (miratuar nga ... ... Terminologjia zyrtare

    Sush., Numri i sinonimeve: 1 ngacmim i forcës elektromotore (1) Fjalor sinonimi ASIS. V.N. Trishin. 2013 ... Fjalor sinonim

    vetindukimi - Induksioni elektromagnetik, i shkaktuar nga një ndryshim në fluksin magnetik të ngjitur në një qark, për shkak të rrymës elektrike në këtë qark. [GOST R 52002 2003] EN induksion elektromagnetik vetë-induktiv në një tub të rrymës për shkak të ndryshimeve Udhëzues për përkthyesin teknik

    VET -NDUKIMI - një rast i veçantë i induksionit elektromagnetik (shih (2)), që konsiston në shfaqjen e një EMF të induktuar (të induktuar) në një qark dhe i shkaktuar nga ndryshimet në kohë të fushës magnetike të krijuar nga një rrymë e ndryshueshme që rrjedh në të njëjtin qark. .. ... Enciklopedia e Madhe Politeknike

Libra

  • Një grup tryezash. Fizika. Elektrodinamika (10 tabela) ,. Album edukativ me 10 fletë. Rryma elektrike, forca e rrymës. Rezistenca. Ligji i Ohmit për një pjesë të një zinxhiri. Rezistenca e përcjellësit kundrejt temperaturës. Lidhja e telave. EMF Ligji i Ohmit

Vetë-induksion

Secili përcjellës përmes të cilit rrjedh rryma është në fushën e vet magnetike.

Kur rryma në përcjellës ndryshon, fusha m.ndryshon, d.m.th. fluksi magnetik i krijuar nga kjo rrymë ndryshon. Një ndryshim në fluksin magnetik çon në shfaqjen e një fushe elektrike vorbull dhe një EMF i induksionit shfaqet në qark.

Ky fenomen quhet vetë-induksion.

Vetë-induksioni është fenomeni i EMF induksionit në një qark elektrik si rezultat i një ndryshimi në forcën e rrymës.
EMF që rezulton quhet EMF i vetë-induksionit

Manifestimi i fenomenit të vetë-induksionit

Mbyllja e qarkut

Kur mbyllet në një qark elektrik, rritet një rrymë, e cila shkakton një rritje të fluksit magnetik në spiral, një fushë elektrike vorbull shfaqet e drejtuar kundër rrymës, domethënë, një spiral i vetë-induksionit lind në spiral, i cili parandalon një rritje në rrymë në qark (fusha e vorbullës ngadalëson elektronet).
Si rezultat, L1 ndizet më vonë se L2.

Qark i hapur

Kur hapet qarku elektrik, rryma zvogëlohet, ndodh një rënie në shpejtësinë e rrjedhës në spirale, shfaqet një fushë elektrike vorbull, e drejtuar si një rrymë (që tenton të ruajë të njëjtën forcë të rrymës), d.m.th. EMF i vetë-induksionit shfaqet në spiralë, e cila ruan rrymën në qark.
Si rezultat, A pulson me shkëlqim kur fiket.

Në inxhinieri elektrike, fenomeni i vetë-induksionit manifestohet kur qarku është i mbyllur (rryma elektrike rritet gradualisht) dhe kur hapet qarku (rryma elektrike nuk zhduket menjëherë).

INDUKTANCA

Nga varet EMF i vetë-induksionit?

Rryma elektrike krijon fushën e vet magnetike. Fluksi magnetik përmes qarkut është proporcional me induksionin magnetik (F ~ B), induksioni është proporcional me rrymën në përcjellës
(B ~ I), prandaj fluksi magnetik është proporcional me fuqinë aktuale (Ф ~ I).
EMF i vetë-induksionit varet nga shpejtësia e ndryshimit të rrymës në qark elektrik, nga vetitë e përcjellësit (madhësia dhe forma) dhe nga depërtueshmëria relative magnetike e mjedisit në të cilin ndodhet përcjellësi.
Sasia fizike që tregon varësinë e EMF të vetë-induksionit nga madhësia dhe forma e përcjellësit dhe nga ambienti në të cilin ndodhet përcjellësi quhet koeficienti ose induktiviteti i vetë-induksionit.

Induktanca është një madhësi fizike që është numerikisht e barabartë me EMF të vetë-induksionit që ndodh në qark kur forca aktuale ndryshon me 1 Amper në 1 sekondë.
Gjithashtu induktanca mund të llogaritet duke përdorur formulën:

ku Ф është fluksi magnetik përmes qarkut, unë është rryma në qark.

Njësitë SI të induktivitetit:

Induktiviteti i spirales varet nga:
numri i kthesave, madhësia dhe forma e spirales dhe përshkueshmëria relative magnetike e mjedisit (ndoshta një bërthamë).


EMF E VETFNDUKIMIT

EMF vetë-induktive parandalon rritjen e rrymës kur qarku ndizet dhe uljen e rrymës kur hapet qarku.


ENERGJIA E FUSHS MAGNETIKE AKTUALE

Rreth një përcjellësi me rrymë ekziston një fushë magnetike që ka energji.
Nga vjen? Burimi aktual i përfshirë në qark elektrik ka një rezervë të energjisë.
Në momentin e mbylljes së qarkut elektrik, burimi aktual shpenzon një pjesë të energjisë së tij për të kapërcyer veprimin e EMF-it të vetë-induksionit. Kjo pjesë e energjisë, e quajtur vetë-energjia e rrymës, përdoret për të formuar fushën magnetike.

Energjia e fushës magnetike është e barabartë me vetë-energjinë e rrymës.
Vetë-energjia e rrymës është numerikisht e barabartë me punën që duhet të bëjë burimi i rrymës për të kapërcyer EMF të vetë-induksionit në mënyrë që të krijojë një rrymë në qark.

Energjia e fushës magnetike e krijuar nga rryma është drejtpërdrejt proporcionale me katrorin e fuqisë aktuale.
Ku shkon energjia e fushës magnetike pasi ndalet rryma? - bie në sy (kur hapni një qark me një rrymë mjaft të lartë, mund të ndodhë një shkëndijë ose hark)


PYETJE P TOR TEST T T PUNS

me temën "Induksioni elektromagnetik"

1. Renditni 6 mënyra për të marrë rrymën e induksionit.
2. Fenomeni i induksionit elektromagnetik (përkufizimi).
3. Rregulli i Lenz.
4. Fluksi magnetik (përkufizimi, vizatimi, formula, sasitë hyrëse, njësia e tyre e matjes).
5. Ligji i induksionit elektromagnetik (përkufizimi, formula).
6. Karakteristikat e fushës elektrike të vorbullës.
7. EMF e induksionit të një përcjellësi që lëviz në një fushë magnetike uniforme (arsyeja e paraqitjes, vizatimi, formula, sasitë hyrëse, njësitë e tyre).
8. Vetë-induksioni (shkurtimisht manifestimi në inxhinieri elektrike, përkufizimi).
9. EMF i vetë-induksionit (veprimi dhe formula e tij).
10. Induktanca (përkufizimi, formula, njësitë).
11. Energjia e fushës magnetike të rrymës (formula nga ku shfaqet energjia e m. Fusha e rrymës, ku ajo zhduket kur rryma ndalet).

Në këtë mësim, ne do të mësojmë se si dhe nga kush u zbulua fenomeni i vetë-induksionit, ne do të shqyrtojmë përvojën me të cilën do të demonstrojmë këtë fenomen, ne do të përcaktojmë se vetë-induksioni është një rast i veçantë i induksionit elektromagnetik. Në fund të mësimit, ne do të prezantojmë një sasi fizike që tregon varësinë e EMF të vetë-induksionit nga madhësia dhe forma e përcjellësit dhe nga ambienti në të cilin ndodhet përcjellësi, d.m.th. induktiviteti.

Henry shpiku spirale të rrafshëta prej shiriti bakri me të cilat ai arriti efekte të fuqisë që ishin më të theksuara sesa me solenoidet me tela. Shkencëtari vuri re se kur një spiral i fuqishëm është në qark, rryma në këtë qark arrin vlerën e saj maksimale shumë më ngadalë sesa pa një spiral.

Figura: 2. Skema e konfigurimit eksperimental D. Henry

Në fig. 2 tregon një diagram elektrik të një konfigurimi eksperimental, mbi bazën e të cilit mund të demonstrohet fenomeni i vetë-induksionit. Qarku elektrik përbëhet nga dy llamba të lidhura paralele të lidhura përmes një çelësi në një burim DC. Një spirale është e lidhur në seri me një nga llambat. Pas mbylljes së qarkut, mund të shihet që llamba, e cila është e lidhur në seri me mbështjellësin, ndizet më ngadalë se llamba e dytë (Fig. 3).

Figura: 3. Inkandesencë e ndryshme e llambave në momentin e ndezjes së qarkut

Kur burimi shkëputet, drita e lidhur në seri me mbështjellësin del më ngadalë se drita e dytë.

Pse dritat nuk fiken në të njëjtën kohë

Kur çelësi është i mbyllur (Fig. 4), për shkak të shfaqjes së EMF të vetë-induksionit, rryma në llambë me spirale rritet më ngadalë, prandaj kjo llambë ndizet më ngadalë.

Figura: 4. Mbyllja e çelësit

Kur çelësi hapet (Fig. 5), EMF në shfaqje e vetë-induksionit parandalon rënien e rrymës. Prandaj, rryma vazhdon të rrjedhë për disa kohë. Nevojitet një lak i mbyllur që të ekzistojë rryma. Ekziston një qark i tillë në qark, ai përmban të dy llamba. Prandaj, kur hapet qarku, llambat duhet të shkëlqejnë njësoj për disa kohë, dhe vonesa e vërejtur mund të shkaktohet nga arsye të tjera.

Figura: 5. Hapja e çelësit

Merrni parasysh proceset që ndodhin në këtë qark kur çelësi mbyllet dhe hapet.

1. Mbyllja e çelësit.

Qarku përmban një spirale përçuese. Lëreni rrymën në këtë lak të rrjedhë në drejtim të kundërt të akrepave të sahatit. Atëherë fusha magnetike do të drejtohet lart (Fig. 6).

Kështu, lak rezulton të jetë në hapësirën e fushës së vet magnetike. Me një rritje të rrymës, lak do ta gjejë veten në hapësirën e fushës magnetike që ndryshon të rrymës së vet. Nëse rryma rritet, atëherë edhe fluksi magnetik i krijuar nga kjo rrymë rritet. Siç e dini, me një rritje të fluksit magnetik që depërton në rrafshin e qarkut, një forcë elektromotore e induksionit lind në këtë qark dhe, si pasojë, një rrymë induksioni. Sipas rregullit të Lenz, kjo rrymë do të drejtohet në mënyrë të tillë që fusha e saj magnetike të parandalojë ndryshimin e fluksit magnetik që depërton në rrafshin e qarkut.

Kjo është, për atë që konsiderohet në Fig. 6 kthesa, rryma e induksionit duhet të drejtohet në drejtim të akrepave të orës (Fig. 7), duke parandaluar kështu rritjen e rrymës së vetë spirales. Si pasojë, kur çelësi është i mbyllur, rryma në qark nuk rritet menjëherë për shkak të faktit se në këtë qark shfaqet një rrymë induksioni i frenimit, e drejtuar në drejtim të kundërt.

2. Hapja e çelësit

Kur çelësi hapet, rryma në qark zvogëlohet, gjë që çon në uljen e fluksit magnetik përmes rrafshit të lakut. Një rënie në fluksin magnetik çon në shfaqjen e një EMF të induksionit dhe rrymës së induksionit. Në këtë rast, rryma e induksionit drejtohet në të njëjtin drejtim me rrymën e vetë spirales. Kjo çon në një ngadalësim në prishjen e vetë-rrymës.

Prodhimi:kur rryma në një përcjellës ndryshon, një induksion elektromagnetik ndodh në të njëjtin përcjellës, i cili gjeneron një rrymë induksioni të drejtuar në mënyrë të tillë që të parandalojë çdo ndryshim të rrymës së brendshme në përcjellës (Fig. 8). Ky është thelbi i fenomenit të vetë-induksionit. Vetë-induksioni është një rast i veçantë i induksionit elektromagnetik.

Figura: 8. Momenti i ndezjes dhe fikjes së qarkut

Formula për gjetjen e induksionit magnetik të një përcjellësi të drejtë me rrymë:

ku është induksioni magnetik; - konstante magnetike; - forca aktuale; është distanca nga përcjellësi në pikë.

Fluksi i induksionit magnetik përmes bllokut është:

ku është sipërfaqja që depërtohet nga fluksi magnetik.

Kështu, fluksi i induksionit magnetik është proporcional me sasinë e rrymës në përcjellës.

Për një spirale në të cilën është numri i kthesave dhe është gjatësia, induksioni magnetik përcaktohet nga marrëdhënia e mëposhtme:

Fluksi magnetik i gjeneruar nga një spiral me një numër kthesash N, është e barabartë me:

Duke zëvendësuar formulën për induksionin e fushës magnetike në këtë shprehje, ne marrim:

Raporti i numrit të kthesave në gjatësinë e spirales shënohet me numrin:

Ne marrim shprehjen përfundimtare për fluksin magnetik:

Nga relacioni i marrë mund të shihet se vlera e fluksit varet nga madhësia e rrymës dhe nga gjeometria e spirales (rrezja, gjatësia, numri i kthesave). Një vlerë e barabartë me quhet induktivitet:

Njësia e masës për induktivitet është henry:

Prandaj, fluksi i induksionit magnetik të shkaktuar nga rryma në spiral është:

Duke marrë parasysh formulën për EMF të induksionit, zbulojmë se EMF i vetë-induksionit është i barabartë me produktin e shpejtësisë së ndryshimit të rrymës nga induktiviteti, marrë me shenjën "-":

Vetë-induksion - ky është fenomeni i shfaqjes së induksionit elektromagnetik në një përcjellës kur ndryshon fuqia e rrymës që rrjedh përmes këtij përcjellësi.

Forca elektromotore e vetë-induksionit është në përpjesëtim të drejtë me shpejtësinë e ndryshimit të rrymës që rrjedh përmes përcjellësit, e marrë me një shenjë minus. Raporti i aspektit quhet induktancë, e cila varet nga parametrat gjeometrikë të përcjellësit.

Një përcjellës ka një induktancë prej 1 H nëse, me një shpejtësi ndryshimi të rrymës në përcjellësin prej 1 A për sekondë, në këtë përcjellës lind një forcë vetë-induktuese elektromotore.

Një person ndeshet me fenomenin e vetë-induksionit çdo ditë. Çdo herë, duke ndezur ose fikur dritën, ne mbyllim ose hapim qarkun, ndërkohë që rrymat induktive emocionuese. Ndonjëherë këto rryma mund të arrijnë vlera aq të larta sa që një shkëndijë kërcen brenda çelësit, gjë që mund ta shohim.

Lista e referencave

  1. Myakishev G.Ya. Fizika: Libër mësuesi. për 11 cl. arsimi i përgjithshëm. institucionet. - M.: Edukimi, 2010.
  2. Kasyanov V.A. Fizika. Klasa e 11-të: Libër mësuesi. për arsimin e përgjithshëm. institucionet. - M.: Bustard, 2005
  3. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I., Fizikë 11. - M.: Mnemosina.
  1. Portali i internetit Myshared.ru ().
  2. Physics.ru Portali i Internetit ().
  3. Festival.1 shtator.ru Portali i Internetit ().

Detyre shtepie

  1. Pyetjet në fund të paragrafit 15 (f. 45) - Myakishev G.Ya. Fizika 11 (shih listën e leximeve të rekomanduara)
  2. Cili dirigjent ka induktivitet prej 1 Henry?