Legea inducției electromagnetice .Pravilo Lenz. În 1831 godu Faraday a făcut una dintre descoperirile fundamentale în electrodinamică și fizică, în general - fenomenul inducției electromagnetice într-o buclă conductoare închisă, cu fluxul magnetic (adică, vectorul flux
) Acoperite de acest circuit, un curent electric numit de inducție.Apariția curentului indus înseamnă că atunci când flux magnetic induktsiiƐi electromotoare apare în circuit. direcția de inducție a curentului în circuit este sleduyuschemupravilu subiect Lenz: curent de inducție este direcționat astfel încât câmpul său magnetic pentru a contracara cauzele sale.
Formularea matematică a lui Faraday drept de inducție, Lenz:
La schimbarea fluxului magnetic prin buclă închisă în voznikaetedsinduktsii proporțional finală la rata de schimbare a fluxului magnetic printr-o suprafață delimitată de acel contur. Semnul minus în (97) este conectat cu regula lui Lenz: dacă crește curgere, câmpul magnetic al curentului de inducție este direcționat astfel încât debitul total este redus, iar în cazul în care debitul scade, apoi - să se extindă.
Legea inducției electromagnetice este una dintre postulatele electrodinamicii. Cu toate acestea, putem înțelege natura acestui fenomen în exemplul următor, care, în nici un caz să fie considerată ca o concluzie a legii. Să circuitul conductor subțire, cu o lungime de pod mobil L ab plasat într-un câmp magnetic direcționat perpendicular Fig. 34, de la noi. Să începem mutarea web (împreună cu toată ființa ei în electroni liberi) la dreapta cu viteza
. Ca rezultat, fiecare electron va funcționa forța Lorentz magnetice, în jos de-a lungul buiandrug - este formal un curent ascendent (direcția densității curentului vitezei adoptate dvizheniyapolozhitelnyh taxa direcțional, ceea ce este echivalent dvizheniyuelektronov în direcția opusă). În acest caz, forța Lorentz acționează ca o forță externă de intensitatea câmpului electric. Prin definiție (37) a circuitului câmpuluiAcesta oferă velichinueds induktsiiƐi. în acest caz,Minus - datorită faptului că, pentru un vector de direcție dată
direcția pozitivă a buclei circuit în sensul acelor de ceasornic. produseste zona circuitului de creștere pe unitatea de timp (), Deci, în cazul în care> 0 - increment fluxului magnetic prin zona buclei. Astfel, Ɛi =.Fenomenul de auto-inducție .Induktivnost. Fenomenul de inducție electromagnetică are loc în buclă închisă conductor indiferent de ceea ce a cauzat schimbarea fluxului magnetic. În particular, modificarea fluxului magnetic poate fi cauzata de o schimbare a curentului în același circuit. În acest caz, nazyvayutsamoinduktsiey fenomen. și velichinuƐs corespunzătoare - electromotoare de auto-inducție. În cazul în care un spațiu în cazul în care circuitul cu un curent
, nici materiale feromagnetice, în conformitate cu legea câmp vectorial Bio-Savarra, și, în consecință, de asemenea, potokF magnetic total va fi proporțională cu intensitatea curentuluiunde L - coeficientul de circuit nazyvaemyyinduktivnostyu. InduktivnostL depinde de forma și dimensiunea conturului precum și proprietățile magnetice ale mediului. În cazul în care calea este greu și închide nici o materiale feromagnetice, inductanța este constantă.
Dacă curentul variază într-un circuit conductor, conform legii inducției electromagnetice în ea voznikaeteds = samoinduktsiiƐs. Dacă induktivnostL constantă pentru o buclă dată, al doilea termen în paranteze este egal cu zero și apoi
în cazul în care negativ din cauza regula lui Lenz: în cazul în care curentul principal
creșteri în circuit, de inducție este inversată (figura 35 a). În cazul în care curentul primarîn scăderile de circuit, inducția este orientată în aceeași direcție (figura 35 b).Inductanța bobinei. În cazul în care curentul
electrovalva lung în interiorul căruia este un material magnetic cu pronitsaemostyu magnetic. în al doilea caz, un câmp magnetic (60) din. Să bobina are o secheniyaS cruce și numărul total de vitkovN. Apoi, fluxul prin fiecare vitokF = BS. iar debitul plin, cuplat cu solenoid,NF = NVS =
. deoarece, unde- numărul de rotații pe unitatea de lungime,- Lungimea Solenoid = toNF=(- volumul solenoidului). În consecință, inductanța solenoid, conform definiției sale (99) este egal cu .inducție reciprocă. Să două circuite fixe situate aproape unul de altul. Dacă curentul buclei curge 1
, creează circuitul 2 prin potokF2 magnetic total. proporțional cu curentulDe asemenea, în cazul în care curentul buclei curge 2
, creează 1 circuit prin potokF1 magnetică completăcoeficienţii
șinazyvayutvzaimnoy inductanță bucle. Calculul și experiența arată chtokoeffitsienty inductivității reciprocă a acestora în absența feromagnețiAceastă ecuație se numește teorema de reciprocitate. Prezența cuplajului magnetic dintre contururile arătat că pentru orice modificare a curentului într-una dintre ele într-o altă inducție voznikaeteds. Acest fenomen nazyvayutvzaimnoy de inducție. Conform legii induktsiieds electromagnetice. care apare în circuitele 1 și 2, pot fi exprimate ca
Transformer. Lăsați cele două bobine cu numere de spire
șiînfășurat pe un miez comun. De fapt, acesta este un transformator. Este folosit pentru a ridica sau coborî tensiunea. Deoarece câmpul magnetic, în acest caz, este concentrată în principal în miez, numărul de linii vectoriale, precum și valoareaambele bobine va fi la fel. Presupunând că pătrunde curgerese transformă din prima bobină, și- În al doilea rând, scrie sootvetstvuyuschieedsOtnoshenieeds egale
. Dacă presupunem că prima înfășurare prilozhenaƐ1 , modificarea numărului de spireîn a doua bobină, a doua bobină poate primi tensiune mare sau mică .energie câmp magnetic. Circuit închis care cuprinde induktivnostL soprotivlenieR și sursa sedsℇo. Curentul de circuit începe să crească, ceea ce va duce la poyavleniyueds samoinduktsiiƐs. În conformitate cu legea lui Ohm
ℇo + Ɛs, ℇo =- Ɛs. Sursa sedsℇo pentru vremyadt face rabotuℇoIdt. Inmultiti expresie în naIdt cadruExpresia RI 2 dt = dq este căldura Joule și ultimul termen (-ƐsIdt = IDF), în conformitate cu legea induktsiiƐs electromagnetice = -
. Rezultă de aici că munca, ceea ce face ca sursa de mai mult decât produc căldură. O parte a acestei lucrări (IDF) protiveds inductanța se produce și se duce pentru a crește energia câmpului magnetic al inductorului (solenoid). deoarece,Deoarece inductanța bobinei
, și inducerea câmpului magnetic, energia câmpului magnetic poate fi exprimată caAm luat în considerare faptul că
(92) sau, în cazul unui câmp uniform al solenoidului. energie per unitate de volum (t.e.plotnost energie câmp magnetic,) estePentru o densitate de energie câmp magnetic neomogen
, În plus, calculul arată că expresia (108), este valabilă și în formă vectorială: