Картинки на тему «явление электромагнитной индукции»

Энергия магнитного поля

Совокупность магнитных силовых линий имеет определенный запас энергии. Так как данное явление в контуре обусловлено протеканием по нему электрического тока, то и количество такой энергии зависит от величины затрат источников (генераторов, гальванических элементов) на создание тока. Рассчитывается эта величина (Wмаг.п) по следующей математической формуле:

Wмаг.п= (L×I2)/2.

На заметку. С практической точки зрения, значение данной величины оказывает влияние на мощность электрических агрегатов: электродвигателей, генераторов. Чем больше мощность силовых линий, образуемых обмотками или постоянными магнитами статора и ротора, тем выше крутящий момент и мощность двигателя, больше его КПД.

Открытие электромагнитной индукции

Например, с помощью электрического поля можно намагнитить железный предмет. Наверное, должна существовать возможность с помощью магнита получить электрический ток.  

Сначала Фарадей открыл явление электромагнитной индукции в неподвижных относительно друг друга проводниках. При возникновении в одной из них тока в другой катушке тоже индуцировался ток. Причем в дальнейшем он пропадал, и появлялся снова лишь при выключении питания одной катушки. 

Через некоторое время Фарадей на опытах доказал, что при перемещении катушки без тока в цепи относительно другой, на концы которой подается напряжение, в первой катушке тоже будет возникать электрический ток.

Следующим опытом было введение в катушку магнита, и при этом тоже в ней появлялся ток. 

Фарадеем была сформулирована основная причина появления тока в замкнутом контуре. В замкнутом проводящем контуре ток возникает при изменении числа линий магнитной индукции, которые пронизывают этот контур.

Чем больше будет это изменение, тем сильнее получится индукционный ток

Неважно, каким образом мы добьемся изменения числа линий магнитной индукции. Например, это можно сделать движением контура в неоднородном магнитном поле, как это происходило в опыте с магнитом или движением катушки

А можем, например, изменять силу тока в соседней с контуром катушке, при этом будет изменяться магнитное поле, создаваемое этой катушкой.

Явление электромагнитной индукции

Само название «электромагнитная» состоит из двух частей: «электро» и «магнитная». Электрические и магнитные явления неразрывно связаны друг с другом. И если электрические заряды, двигаясь, изменяют магнитное поле вокруг себя, то и магнитное поле, изменяясь, поневоле заставит перемещаться электрические заряды, образуя электрический ток.

При этом именно изменяющееся магнитного поля вызывает возникновение электрического тока. Постоянное магнитное поле не вызовет движение электрических зарядов, а соответственно, и индукционный ток не образуется. Более детальное рассмотрение явления электромагнитной индукции , вывод формул и закона электромагнитной индукции относится к курсу девятого класса.

Явление электромагнитной индукции

Классическое определение этого явления гласит, что оно представляет собой появление упорядоченного движения заряженных частиц в замкнутом проводящем ток контуре (проводнике) при изменении проходящей через него, создаваемой постоянным магнитом совокупности силовых магнитных линий.

На заметку. Впервые обнаружить описываемое в статье явление экспериментальным путем получилось в 1831 году у известного ученого-физика Майкла Фарадея. Для своих опытов он использовал железное кольцо с намотанными с двух противоположных сторон витками медного провода, которые были соединены с гальваническим элементом и магнитной стрелкой. При подключении к первой обмотке гальванического элемента стрелка некоторое время двигалась, после чего останавливалась, после его отключения – плавно возвращалась в первоначальное положение. Подобные движения стрелки позволили предположить, что упорядоченное движение носителей электрических зарядов может возникать под воздействием совокупности силовых магнитных линий, источником которых служит первая обмотка.

Майкл Фарадей

Нахождение ЭДС индукции через силу Лоренца

В обоих этих случаях будет выполняться закон электромагнитной индукции. При этом происхождение электродвижущей силы в этих случаях различное. Рассмотрим подробнее второй из этих случаев

В данном случае проводник движется в магнитном поле. Вместе с проводником совершают движение и все заряды, которые находятся внутри проводника. На каждый из таких зарядов со стороны магнитного поля будет действовать сила Лоренца. Она и будет способствовать перемещению зарядов внутри проводника.

ЭДС индукции в данном случае будет иметь магнитное происхождение.

Рассмотрим следующий опыт: магнитный контур, у которого одна сторона подвижная, помещают в однородное магнитное поле. Подвижная сторона длиной l начинает скользить вдоль сторон MD и NC с постоянной скоростью V. При этом она постоянно остаётся параллельной стороне СD. Вектор магнитной индукции поля будет перпендикулярен проводнику и составлять угол а с направлением его скорости. На следующем рисунке представлена лабораторная установка для этого опыта:

Сила Лоренца, действующая на движущуюся частицу, вычисляется по следующей формуле:

Fл = |q|*V*B*sin(a).

Сила Лоренца будет направлена вдоль отрезка MN. Рассчитаем работу силы Лоренца:

A = Fл*l = |q|*V*B*l*sin(a).

ЭДС индукции — это отношение работы, совершаемой силой при перемещении единичного положительного заряда, к величине этого заряда. Следовательно, имеем:

Ei = A/|q| = V*B*l*sin(a).

Эта формула будет справедлива для любого проводника, движущегося в с постоянной скоростью в магнитном поле. ЭДС индукции будет только в этом проводнике, так как остальные проводники контура остаются неподвижными. Очевидно, что ЭДС индукции во всем контуре будет равняться ЭДС индукции в подвижном проводнике.

Тема 10. Явление электромагнитной индукции

Найдено документов — 27 1. 3D-модель «Генератор переменного тока»

Модель для изучения устройства генератора переменного тока.

Размер: 457.6 кб

2. Анимация «Генератор переменного напряжения»

Озвученная анимация для изучения устройства и принципа работы генератора переменного тока.

Размер: 1.99 мб

3. Анимация «Правило Ленца»

Анимационная иллюстрация эксперимента по обнаружению явления электромагнитной индукции и установлению правила Ленца (взаимодействия магнита с алюминиевым кольцом).

Размер: 556.3 кб

4. Анимация «Работа громкоговорителя»

Озвученная иллюстрация для изучения устройства и принципа работы громкоговорителя.

Размер: 1.04 мб

5. Анимация «Работа ЭЛТ»

Анимированная модель для изучения работы электронно-лучевой трубки осциллографа.

Размер: 1.1 мб

6. Анимация со звуком «Работа микрофона»

Озвученная иллюстрация для изучения устройства и принципа работы микрофона.

Размер: 974.3 кб

7. Анимация со звуком «Уменьшение потерь энергии в линии электропередач»

Иллюстрированный и озвученный рассказ о линии электропередач и уменьшении потерь в ней.

Размер: 721.9 кб

8. Видеоролик «Генератор переменного тока»

Наблюдение работы генератора переменного тока, подключенного к лампочке.

Размер: 3.4 мб

9. Видеоролик «Зависимость индукционного тока от скорости изменения магнитного потока»

Эксперимент по изучения зависимости индукционного тока от скорости изменения магнитного поля.

Размер: 2.26 мб

10. Видеоролик «Нагревание воды с помощью трансформатора»

Для наблюдения работы трансформатора при нагревании и закипании воды в лотке вторичной обмотки.

Размер: 2.6 мб

11. Видеоролик «Принцип действия трансформатора»

Для изучения работы понижающего трансформатора.

Размер: 3.74 мб

12. Видеоролик «Трансформатор»

Для изучения устройства и принципа работы трансформатора.

Размер: 3.53 мб

13. Видеоролик «Явление электромагнитной индукции»

Эксперимент по обнаружению явления электромагнитной индукции в различных случаях.

Размер: 1.43 мб

14. Видеоролик «Явление электромагнитной индукции»

Эксперимент по обнаружению явления электромагнитной индукции (опыт Фарадея).

Размер: 1.5 мб

15. Видеоролик — анимация «Высоковольтный генератор»

Иллюстрированный и озвученный рассказ об использовании явления электромагнитной индукции в высоковольтном генераторе.

Размер: 3.89 мб

16. Видеоролик — анимация «Получение индукционного тока»

Иллюстрированный и озвученный рассказ о принципе получения переменного электрического тока при вращении проводящей рамки в магнитном поле.

Размер: 2.98 мб

17. Видеоролик — анимация «Получение переменного индукционного тока»

Иллюстрированный и озвученный рассказ об устройстве и принципе работы генератора переменного тока.

Размер: 3.3 мб

18. Видеоролик — анимация «Явление электромагнитной индукции»

Анимационная озвученная модель для объяснения явления электромагнитной индукции.

Размер: 2.54 мб

19. Запомни «Электромагнитная индукция».

Подборка аудиотреков с рисунками для заучивания терминов, определения и формулировки законов, для проверки правильности ответов, для самопроверки.

Размер: 2.73 мб

20. Интерактивная задача «Потери энергии в линии электропередач»

Для отработки умения решать задачи на вычисление параметров в линии электропередач.

Размер: 72.7 кб

Всего документов: 27

Другие материалы

Тема 8. Электрическая цепь. Тема 9. Магнитное поле Тема 10. Явление электромагнитной индукции Тема 11. Полупроводники. Полупроводниковые приборы.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: