Закон фарадея для электромагнитной индукции
Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Закон фарадея для электромагнитной индукции». Также Вы можете бесплатно проконсультироваться у юристов онлайн прямо на сайте.
Английский физик и химик. Родился в Лондоне в семье простого кузнеца, принадлежащего к маленькой протестантской секте. Возможностей для получения хорошего образования, учитывая происхождение и социальное устройство Англии начала XIX века, был лишен.
Можно узнать направление электродвижущей силы (ЭДС) непосредственно из закона Фарадея, не прибегая к закону Ленца.
Интеграл может изменяться с течением времени по двум причинам: Подынтегральный может измениться, или область интеграции может измениться.
Содержание:
Закон электромагнитной индукции. Электролиз
Индукционный ток может создаваться не только в обмотках, но и в сплошных металлических блоках, помещенных в изменяющиеся магнитные поля.
Магнитное поле — форма материи, посредством которой осуществляется связь и взаимодействие между движущимися электрическими зарядами в вакууме и веществе. Любой движущийся электрический заряд создает вокруг себя магнитное поле. Механизм магнитных явлений объясняется взаимодействием движущихся электрических…
Это явление, получившее название электромагнитной индукции, имеет чрезвычайно важное значение для понимания работы и конструирования абсолютного большинства электротехнических и радиотехнических устройств. На этом примере показаны всего пять ламинатов или пластин для демонстрации расщепление вихревых токов. На практике число пластин или перфорация составляет от 40 до 66 на дюйм, что приводит к снижению потерь на вихревых токах примерно до одного процента.
Знак «–» в формуле позволяет учесть направление индукционного тока. Индукционный ток в замкнутом контуре имеет всегда такое направление, чтобы магнитный поток поля, созданного этим током сквозь поверхность, ограниченную контуром, уменьшал бы те изменения поля, которые вызвали появление индукционного тока.
Покажем , что первый член в правой части соответствует трансформатора ЭДС, второй двигательной (от ЭДС магнитной силы Лоренца на носителей заряда за счет движения или деформации проводящего контура в магнитном поле).
Успех к ученому пришел не сразу. Лишь глубокая уверенность в единстве природных сил и упорный труд привели его через десять лет к новому великому открытию.
Если в замкнутый на гальванометр соленоид вдвигать или выдвигать постоянный магнит, то в момент его вдвигания или выдвигания наблюдается отклонение стрелки гальванометра (возникает индукционный ток); направления отклонения стрелки при вдвигании и выдвигании магнита противоположны. Отклонение стрелки гальванометра тем больше, чем больше скорость движения магнита относительно катушки.
Законы электромагнитной индукции Фарадея
Кроме того, эта традиция мотивировала исследования Леопольда Левенхайма (1878–1957 гг.), Которые в конечном итоге породили теорию моделей. Кроме того, в 1941 году Альфред Тарский (1901–1983) в своей работе «Об исчислении отношений» вернулся к алгебре отношений Пирса, представленной в «Шведерской алгебре дер логики» .
Во время опытов легко обнаружить, что увеличивается число пронизывающих катушку силовых линий стрелка используемого прибора (гальванометр) смещается в одну сторону, уменьшается – в иную. Более тщательное исследование показывает, что сила индукционного тока прямо пропорциональна скорости изменения числа силовых линий. В этом заключен основной закон электромагнитной индукции.
Поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током в опытах Эрстеда впервые указал на связь электрических и магнитных явлений. Очевидно: электроток «окружает» себя магнитным полем.
Находящиеся же относительно друг друга в покое катушка и магнит не создадут условий и для возникновения электричества.
На этой иллюстрации сплошной медный стержень катушки индуктивности во вращающемся якоре просто проходит под кончиком полюса N магнита. Обратите внимание на неравномерное распределение силовых линий через стержень. Магнитное поле имеет большую концентрацию и, следовательно, сильнее на левом краю медного стержня (a, b), тогда как слабее по правому краю (c, d).
Здесь dФ – магнитный поток, а dt – единица времени. Известно, что первая производная по времени – это скорость. Т.е скорость перемещения магнитного потока в данном конкретном случае. Кстати перемещаться может, как и источник магнитного поля (катушка с током – электромагнит, или постоянный магнит), так и контур.
Опыты Фарадея состояли в следующем: катушка индуктивности подключалась к чувствительному гальванометру и в катушку вдвигался и выдвигался постоянный магнит.
Здесь dФ – магнитный поток, а dt – единица времени. Известно, что первая производная по времени – это скорость. Т.е скорость перемещения магнитного потока в данном конкретном случае. Кстати перемещаться может, как и источник магнитного поля (катушка с током – электромагнит, или постоянный магнит), так и контур.
В 1831 г. Фарадей экспериментально открыл явление электромагнитной индукции. Суть явления состояла в том, что если через замкнутый контур происходило изменение магнитного потока, то в контуре возникала электродвижущая сила, приводящая к возникновению замкнутого тока. Этот ток был назван индукционным током. Правило, устанавливающее направление индукционного тока было сформулировано в 1833г. Э. Х.
Магнитное взаимодействие движущихся электрических зарядов согласно представлениям теории поля объясняется следующим образом: всякий движущийся электрический заряд создает в окружающем пространстве магнитное поле, способное действовать на другие движущиеся электрические заряды.
Магнитный поток, пронизывающий витки,увеличивался от 0 до 5 В с равномер- но в течение 2 с. Какая ЭДС индуктировалась в контуре?
Двести лет назад было выяснено, что ток создает магнитное поле. Стало понятно, что есть определенная аналогия между действием электрического и магнитного полей. Поэтому в первой половине XIX в. пытались получить обратный эффект. Постоянное магнитное поле (постоянный магнит) не позволяет создать электрическое…
Генератор — это механическое или электронное устройство, которое работает на принципах колебаний: периодическое колебание между двумя вещами, основанное на изменениях энергии. Компьютеры, часы, радио и металлоискатели являются одними из многих устройств, которые используют генераторы.Часовой маятник — это простой тип механического генератора.
Вообще, знак магнитного потока зависит от выбора положительной нормали к контуру. В свою очередь, положительное направление нормали определяется правилом правого винта. Следовательно, выбирая положительное направление нормали, мы определяем как знак потока магнитной индукции, так и направление тока и э.д.с. в контуре.
Первая катушка была подключена к источнику тока, вторая, подключенная к гальванометру, перемещалась относительно нее.
Интересные статьи за сегодня
Электроны в неподвижном проводнике могут приводиться в движение только электрическим полем. Это электрическое поле порождается изменяющимся во времени магнитным полем.
Тем не менее, ученые в то время широко отвергнуты его теоретические идеи, в основном потому , что они не были сформулированы математически.
Замечательные опыты, проведенные когда-то знаменитым английским физиком и ставшие основой открытого им закона, сегодня без особого труда способен проделать любой школьник. Для этих целей используются:
- магнит,
- две проволочные катушки,
- источник электроэнергии,
- гальванометр.
В своих демонстрационных экспериментах в августе 1831 г. он использовал железный тор, на противоположные концы которого был намотан провод (по одному проводу на стороны). На концы одного первого провода он подал питание от гальванической батареи, а на выводы второго подключил гальванометр. Конструкция была похожа на современный трансформатор.
Ученные того периода не признали идеи Фарадея, но Максвелл взял исследования для основы своей магнитной теории. В 1836 г. Майкл Фарадей установил соотношения для электрохимических процессов, которые назвали Законами электролиза Фарадея.
Не раз за эти годы он возвращался к этой проблеме, пока не придумал серию экспериментов, кажущихся крайне незамысловатым по современным меркам.
Электромагниты в электрических двигателях, генераторах и трансформаторах не делают из сплошного металла, а используют тонкие листы жести, называемые «ламинатами».
В самом простом варианте генератора проволочный контур вращается между полюсами сильного магнита. Поскольку в процессе вращения магнитный поток, проходящий через контур, постоянно меняется, по нему всё время протекает электрический ток.
Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея).
Магнитный поток в формуле на один виток, измеряется в Веберах. Ток, протекающий в контуре, называется индукционным.
ЭДС индукции совпадает по направлению с индукционным током, а этот ток в соответствии с правилом Ленца направлен так, что созданный им магнитный поток противодействует изменению внешнего магнитного потока.
Концы одной из катушек, вставленных одна в другую, присоединяются к гальванометру, а через другую катушку пропускается ток.
Явление электромагнитной индукции открыл Фарадей, который установил, что в замкнутом проводящем контуре возникает электрический ток при любом изменении магнитного поля, пронизывающего контур.
Первые результаты пришли не сразу. Сначала, сколько Фарадей ни наблюдал за своей установкой, при протекании электрического тока по первичной обмотке тока во вторичной обмотке не возбуждалось. Могло показаться, что предположения Фарадея относительно «преобразования» электричества в магнетизм и обратно ошибочны.
Повторяя свои опыты и анализируя результаты, Фарадей вскоре пришел к выводу, что протекающий по контуру электрический заряд пропорционален изменению т. н.
В статье расскажем что такое электромагнитная индукция, подробно опишем закон Фарадея и правило Ленца, а так же немного затронем тему уравнений Максвелла.
Магнитный поток можно наглядно представить как величину, пропорциональную числу магнитных линий, проходящих через данную площадь.
Радиус кривизны траектории является величиной постоянной, поскольку сила, перпендикулярная вектору скорости, меняется только ее направление, но не модуль. А это и означает, что данная траектория является окружностью.
Схема железа кольцевого устройства Фарадея. Изменение магнитного потока левой катушки индуцирует ток в правой катушке.