Вопрос №31 Явление электромагнитной индукции. Опыт Фарадея.

Как известно, электрические токи порождают вокруг себя магнитное поле. Связь магнитного поля с током дала толчок к многочисленным попыткам возбудить ток в контуре с помощью магнитного поля. Эта фундаментальное открытие было блестяще сделано в 1831 г. английским физиком М. Фарадеем, который открыл явленение электромагнитной индукции. Оно говорит о том, что в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, охватываемого этим контуром, возникает электрический ток, получивший название индукционного.

Приведем классические опыты Фарадея, с помощью которых было открыто явление электромагнитной индукции.

Опыт I (рис. 1а). Если в соленоид, который замкнут на гальванометр, вдвигать или выдвигать постоянный магнит, то в моменты его вдвигания или выдвигания мы видим отклонение стрелки гальванометра (возникает индукционный ток); при этом отклонения стрелки при вдвигании и выдвигании магнита имеют противоположные направления. Отклонение стрелки гальванометра тем больше, чем больше скорость движения магнита относительно катушки. При смене в опыте полюсов магнита направление отклонения стрелки также изменится. Для получения индукционного тока можно оставлять магнит неподвижным, тогда нужно относительно магнита перемещать соленоид.

Опыт II. Концы одной из катушек, которая вставлена одна в другую, присоединяются к гальванометру, а через другую катушку пропускается ток. В моменты включения или выключения тока наблюдается отклонение стрелки гальванометра, а также в моменты его уменьшения или увеличения, а также при перемещении катушек друг относительно друга (рис. 1б). Направления отклонений стрелки гальванометра также имею противоположные направления при включении или выключении тока, его увеличении или уменьшении, приближении или удалении катушек.

 

Рис.1

 

Исследуя результаты своих многочисленных опытов, Фарадей пришел к заключению, что индукционный ток возникает всегда, когда в опыте осуществляется изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции. Например, при повороте в однородном магнитном поле замкнутого проводящего контура в нем также появляется индукционный ток - в этом случае индукция магнитного поля вблизи контура остается постоянной, а меняется только поток магнитной индукции сквозь контур.

В результате опыта было также установлено, что значение индукционного тока абсолютно не зависит от способа изменения потока магнитной индукции, а определяется лишь скоростью его изменения (также в опытах Фарадея доказывается, что отклонение стрелки гальванометра (сила тока) тем больше, чем больше скорость движения магнита, или скорость изменения силы тока, или скорость движения катушек).

Открытие явления электромагнитной индукции имело огромное значение, поскольку была дана возможность получения электрического тока с помощью магнитного поля. Этим оьткрытие дало взаимосвязь между электрическими и магнитными явлениями, что в дальнейшем послужило толчком для разработки теории электромагнитного поля.

 

Вопрос №32 Вращение рамки с током в магнитном поле.

Явление электромагнитной индукции часто используется для преобразования механической энергии в энергию электрического тока. Для этой цели применяются генераторы, принцип действия которых рассмотрим на примере плоской рамки, которая вращается в однородном магнитном поле.

 

Рис.1

 

Пусть рамка вращается в однородном магнитном поле (B=const) равномерно с угловой скоростью ω =const. Магнитный поток, который сцеплен с рамкой площадью S, в любой произвольный момент времени t будет равен

где α = ω t — угол поворота рамки в момент времени t (начало отсчета выбрано так, чтобы при t=0 было α =0).

Во время вращения рамки в ней будет появляться переменная э.д.с. индукции

(1)

которая изменяется со временем по гармоническому закону. При sinα t = 1 э.д.с. ξ _i максимальна, т. е.

(2)

Учитывая (2), формула (1) запишется как

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Предшествующий опыт предков: семья и детство
2. АГАМЕМНОН ДЕЛАЕТ ПОПЫТКУ ПРИМИРИТЬСЯ С АХИЛЛОМ
3. Анализ опыта зарубежных стран по приватизации государственного имущества Республике Казахстан
4. Анализ современного опыта организации досуга детей младшего школьного возраста
5. Архетипы опыта: метафора или мир?
6. Бермудский треугольник попыток
7. В Пензе создан молодежный центр «Следопыты РГО»
8. Воздействие третье: личный опыт
9. Вывод: из всех проделанных мною опытов можно сделать вывод, что предполагаемый краситель относится к техническому классу хромовых красителей.
10. ГЛАВА 2. ОПЫТНО – ПОИСКОВАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПО ПРОФИЛАКТИКЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕФОРМАЦИИ КУРСАНТОВ ИНСТИТУТА МВД
11. ГЛАВА 3. ДРЭД И ДРУГИЕ ПОУЧИТЕЛЬНЫЕ ОПЫТЫ