Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

14.5: Електромагнітна індукція

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    101616

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Простий спосіб створити магнітне поле мінливої інтенсивності - перемістити постійний магніт поруч з проводом або котушкою дроту. Пам'ятайте: магнітне поле має збільшуватися або зменшуватися по напруженості перпендикулярно проводу (щоб лінії потоку «розрізали» провідник), інакше напруга не буде індукуватися:

    00318.png

    Фарадей зміг математично пов'язати швидкість зміни потоку магнітного поля з індукованою напругою (зверніть увагу на використання нижньої літери «е» для напруги. Мається на увазі миттєва напруга, або напруга в конкретний момент часу, а не стійка стабільна напруга. ):

    10236.png

    Терміни «d» - це стандартні числення числення, що представляють швидкість зміни потоку з плином часу. «N» позначає кількість витків, або обгортків, в котушці дроту (за умови, що провід сформований у формі котушки для максимальної електромагнітної ефективності).

    Це явище застосовується в очевидному практичному застосуванні при будівництві електричних генераторів, які використовують механічну потужність для переміщення магнітного поля повз котушок дроту для генерації напруги. Однак це далеко не єдине практичне використання цього принципу.

    Якщо згадати, що магнітне поле, вироблене струмоведучим проводом, завжди було перпендикулярно цьому проводу, і що напруженість потоку цього магнітного поля змінювалася з величиною струму через нього, ми можемо побачити, що провід здатний індукувати напругу вздовж власної довжини просто завдяки зміна струму через нього. Цей ефект називається самоіндукцією: мінливим магнітним полем, що утворюється змінами струму через провід, що індукує напругу по довжині того самого проводу. Якщо потік магнітного поля посилюється шляхом згинання дроту у формі котушки та/або обгортання цієї котушки навколо матеріалу з високою проникністю, цей ефект самоіндукованої напруги буде більш інтенсивним. Пристрій, побудований для того, щоб скористатися цим ефектом, називається індуктором, і буде розглянуто більш детально в наступному розділі.

    Рецензія

    • Магнітне поле змінної інтенсивності перпендикулярно проводу індукує напругу по довжині цього дроту. Величина індукованої напруги залежить від швидкості зміни потоку магнітного поля і кількості витків дроту (якщо згорнутий), що піддаються зміні потоку.
    • Рівняння Фарадея для індукованої напруги: e = N (Dφ/dt)
    • Струмоведучий провід буде відчувати індуковану напругу по своїй довжині, якщо струм змінюється (таким чином змінюючи потік магнітного поля перпендикулярно проводу, тим самим індукуючи напругу за формулою Фарадея). Пристрій, побудований спеціально для того, щоб скористатися цим ефектом, називається індуктором.