7-9 studenti di classe in compiti a volte incontrano il concetto di EDC. E immediatamente la domanda: "Cos'è?"

Se si prende a qualsiasi sorgente di corrente: la batteria (elemento galvanico), l'alimentatore, ecc., - Vedarlo, ad esempio, l'iscrizione "4,5 V". Chiami questa tensione di origine. Ma in realtà è EMF - Forza elettromotiva. È indicato da ℰ, misurato in volt (B).

Se la resistenza elettrica della fonte può essere trascurata (cioè il problema non dice nulla di questa resistenza o è scritto che la fonte è perfetta), allora l'EMF e la tensione di origine sono uguali.

In questo modo,

EMF è una delle caratteristiche della fonte corrente.

Tipicamente, per risolvere i problemi in 7-9 classi di questo.

Livello A.

Nelle classi di scuola superiore, il concetto di EMF richiede una considerazione più dettagliata.

Terriano

Considera due esempi.

1. Sfera di massa m. fissato ad un certo punto MA sopra il tavolo (Fig. 1, A).

2. Palla con carica q. 1 (e bassa massa) fissati ad un certo punto MA A breve distanza dalla seconda carica fissa q. 2 (Fig. 1, B).

Fico. uno

Cosa succede alle palle se vengono rilasciati?

1. Sfera di massa m. Inizia cadere, e se non lo prendi, cade sul tavolo. La palla rende il potere della gravità. In questo caso, dicono che la forza della gravità (o il campo gravitazionale) fa il lavoro.

2. Palla con carica q. 1 inizierà a spostarsi per caricare q. 2, e se non lo prendi, lo affronterà. La palla fa muovere la forza dell'attrazione per la seconda palla ( coulomb Force.). In questo caso, dicono che la forza di Coulomb (o il campo elettrico) fa il lavoro.

È possibile restituire le palle al punto A?

È possibile, ma per questo è necessario fare una forza extra.

Nel primo esempio, possiamo lanciare la palla. Trascorreremo la nostra energia per forzare la palla a muoversi nella giusta direzione.

Il secondo esempio prenderà in considerazione più dettagliatamente. La palla può essere fatta per spostarsi a sinistra un'altra carica q. 3, grande valore che caricare q. 2. Ma sarà anche la stessa forza di Coulomb. Puoi anche applicare la forza meccanica, è possibile informare la palla con energia aggiuntiva (ad esempio, luce, chimica, ecc.) In modo che possa superare l'attrazione della carica q. 2 .

Le forze che agiscono sulla carica, ad eccezione di Coulomb, sono chiamate terzo. All'interno di qualsiasi fonte di corrente, le spese si stanno muovendo sotto l'azione delle forze di terze parti.

In tutti i casi, se la potenza fa sì che il corpo si muova nella giusta direzione, fa il lavoro. Quindi, le forze di terze parti rendono il lavoro sul movimento della carica, che è chiamato terzo.

EMF.

Il rapporto tra il lavoro di forze di terze parti per spostare la carica per l'entità di questa carica è EMF (forza elettromotiva).

Denota il lavoro di forze di terze parti - UN. CT, carica portatile - q., quindi dalla definizione ne consegue che EDC

Sulla base di questa formula, puoi dare un'altra definizione:

EMF è un valore scalare fisico, numericamente uguale al lavoro di forze di terze parti sul movimento di una singola carica positiva.

Pertanto, l'EMF caratterizza l'effetto della forza di terze parti e non è una forza nella consueta comprensione di questa parola. Anche qui è usato non ha molto successo, ma la terminologia storicamente stabilita.

Da questa formula, è chiaro che EMF è misurato in volt (B).

.

In questa lezione, descriveremo il meccanismo per fornire una corrente elettrica a lungo termine. Introduciamo i concetti della "fonte di energia", "Forza di terze parti", descriviamo il principio della loro azione, così come introduciamo il concetto di forza elettromotiva.

Oggetto: Leggi DC
Lezione: forza elettrica

In uno degli argomenti precedenti (le condizioni della corrente elettrica), la questione della necessità di una fonte di energia per la manutenzione a lungo termine dell'esistenza di una corrente elettrica era già interessata. La corrente stessa, naturalmente, può essere ottenuta senza tali forniture di alimentazione. Ad esempio, lo scarico del condensatore quando la fotocamera è focolaio. Ma questa corrente sarà troppo veicoli (figura 1).

Fico. 1. Corrente a breve termine con scarico reciproco di due electroscopi variabili ()

Le forze di Coulomb cercano sempre di ridurre le spese multi-via, allineando così i potenziali in tutta la catena. E, come è noto, la differenza dei potenziali è necessaria per la presenza di campi e corrente. Pertanto, è impossibile fare senza altre forze che costruiscono addebiti e sostenendo la differenza potenziale.

Definizione. Forze di terze parti - Forze di origine non elettrica, finalizzate alle spese di riproduzione.

Queste forze possono essere di natura variabile a seconda del tipo di fonte. Nelle batterie, sono origini chimiche, in generatori elettrici - magnetico. Forniscono l'esistenza della corrente, dal momento che il lavoro delle forze elettriche su un contorno chiuso è sempre zero.

Il secondo compito di fonti energetiche, oltre a mantenere la differenza potenziale, è il rifornimento delle perdite energetiche sulla collisione di elettroni con altre particelle, a causa della quale la prima perde l'energia cinetica e l'energia interna del conduttore aumenta .

Le forze di terze parti all'interno della fonte eseguono il lavoro contro le forze elettriche, diffondendo accuse sulle parti opposte alla loro mossa naturale (mentre si muovono nella catena esterna) (figura 2).

Fico. 2. Schema di azione di terze parti

Un analogo dell'alimentazione può essere considerato una pompa dell'acqua che consente acqua contro il suo ictus naturale (dal basso verso l'alto, all'appartamento). La parte posteriore dell'acqua è naturalmente sotto l'azione della gravità scende, ma per il funzionamento continuo dell'approvvigionamento idrico dell'appartamento richiede un funzionamento continuo della pompa.

Definizione. La forza elettromotiva è il rapporto tra il lavoro di spese di terzi per il movimento della carica alla grandezza di questa carica. Designazione -:

Unità di misura:

Inserire. EMF Aprire e chiuso catena

Considera la seguente catena (Fig. 3):

Fico. 3.

Con una chiave aperta e un voltmetro ideale (la resistenza è infinitamente grande) non ci sarà corrente nella catena, e solo il lavoro sulla separazione delle spese verrà eseguita all'interno dell'elemento galvanico. In questo caso, il voltmetro mostrerà il valore dell'EDC.

Quando la chiave è chiusa intorno alla catena, ci sarà una corrente, e il voltmetro non mostrerà più il valore dell'OMF, mostrerà il valore di tensione, lo stesso come alle estremità del resistore. Con un ciclo chiuso:

Qui: - tensione sulla catena esterna (su fili di carico e di alimentazione); - tensione all'interno dell'elemento galvanico.

Nella prossima lezione, studieremo la legge Ohm per la catena completa.

Lista di referenze

  1. Tikhomirova S.A., YaVorsky B.M. Fisica (livello base) - m.: Mnemozina, 2012.
  2. Gentendestein L.e., Dick Yu.I. Fisica 10 classe. - M.: Ilex, 2005.
  3. Myakyshev G.ya., Sinyakov A.z., Slobodskov B.A. Fisica. Elettrodinamica. - m.: 2010.
  1. ens.pu.ru ().
  2. fishybook.ru ().
  3. elettrodinamica.narod.ru ().

Compiti a casa

  1. Qual è la forza di terze parti, qual è la loro natura?
  2. Come è la tensione sui poli aperti della fonte attuale con il suo EMF?
  3. Com'è l'energia in un circuito chiuso e trasmesso?
  4. * Batterie Lanterne EMF - 4.5 V. Questa batteria brucerà una lampadina, calcolata su 4,5 V? Perché?

Alle estremità del conduttore, il che significa che la corrente richiede l'esistenza di forze di terze parti della natura non elettrica, con la quale si verifica la separazione delle spese elettriche.

Forze di terze parti Eventuali forze che agiscono su particelle caricate elettricamente nella catena sono chiamate, ad eccezione dell'elettrostatica (cioè coulomb).

Le forze di terze parti conducono le particelle cariche di tutte le fonti di corrente: nei generatori, su centrali elettriche, in elementi elettrolitici, batterie, ecc.

Quando il circuito è chiuso, un campo elettrico viene creato in tutte le catene Pro-Vodker. All'interno della fonte della corrente, le spese si stanno muovendo sotto l'azione di forze di terze parti contro le forze di coulomb (gli elettroni si spostano da un elettrodo positivamente a carico negativo), e in tutta la catena rimanente conducono e spostano il campo elettrico (vedi Fig. Sopra).

Nelle fonti attuali nel processo di lavoro sulla separazione delle particelle cariche, ci sono trasformazione di diversi tipi di energia in elettrici-kui. Per tipo di energia trasformata, i seguenti tipi di energia elettromotiva distinguono:

- elettrostatico - nella macchina dell'elettriceforo, in cui la trasformazione dell'energia meccanica durante l'attrito in elettricità;

- Termoelettrico - Nel termoelement - l'energia interiore della spa riscaldata di due fili fatti di diversi metalli si trasforma in elettricità;

- fotoelettrico. - nella fotocellula. Qui c'è una conversione di energia luminosa in elettrica: con l'illuminazione di alcune sostanze, ad esempio, il selenio, l'ossido di rame (I), silicio è osservato una perdita di carica elettrica negativa;

- Chimica - in elementi elettrolitici, batterie, ecc. Fonti in cui la trasformazione dell'energia chimica in elettricità.

Forza elettromotiva (EMF) - Caratteristiche delle fonti attuali. Il concetto di EMF è stato introdotto da G. OM nel 1827 per i circuiti DC. Nel 1857, Kirchhoff ha definito l'EMF come opera di forze di terze parti durante il trasferimento di una singola carica elettrica lungo un ciclo chiuso:

ɛ \u003d A ST / Q,

dove ɛ - EMF della fonte attuale, E Art - Lavoro di forze di terze parti, q. - Numero di carica sfollata.

Potenza elettrica espressa in volt.

Puoi parlare della forza elettromotrice su qualsiasi sezione della catena. Questo è un lavoro specifico di forza di terze parti (lavoro sul movimento di una singola carica) non nell'intero contorno, ma solo in questo settore.

Resistenza interna della fonte corrente.

Supponiamo che vi sia un semplice circuito chiuso composto da una fonte di corrente (ad esempio, un elemento galvanico, batteria o generatore) e resistenza resistenza R.. La corrente nella catena chiusa non è interrotta da nessuna parte, quindi, esiste all'interno della fonte corrente. Qualsiasi fonte è una certa corrente della corrente. È chiamato resistenza interna della fonte corrente E denota la lettera r..

Nel generatore r. - Questa è la resistenza dell'ovvolgimento, nell'elemento elettroplatante - la resistenza della soluzione e degli elettrodi elettrolitici.

Pertanto, la fonte corrente è caratterizzata dai valori di EDC e resistenza interna che determinano la sua qualità. Ad esempio, le macchine elettrostatiche hanno un EMF molto grande (fino a decine di migliaia di volt), ma la loro resistenza interna è enorme (fino a un anno). Pertanto, non sono adatti per le correnti rapide. Negli elementi elettroplavi dell'EMF, solo circa 1 B, ma la resistenza interna è piccola (circa 1 ohm e meno). Ciò consente loro di ricevere correnti misurati da Ampere.

La corrente elettrica non procede nel filo di rame per la stessa ragione per cui l'acqua fissa rimane nel tubo orizzontale. Se un'estremità del tubo è collegata al serbatoio in modo tale da formarsi la differenza di pressione, il fluido scorrerà da un'estremità. Allo stesso modo, per mantenere la corrente diretta, esiste un impatto esterno in movimento. Questo impatto è chiamato forza elettromotrice o EMF.

Tra la fine del XVIII e l'inizio del XIX secolo, il lavoro di tali scienziati, come un pendente, Lagrange e Poisson, posavano le fondamenta matematiche per determinare i valori elettrostatici. I progressi nella comprensione dell'elettricità in questo stadio storico è ovvio. Franklin ha già introdotto il concetto di "il numero di sostanze elettriche", ma ancora lui, né i suoi successori non potevano misurarlo.

Seguendo gli esperimenti di Galvani, Volta ha cercato di trovare la conferma che i "liquidi elettroplavi" dell'animale erano una natura con elettricità statica. Alla ricerca della verità, ha scoperto che quando due elettrodi di diversi metalli sono in contatto attraverso l'elettrolito, sia addebitato e rimangono caricati nonostante il circuito del carico del carico. Questo fenomeno non corrispondeva alle idee esistenti sull'elettricità perché gli oneri elettrostatici dovrebbero essere stati ricombinati in questo caso.

Volta ha introdotto una nuova definizione di forza che agisce nella direzione di separazione delle accuse e mantenerle in tale stato. Chiamò elettromobili. Una spiegazione simile della descrizione della batteria non è adattata alle fondamenta teoriche della fisica di quel tempo. Nel paradigma di Coulomb del primo terzo del XIX secolo E. d. s. Volta è stata determinata dalla capacità di un organisco di produrre elettricità in altri.

È stato fatto il contributo più importante alla spiegazione del lavoro delle catene elettriche. I risultati di un numero di esperimenti lo hanno portato alla costruzione della teoria della conduttività elettrica. Ha introdotto la grandezza della "tensione" e lo ha determinato come una potenziale differenza sui contatti. Come Fourier, che nella sua teoria differiva la quantità di calore e temperatura nel trasferimento di calore, OM ha creato un modello per analogia che lega la quantità di carica caricata, tensione e conduttività elettrica. La legge di Ohm non contraddiceva la conoscenza accumulata dell'elettrostatica elettricità.

Quindi, grazie a Maxwell e Faraday, i modelli esplicativi della corrente ottennero una nuova teoria del campo. Ciò ha permesso di sviluppare un concetto di energia correlata alla funzione per potenziali statici che per potenza elettromotrice. Le date principali dell'evoluzione del concetto di EDC:

  • 1800 - la creazione di una batteria galvanica Volta;
  • 1826 - Ohms formula la sua legge per la catena totale;
  • 1831 - Rilevamento dell'induzione elettromagnetica di Faraday.

Definizione e significato fisico

L'applicazione di una differenza potenziale tra le due estremità del conduttore creerà il flusso di elettroni da un'estremità all'altra. Ma questo non è abbastanza per mantenere il flusso di accuse nel conduttore. La deriva elettronica conduce a una riduzione del potenziale fino al suo bilanciamento (cessazione della corrente). Pertanto, per la creazione di un DC, sono necessari meccanismi, restituisce continuamente il sistema descritto alla configurazione iniziale, cioè che impedisce l'aggregazione della carica a causa del loro movimento. A tale scopo, vengono utilizzati dispositivi speciali, chiamati alimentatori.

Come un'illustrazione del loro lavoro, è conveniente considerare un contorno chiuso dalla resistenza e un alimentatore galvanico (batteria). Se suggeriamo che non vi sia alcuna batteria corrente, il problema descritto della carica dell'Unione rimane irrisolto. Ma nel circuito con un vero potenza elettronica si muovono costantemente. Ciò si verifica dovuto al fatto che il flusso di ioni procede all'interno della batteria dall'elettrodo negativo al positivo. La fonte di energia spostamento di queste accuse nella batteria è reazioni chimiche. Tale energia è chiamata forza elettromotrice.

EMF è una caratteristica di qualsiasi fonte di energia in grado di controllare il movimento delle accuse elettriche nella catena. In analogia con un circuito idraulico chiuso, il funzionamento della fonte e. d. s. Corrisponde al funzionamento della pompa per creare la pressione dell'acqua. Pertanto, l'icona che denota questi dispositivi è indistinguibile su circuiti idraulici ed elettrici.

Nonostante il nome, la forza elettromotrice non è molto forza ed è misurata in volt. Il suo valore numerico è uguale al lavoro sul movimento della carica sulla catena chiusa. EMF della fonte è espresso dalla formula E \u003d A / Q, in cui:

  • E - Forza elettromotiva in volt;
  • A - Il lavoro di spese di terzi per il movimento di carica in joule;
  • q - carica sfollata nei couluti.

Da questa formula, l'EDC segue che la forza elettromotrice non è una catena o una proprietà di caricamento, ma è la capacità del generatore di elettricità alle spese separate.

La potenza elettromotrice e la differenza potenziale nella catena sono quantità fisiche molto simili, poiché entrambi sono misurati in volt e sono determinati dal lavoro sul movimento della carica. Una delle differenze semantiche di base è che E. d. s. (E) È causato trasformando qualsiasi energia in materiale elettrico, mentre la differenza nei potenziali (U) implementa l'energia elettrica ad altri tipi. Altre differenze sembrano questo:

  • E trasmette l'energia dell'intera catena. U è una misura di energia tra due punti nel diagramma.
  • E è la causa di te, ma non il contrario.
  • E è indotto in un campo elettrico, magnetico e gravitazionale.
  • Concetto e. d. s. Applicabile solo al campo elettrico, mentre la differenza potenziale è applicabile ai campi magnetici, gravitazionali ed elettrici.

La tensione sui terminali della fonte di alimentazione, di regola, differisce dall'EMF della fonte. Ciò è dovuto alla presenza di resistenza interna della sorgente (elettrolito ed elettrodi, avvolgimenti del generatore). Legare la differenza dei potenziali e l'EMF della fonte corrente della formula sembra come u \u003d e-ir. In questa espressione:

  • U è la tensione sui terminali della fonte;
  • r è la resistenza interna della fonte;
  • I - corrente nella catena.

Da questa formula della forza elettromotiva ne consegue che e. d. s. uguale alla tensione quando la corrente nella catena non scorre. La fonte ideale di EDS crea la differenza nei potenzialità, indipendentemente dal carico (corrente corrente) e non ha una resistenza interna.

In natura, non può esserci fonte con potenza infinita quando chiusa sui terminali, oltre a materiale con conduttività infinita. La fonte perfetta è usata come modello matematico astratto.

L'essenza della fonte dell'EMF è trasformare altri tipi di energia in elettrico con forza di terze parti. Dal punto di vista della fisica per garantire er D. c differire i seguenti due principali tipi di fonti:

  • galvanico;
  • elettromagnetico.

I primi sono fonti elettrochimiche basate sul coinvolgimento nella reazione chimica del processo di trasferimento di elettroni. In condizioni normali, le interazioni chimiche sono accompagnate dal rilascio o dall'assorbimento del calore, ma ci sono molte reazioni, come risultato della quale energia elettrica è generata.

I processi elettrochimici sono nella maggior parte dei casi reversibili, poiché l'energia corrente elettrica può essere utilizzata per forzare le sostanze da reagire. Questa funzione consente di creare fonti galvaniche rinnovabili - batterie.

Nei generatori attuali d. s. Creato in un altro modo. La separazione delle accuse avviene dal fenomeno dell'induzione elettromagnetica, che è che il cambiamento della grandezza o della direzione del campo magnetico crea EMF. Secondo la legge di Faraday, trovando e. d. s. L'induzione è possibile da un'espressione E \u003d -DF / DT. In questa formula:

  • F - flusso magnetico;
  • t - tempo.

Anche l'induzione EMF viene misurata in volt. A seconda di quali cambiamenti nel flusso magnetico sono causati, distinguere:

  • Indotto dinamicamente. Quando il conduttore si muove in un campo magnetico stazionario. Caratterizzato per i generatori.
  • Indotto con staticamente. Quando si verificano le modifiche del flusso dovute a cambiamenti nel campo magnetico attorno al conduttore fisso. Quindi ci sono i trasformatori.

Ci sono anche fonti E. C, non basato sull'elettrochimica o sull'induzione magnetica. Questi dispositivi includono fotocellule a semiconduttore, potenziali di contatto e piezocristale. Il concetto di EMF ha un'applicazione pratica principalmente come parametro per la selezione delle fonti di alimentazione per determinati scopi. Per ottenere il massimo effetto dei dispositivi nella catena, è necessario coordinare le loro capacità e le loro caratteristiche. Prima di tutto, la resistenza interna della fonte della potenza EMF con le caratteristiche del carico collegato.

Nel materiale lo capiremo nel concetto di induzione EDC in situazioni della sua occorrenza. Consideraremo anche l'induttanza come parametro chiave per il verificarsi del flusso magnetico quando il campo elettrico appare nel conduttore.

L'induzione elettromagnetica è la generazione di corrente elettrica da campi magnetici che cambiano nel tempo. Grazie alla scoperta di Faraday e Lenz, i modelli furono formulati nelle leggi, che hanno introdotto la simmetria nel comprendere i flussi elettromagnetici. La teoria Maxwell si riunì con conoscenza della corrente elettrica e del flusso magnetico. Grazie alla scoperta di Hertz, l'umanità apprese delle telecomunicazioni.

Un campo elettromagnetico appare attorno al conduttore con elettrotox, ma in parallelo si verifica anche il fenomeno inverso - induzione elettromagnetica. Considerare il flusso magnetico sull'esempio: se il fotogramma del conduttore è posizionato in un campo elettrico con induzione e spostarlo dall'alto verso il basso lungo le linee elettriche magnetiche o a destra perpendicolare a destra, quindi il flusso magnetico che passa attraverso il telaio sarà costante.

Quando il telaio viene ruotato attorno al suo asse, dopo un po ', il flusso magnetico cambierà in una certa quantità. Di conseguenza, l'induzione EDC avviene nel telaio e viene visualizzata una corrente elettrica, che si chiama induzione.

Induzione EMF

Comprenderemo in dettaglio ciò che il concetto di induzione EMF è. Se inserito nel campo magnetico del conduttore e del suo movimento con l'intersezione delle linee elettriche del campo, una forza elettromotiva chiamata EDC induzione appare in Explorer. Si verifica anche se il conduttore rimane in uno stato fisso e il campo magnetico si muove e si intersesta con il conduttore con linee elettriche.

Quando il conduttore, dove si verifica il verificarsi dell'OMF, si chiude su una catena diffusa, a causa della presenza di questo EMF sulla catena inizia a fluire la corrente di induzione. L'induzione elettromagnetica implica il fenomeno induzione induzione nel conduttore al momento del suo intersezione da parte delle linee elettriche del campo magnetico.

L'induzione elettromagnetica è il processo inverso della trasformazione dell'energia meccanica nei tratti elettrici. Questo concetto e i suoi modelli sono ampiamente utilizzati nell'ingegneria elettrica, la maggior parte dell'elettromasiatica è basata su questo fenomeno.

Leggi di Faraday e Lenza

Le leggi di Faraday e Lenza riflettono i modelli di verificarsi di induzione elettromagnetica.

Faradays ha rivelato che gli effetti magnetici appaiono a causa del cambiamento del flusso magnetico nel tempo. Al momento dell'incrocio del conduttore alternando la corrente magnetica, c'è una forza elettromotrice in esso, che porta alla verifica della corrente elettrica. Generare corrente può essere sia un magnete permanente che un elettromagnete.

Lo scienziato ha determinato che l'intensità corrente aumenta con un rapido cambiamento nel numero di linee elettriche che intersecano il contorno. Cioè, l'EMF di induzione elettromagnetica dipende direttamente dalla velocità del flusso magnetico.

Secondo la legge di Faraday, la formula dell'induzione EMF è definita come segue:

Il segno "meno" indica la relazione tra la polarità dell'OMF indotto, la direzione del flusso e la velocità di cambiamento.

Secondo la legge di Lenz, è possibile caratterizzare la forza elettromotrice a seconda della sua direzione. Qualsiasi cambiamento nel flusso magnetico nella bobina porta alla comparsa dell'induzione EMF, e con un rapido cambiamento, viene osservato un EMF ad aumentare.

Se la bobina, dove c'è un'induzione EDC, ha una chiusura sulla catena esterna, quindi la corrente di induzione lo fluisce attraverso di essa, come risultato della quale il campo magnetico appare attorno al conduttore e la bobina acquisisce le proprietà del solenoide. Di conseguenza, intorno alla bobina è formata il suo campo magnetico.

E.h. Lenz ha stabilito un modello in base al quale viene determinata la direzione della corrente di induzione nella bobina e nell'induzione EMF. La legge dice che l'induzione EMF nella bobina con un cambiamento nel flusso magnetico forma una direzione nella bobina in cui questo flusso magnetico della bobina consente di evitare di cambiare il flusso magnetico straniero.

La legge di Lenza si applica a tutte le situazioni in espansione dei conduttori, indipendentemente dalla loro configurazione e metodo di modifica del campo magnetico esterno.

Movimento del filo in campo magnetico

Il valore dell'OMF indotto è determinato a seconda della lunghezza del conduttore intersecabile dalle linee elettriche del campo. Con più linee elettriche, aumenta il valore dell'EMF indotto. Con un aumento del campo magnetico e dell'induzione, il valore EMF maggiore si verifica nel conduttore. Pertanto, il valore dell'induzione EMF nel conduttore che si muove in un campo magnetico dipende direttamente dall'induzione del campo magnetico, della lunghezza del conduttore e della velocità del suo movimento.

Questa dipendenza si riflette nella formula E \u003d BLV, dove induzione EMF; In - il valore dell'induzione magnetica; I - Lunghezza esploratore; V-velocità del suo movimento.

Si noti che nel conduttore, che si sposta nel campo magnetico, l'induzione EDC appare solo quando attraversa le linee elettriche del campo magnetico. Se il conduttore si sposta in base alle linee elettriche, l'EMF non è indurre. Per questo motivo, la formula si applica solo nei casi quando il movimento della conduttura viene inviato perpendicolare alle linee elettriche.

La direzione dell'EMF indotto e il flusso elettrico nel conduttore è determinato dalla direzione del movimento del conduttore stesso. Per identificare la direzione, viene sviluppata la regola della mano destra. Se si tiene il palmo della mano destra in modo che nella sua direzione le linee elettriche del campo, e il pollice indica la direzione del movimento del conduttore, quindi le restanti quattro dita mostrano la direzione dell'EMF indotto e la direzione del Fibra elettrica in esploratore.

Bobina rotante

Il funzionamento del generatore di elettrothent è basato sulla rotazione della bobina in un flusso magnetico, dove c'è un certo numero di turni. EMF è sempre indotto in un circuito elettrico quando l'intersege con un flusso magnetico, in base alla formula del flusso magnetico f \u003d b x s x cos α (induzione magnetica, moltiplicata dall'area superficiale attraverso la quale passa il flusso magnetico e Il coseno dell'angolo, formato dalla direzione vettoriale e linee aeree perpendicolari).

Secondo la formula, i cambiamenti nelle situazioni sono influenzati da:

  • con un cambiamento nel flusso magnetico, i cambiamenti vettoriali di direzione;
  • cambia l'area conclusa nel contorno;
  • cambia l'angolo.

L'induzione EMF è consentita con un magnete fisso o una corrente costante e semplicemente quando la bobina ruota attorno al suo asse all'interno del campo magnetico. In questo caso, il flusso magnetico cambia quando viene modificato il valore dell'angolo. La bobina durante il processo di rotazione attraversa le linee elettriche del flusso magnetico, di conseguenza, appare EMF. Con una rotazione uniforme, si verifica un cambio periodico del flusso magnetico. Inoltre, il numero di linee elettriche che intersecano ogni secondo diventa uguale ai valori a intervalli di tempo uguali.

In pratica, negli alternatori di un potere alternato, la bobina rimane in uno stato fisso e l'elettromagnetico esegue la rotazione attorno ad esso.

EMF Auto-induzione

Quando si passa attraverso la bobina dell'elettroto variabile, viene generato un campo magnetico alternato, che è caratterizzato da un flusso magnetico che cambia indotto da EMF. Questo fenomeno è chiamato autoinduzione.

A causa del fatto che il flusso magnetico è proporzionale all'intensità del flusso elettrico, l'EMF della formula di auto-induzione è simile a questo:

F \u003d l x I, dove l è l'induttanza che viene misurata in GG. Il suo valore è determinato dal numero di turni per lunghezza dell'unità e la grandezza della loro sezione trasversale.

Cospazione

Quando due bobine si trovano nelle vicinanze, c'è un EMF di induzione reciproca, che è determinata dalla configurazione di due schemi e del loro orientamento reciproco. Come aumenta la separazione della catena, il valore dell'inteducity è ridotto, poiché vi è una diminuzione del totale per due bobine di flusso magnetico.

Considerare in dettaglio il processo di verificarsi di induzione reciproca. Ci sono due bobine, sul filo di uno con N1 gira la corrente fluente I1, che crea un flusso magnetico e passa attraverso la seconda bobina con N2 il numero di turni.

Il valore dell'interdigalità della seconda bobina rispetto al primo:

M21 \u003d (N2 X F21) / I1.

Il valore del flusso magnetico:

F21 \u003d (M21 / N2) x i1.

L'EMF indotto è calcolato dalla formula:

E2 \u003d - N2 X DF21 / DT \u003d - M21X DI1 / DT.

Nella prima bobina, il valore del EDC ha indotto:

E1 \u003d - M12 x DI2 / DT.

È importante notare che la forza elettromotrice provocata da un'induzione reciprocamente in una delle bobine in ogni caso è direttamente proporzionale al cambiamento nella corrente elettrica in un'altra bobina.

Quindi l'induzione reciprocamente è considerata uguale:

M12 \u003d M21 \u003d M.

Di conseguenza, E1 \u003d - m x DI2 / DT ed E2 \u003d m x DI1 / DT. M \u003d K √ (L1 x L2), dove K è un coefficiente di comunicazione tra i due valori dell'iniettività.

La perduzione reciprocamente è ampiamente utilizzata nei trasformatori che consentono di modificare i valori dell'elettrotomando variabile. Il dispositivo è un paio di bobine che sono ferite sul nucleo generale. La corrente nella prima bobina forma un flusso magnetico che cambia nel circuito magnetico e nella corrente nella seconda bobina. Con un numero inferiore di turni nella prima bobina rispetto al secondo, la tensione aumenta, e, di conseguenza, con un numero maggiore di turni nel primo avvolgimento, la tensione è ridotta.

Oltre a generare e trasformazione di energia elettrica, il fenomeno dell'induzione magnetica è utilizzata in altri dispositivi. Ad esempio, nei treni levitazionali magnetici che si muovono senza contatto diretto con corrente in rotaie e per un paio di centimetri sopra la causa della repulsione elettromagnetica.