რა არის ინდუცირებული დენი? გაკვეთილის შემუშავება „ფარადეის ექსპერიმენტები.ელექტრომაგნიტური ინდუქცია“. ლაბორატორიული სამუშაო "ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენის გამოკვლევა"
EMF ინდუქციის გამტარში გაჩენა
თუ მას მოათავსებთ გამტარში და გადააადგილებთ ისე, რომ მისი მოძრაობის დროს გადაკვეთოს ძალის ველის ხაზები, მაშინ გამოჩნდება გამტარი, რომელსაც ეწოდება ინდუქციური emf.
ინდუქციის EMF წარმოიქმნება გამტარში მაშინაც კი, თუ თავად გამტარი რჩება უმოძრაო და მაგნიტური ველი მოძრაობს, გადაკვეთს გამტარს მისი ძალის ხაზებით.
თუ დირიჟორი, რომელშიც ინდუქციური EMF არის ინდუცირებული, დახურულია ნებისმიერი გარე წრედისთვის, მაშინ ამ EMF-ის მოქმედებით წრეში გაივლის დენი, ე.წ. ინდუქციური დენი.
EMF ინდუქციის ფენომენიგამტარში, როდესაც მას კვეთს მაგნიტური ველის ხაზები ეწოდება ელექტრომაგნიტური ინდუქცია.
ელექტრომაგნიტური ინდუქცია არის საპირისპირო პროცესი, ანუ მექანიკური ენერგიის ელექტრო ენერგიად გადაქცევა.
Ფენომენი ელექტრომაგნიტური ინდუქციანაპოვნია ყველაზე ფართო აპლიკაცია in . სხვადასხვა ელექტრო მანქანების მოწყობილობა ეფუძნება მის გამოყენებას.
ინდუქციის ემფ სიდიდე და მიმართულება
ახლა განვიხილოთ, რა იქნება დირიჟორში ინდუცირებული EMF-ის სიდიდე და მიმართულება.
ინდუქციის EMF-ის სიდიდე დამოკიდებულია იმ ძალის ველების ხაზების რაოდენობაზე, რომლებიც კვეთენ დირიჟორს დროის ერთეულზე, ანუ დირიჟორის სიჩქარეზე ველში.
ინდუცირებული ემფ-ის სიდიდე პირდაპირ არის დამოკიდებული მაგნიტურ ველში გამტარის სიჩქარეზე.
ინდუცირებული ემფ-ის სიდიდე ასევე დამოკიდებულია გამტარის იმ ნაწილის სიგრძეზე, რომელიც იკვეთება ველის ხაზებით. დირიჟორის დიდი ნაწილი გადაკვეთილია საველე ხაზებით, მით უფრო დიდია EMF ინდუცირებული დირიჟორში. და ბოლოს, რაც უფრო ძლიერია მაგნიტური ველი, ანუ რაც უფრო დიდია მისი ინდუქცია, მით მეტია EMF ამ ველის გადაკვეთის გამტარში.
Ისე, ინდუქციის EMF სიდიდე, რომელიც ხდება დირიჟორში, როდესაც ის მოძრაობს მაგნიტურ ველში, პირდაპირპროპორციულია მაგნიტური ველის ინდუქციის, გამტარის სიგრძისა და მისი მოძრაობის სიჩქარის.
ეს დამოკიდებულება გამოიხატება ფორმულით E = Blv,
სადაც E არის ინდუქციური emf; B - მაგნიტური ინდუქცია; I - დირიჟორის სიგრძე; v - გამტარის სიჩქარე.
მტკიცედ უნდა გვახსოვდეს ეს დირიჟორში, რომელიც მოძრაობს მაგნიტურ ველში, ინდუქციის EMF ხდება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ეს გამტარი გადაკვეთილია მაგნიტური ველის ხაზებით.თუ დირიჟორი მოძრაობს ველის ძალის ხაზების გასწვრივ, ანუ არ კვეთს, მაგრამ, როგორც ეს იყო, სრიალებს მათ გასწვრივ, მაშინ მასში EMF არ არის გამოწვეული. აქედან გამომდინარე, ზემოაღნიშნული ფორმულა მოქმედებს მხოლოდ მაშინ, როდესაც გამტარი მოძრაობს მაგნიტურის პერპენდიკულარულად ძალის ხაზებიველები.
ინდუცირებული ემფ-ის მიმართულება (ისევე როგორც დირიჟორში დენი) დამოკიდებულია იმაზე, თუ რომელი მიმართულებით მოძრაობს გამტარი. ინდუცირებული ემფ-ის მიმართულების დასადგენად, არსებობს წესი მარჯვენა ხელი.
თუ მარჯვენა ხელის ხელი ისე გეჭირათ, რომ მოიცავდეს ველის ძალის მაგნიტურ ხაზებს და მოხრილს ცერა თითიმიუთითებს გამტარის მოძრაობის მიმართულებაზე, შემდეგ გაშლილი ოთხი თითი მიუთითებს ინდუცირებული EMF-ის მიმართულებას და დირიჟორში დენის მიმართულებას.
მარჯვენა ხელის წესი
ინდუქციის EMF კოჭში
ჩვენ უკვე ვთქვით, რომ დირიჟორში EMF ინდუქციის შესაქმნელად აუცილებელია ან თავად გამტარის ან მაგნიტური ველის გადაადგილება მაგნიტურ ველში. ორივე შემთხვევაში, დირიჟორი უნდა გადაკვეთოს მაგნიტური ველის ხაზებით, წინააღმდეგ შემთხვევაში EMF არ იქნება გამოწვეული. ინდუცირებული EMF და, შესაბამისად, ინდუქციური დენი შეიძლება მიღებულ იქნეს არა მხოლოდ სწორ გამტარში, არამედ დირიჟორის ხვეულშიც.
მუდმივი მაგნიტის შიგნით გადაადგილებისას მასში წარმოიქმნება EMF იმის გამო, რომ მაგნიტის მაგნიტური ნაკადი კვეთს კოჭის მოხვევებს, ანუ ზუსტად ისევე, როგორც ეს იყო სწორხაზოვანი გამტარის გადაადგილებისას ველში. მაგნიტი.
თუ მაგნიტი ნელა ჩაეშვება ხვეულში, მაშინ მასში წარმოქმნილი ემფ იმდენად მცირე იქნება, რომ მოწყობილობის ისარი შეიძლება არც კი გადახრის. თუ პირიქით, მაგნიტი სწრაფად შეიყვანება ხვეულში, მაშინ ისრის გადახრა დიდი იქნება. ეს ნიშნავს, რომ ინდუცირებული EMF-ის სიდიდე და, შესაბამისად, კოჭში მიმდინარე სიძლიერე, დამოკიდებულია მაგნიტის სიჩქარეზე, ანუ იმაზე, თუ რამდენად სწრაფად კვეთს ველის ხაზები კოჭის მოხვევებს. თუ ახლა მონაცვლეობით შევიყვანთ კოჭში იმავე სიჩქარით, ჯერ ძლიერ მაგნიტს, შემდეგ კი სუსტს, მაშინ დავინახავთ, რომ ძლიერი მაგნიტით, მოწყობილობის ისარი უფრო დიდი კუთხით გადაიხრება. ნიშნავს, ინდუცირებული ემფ-ის სიდიდე და, შესაბამისად, დენის სიძლიერე კოჭში, დამოკიდებულია მაგნიტის მაგნიტური ნაკადის სიდიდეზე.
და ბოლოს, თუ იგივე მაგნიტი შეყვანილია იმავე სიჩქარით, ჯერ ხვეულში დიდი რიცხვიბრუნავს, შემდეგ კი ბევრად უფრო პატარას, მაშინ პირველ შემთხვევაში მოწყობილობის ისარი უფრო დიდი კუთხით გადაიხრება, ვიდრე მეორეში. ეს ნიშნავს, რომ ინდუცირებული EMF-ის სიდიდე და, შესაბამისად, კოჭში მიმდინარე სიძლიერე, დამოკიდებულია მისი მობრუნებების რაოდენობაზე. იგივე შედეგები შეიძლება მივიღოთ, თუ ელექტრომაგნიტი გამოიყენება მუდმივი მაგნიტის ნაცვლად.
კოჭში ინდუქციის EMF-ის მიმართულება დამოკიდებულია მაგნიტის მოძრაობის მიმართულებაზე. როგორ განვსაზღვროთ ინდუქციის EMF-ის მიმართულება, ამბობს E.X. Lenz-ის მიერ დადგენილი კანონი.
ლენცის კანონი ელექტრომაგნიტური ინდუქციისთვის
კოჭის შიგნით მაგნიტური ნაკადის ნებისმიერ ცვლილებას თან ახლავს მასში ინდუქციური EMF-ის გამოჩენა და რაც უფრო სწრაფად იცვლება კოჭში შემავალი მაგნიტური ნაკადი, მით უფრო დიდია მასში EMF ინდუცირებული.
თუ კოჭა, რომელშიც იქმნება ინდუქციური EMF, დახურულია გარე წრედთან, მაშინ ინდუქციური დენი მიედინება მის მონაცვლეობებში, ქმნის მაგნიტურ ველს დირიჟორის გარშემო, რის გამოც კოჭა იქცევა სოლენოიდად. გამოდის ისე, რომ ცვალებადი გარე მაგნიტური ველი იწვევს კოჭში ინდუქციურ დენს, რომელიც, თავის მხრივ, ქმნის თავის მაგნიტურ ველს კოჭის გარშემო – დენის ველს.
ამ ფენომენის შესწავლისას, E.X. Lenz-მა დაადგინა კანონი, რომელიც განსაზღვრავს ინდუქციური დენის მიმართულებას კოჭში და, შესაბამისად, ინდუქციური EMF-ის მიმართულებას. ინდუქციური ემფ, რომელიც წარმოიქმნება კოჭში, როდესაც მასში მაგნიტური ნაკადი იცვლება, ქმნის დენს კოჭში იმ მიმართულებით, რომ ამ დენით შექმნილი კოჭის მაგნიტური ნაკადი ხელს უშლის გარე მაგნიტური ნაკადის ცვლილებას.
ლენცის კანონი მოქმედებს დირიჟორებში დენის ინდუქციის ყველა შემთხვევისთვის, მიუხედავად გამტარების ფორმისა და იმის შესახებ, თუ როგორ მიიღწევა ცვლილება გარე მაგნიტურ ველში.
როდესაც მუდმივი მაგნიტი მოძრაობს გალვანომეტრის ტერმინალებთან დამაგრებულ მავთულის ხვეულთან შედარებით, ან როდესაც ხვეული მოძრაობს მაგნიტის მიმართ, წარმოიქმნება ინდუქციური დენი.
ინდუქციური დენები მასიურ გამტარებლებში
ცვალებად მაგნიტურ ნაკადს შეუძლია გამოიწვიოს EMF არა მხოლოდ კოჭის მოხვევებში, არამედ მასიური ლითონის გამტარებლებშიც. მასიური გამტარის სისქეში შეღწევისას, მაგნიტური ნაკადი იწვევს მასში EMF-ს, რაც ქმნის ინდუქციურ დენებს. ეს ეგრეთ წოდებული პირობა ვრცელდება მასიური გამტარის გასწვრივ და მოკლედ არის ჩართული მასში.
ტრანსფორმატორების ბირთვები, სხვადასხვა ელექტრო მანქანებისა და აპარატების მაგნიტური სქემები მხოლოდ ის მასიური გამტარებია, რომლებიც თბება მათში წარმოქმნილი ინდუქციური დენებისაგან. ეს ფენომენი არასასურველია, ამიტომ, ინდუქციური დენების სიდიდის შესამცირებლად, ელექტრული მანქანებისა და ტრანსფორმატორის ბირთვების ნაწილები მზადდება არა მასიური, არამედ შედგება თხელი ფურცლებისაგან, რომლებიც ერთმანეთისგან იზოლირებულია ქაღალდის ან საიზოლაციო ლაქის ფენისგან. ამის გამო გადაკეტილია მორევის დინების გავრცელების გზა გამტარის მასის გასწვრივ.
მაგრამ ზოგჯერ პრაქტიკაში მორევის დენები ასევე გამოიყენება როგორც სასარგებლო დენები. ამ დენების გამოყენება ეფუძნება, მაგალითად, ელექტრული საზომი ხელსაწყოების მოძრავი ნაწილების ეგრეთ წოდებული მაგნიტური დემპერების მუშაობას.
ნახატზე ნაჩვენებია ინდუქციური დენის მიმართულება, რომელიც წარმოიქმნება მოკლედ შეერთებულ მავთულხლართში, როდესაც კოჭა მოძრაობს მასთან შედარებით.მაგნიტი გთხოვთ მიუთითოთ ქვემოთ ჩამოთვლილთაგან რომელია სწორი და რომელი რომლებიც არასწორია.
ა მაგნიტი და ხვეული იზიდავს ერთმანეთს.
ბ. კოჭის შიგნით ინდუქციური დენის მაგნიტური ველი მიმართულია ზემოთ.
ბ. კოჭის შიგნით მაგნიტის ველის მაგნიტური ინდუქციის ხაზები მიმართულია ზემოთ.
D. მაგნიტი ამოღებულია კოჭიდან.
2. რა საცნობარო ჩარჩოებია ინერციული და არაინერციული? მიეცით მაგალითები.
3. რა თვისებას უწოდებენ სხეულებს ინერცია? რა არის ინერციის ღირებულება?
4. რა კავშირია სხეულების მასებსა და აჩქარების მოდულებს შორის, რომლებსაც ისინი იღებენ ურთიერთქმედების დროს?
5. რა არის ძალა და როგორ ახასიათებს იგი?
6. ნიუტონის მე-2 კანონის განცხადება? Რა არის ეს მათემატიკური აღნიშვნა?
7. როგორ არის ჩამოყალიბებული ნიუტონის მე-2 კანონი იმპულსური ფორმით? მისი მათემატიკური აღნიშვნა?
8. რა არის 1 ნიუტონი?
9. როგორ მოძრაობს სხეული, თუ მასზე მოქმედებს ძალა, რომელიც მუდმივია სიდიდისა და მიმართულებით? როგორია მასზე მოქმედი ძალით გამოწვეული აჩქარების მიმართულება?
10. როგორ განისაზღვრება ძალების შედეგი?
11. როგორ არის ჩამოყალიბებული და ჩამოწერილი ნიუტონის მე-3 კანონი?
12. როგორ არის მიმართული ურთიერთმოქმედი სხეულების აჩქარებები?
13. მოიყვანეთ ნიუტონის მე-3 კანონის გამოვლინების მაგალითები.
14. როგორია ნიუტონის ყველა კანონის გამოყენების საზღვრები?
15. რატომ შეიძლება მივიჩნიოთ დედამიწა, როგორც ინერციული ათვლის სისტემა, თუ ის მოძრაობს ცენტრიდანული აჩქარებით?
16. რა არის დეფორმაცია, რა სახის დეფორმაცია იცით?
17. რა ძალას უწოდებენ დრეკადობის ძალას? რა არის ამ ძალის ბუნება?
18. რა თვისებები ახასიათებს დრეკად ძალას?
19. როგორ არის მიმართული დრეკადობის ძალა (საყრდენი რეაქციის ძალა, ძაფის დაჭიმვის ძალა?)
20. როგორ არის ჩამოყალიბებული და დაწერილი ჰუკის კანონი? რა არის მისი გამოყენების საზღვრები? დახატეთ დიაგრამა, რომელიც ასახავს ჰუკის კანონს.
21. როგორ არის ჩამოყალიბებული და ჩამოწერილი უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, როდის არის იგი გამოსაყენებელი?
22. აღწერეთ ექსპერიმენტები გრავიტაციული მუდმივის მნიშვნელობის დასადგენად?
23. რა არის გრავიტაციული მუდმივი, რა არის მისი ფიზიკური მნიშვნელობა?
24. დამოკიდებულია თუ არა გრავიტაციული ძალის მოქმედება ტრაექტორიის ფორმაზე? რა სამუშაოს ასრულებს გრავიტაცია დახურულ მარყუჟში?
25. დრეკადობის ძალის მუშაობა დამოკიდებულია თუ არა ტრაექტორიის ფორმაზე?
26. რა იცით გრავიტაციის შესახებ?
27. როგორ გამოითვლება აჩქარება თავისუფალი ვარდნადედამიწაზე და სხვა პლანეტებზე?
28. რა არის პირველი კოსმოსური სიჩქარე? როგორ გამოითვლება?
29. რას ჰქვია თავისუფალი დაცემა? დამოკიდებულია თუ არა თავისუფალი ვარდნის აჩქარება სხეულის მასაზე?
30. აღწერეთ გალილეო გალილეის გამოცდილება, რომელიც დაადასტურა, რომ ვაკუუმში მყოფი ყველა სხეული ერთნაირი აჩქარებით ეცემა.
31. რა ძალას უწოდებენ ხახუნის ძალას? ხახუნის ძალების ტიპები?
32. როგორ გამოითვლება მოცურების და მოძრავი ხახუნის ძალა?
33. როდის წარმოიქმნება სტატიკური ხახუნის ძალა? რის ტოლია?
34. დამოკიდებულია თუ არა მოცურების ხახუნის ძალა საკონტაქტო ზედაპირების ფართობზე?
35. რა პარამეტრებზეა დამოკიდებული მოცურების ხახუნის ძალა?
36. რა განსაზღვრავს სითხეებსა და აირებში სხეულის მოძრაობის წინააღმდეგობის ძალას?
37. რას ჰქვია სხეულის წონა? რა განსხვავებაა სხეულის წონასა და სხეულზე მოქმედ მიზიდულობის ძალას შორის?
38. რა შემთხვევაშია სხეულის წონა რიცხობრივად სიმძიმის მოდულის ტოლი?
39. რა არის უწონობა? რა არის გადატვირთვა?
40. როგორ გამოვთვალოთ სხეულის წონა მისი აჩქარებული მოძრაობის დროს? იცვლება თუ არა სხეულის წონა, თუ ის მოძრაობს ფიქსირებული ჰორიზონტალური სიბრტყის გასწვრივ აჩქარებით?
41. როგორ იცვლება სხეულის წონა წრის ამოზნექილი და ჩაზნექილი ნაწილების გასწვრივ მოძრაობისას?
42. როგორია ამოცანების ამოხსნის ალგორითმი, როცა სხეული მოძრაობს რამდენიმე ძალის მოქმედებით?
43. რა ძალას ჰქვია არქიმედეს ძალა ან გამაძლიერებელი ძალა? რა პარამეტრებზეა დამოკიდებული ეს ძალა?
44. რა ფორმულებით შეიძლება გამოვთვალოთ არქიმედეს ძალა?
45. რა პირობებში ცურავს, იძირება, ცურავს სხეული სითხეში?
46. როგორ არის დამოკიდებული მცურავი სხეულის სითხეში ჩაძირვის სიღრმე მის სიმკვრივეზე?
47. რატომ ბუშტებიივსება წყალბადით, ჰელიუმით თუ ცხელი ჰაერით?
48. ახსენით დედამიწის ბრუნვის გავლენა მისი ღერძის გარშემო თავისუფალი ვარდნის აჩქარების მნიშვნელობაზე.
49. როგორ იცვლება გრავიტაციის მნიშვნელობა, როდესაც: ა) სხეულის მოცილება დედამიწის ზედაპირიდან, ბ) როდესაც სხეული მოძრაობს მერიდიანის გასწვრივ, პარალელურად.
ელექტრული წრე?
3. რა არის EMF-ის ფიზიკური მნიშვნელობა? განსაზღვრეთ ვოლტი.
4. დაკავშირება მოკლე დროვოლტმეტრი ელექტრული ენერგიის წყაროსთან, პოლარობის დაკვირვებით. შეადარეთ მისი წაკითხვები ექსპერიმენტის შედეგებზე დაფუძნებულ გამოთვლას.
5. რა განსაზღვრავს ძაბვას დენის წყაროების ტერმინალებზე?
6. გაზომვის შედეგების გამოყენებით განსაზღვრეთ ძაბვა გარე წრედზე (თუ სამუშაო შესრულდა I მეთოდით), გარე წრედის წინაღობა (თუ სამუშაო შესრულდა II მეთოდით).
6 კითხვა ბუდეების გამოთვლაში
Დამეხმარე, გთხოვ!1. რა პირობებში ჩნდება ხახუნის ძალები?
2. რა განსაზღვრავს სტატიკური ხახუნის ძალის მოდულს და მიმართულებას?
3. რა საზღვრებში შეიძლება შეიცვალოს სტატიკური ხახუნის ძალა?
4. რა ძალა ანიჭებს აჩქარებას მანქანას ან ლოკომოტივს?
5. შეუძლია თუ არა მოცურების ხახუნის ძალა გაზარდოს სხეულის სიჩქარე?
6. რა არის მთავარი განსხვავება სითხეებსა და აირებში წინაღობის ძალასა და ორს შორის ხახუნის ძალას შორის მყარი სხეულები?
7. მოიყვანეთ მაგალითები სასარგებლო და მავნე მოქმედებაყველა სახის ხახუნის ძალები
ელექტრულ და მაგნიტურ ველებს შორის კავშირი უკვე დიდი ხანია შეინიშნება. ეს კავშირი მე-19 საუკუნეში აღმოაჩინა ინგლისელმა ფიზიკოსმა ფარადეიმ და დაარქვა მას სახელი. ის ჩნდება იმ მომენტში, როდესაც მაგნიტური ნაკადი შეაღწევს დახურული მიკროსქემის ზედაპირზე. გარკვეული დროის განმავლობაში მაგნიტური ნაკადის ცვლილების შემდეგ, ამ წრეში ჩნდება ელექტრული დენი.
ელექტრომაგნიტური ინდუქციისა და მაგნიტური ნაკადის ურთიერთობა
მაგნიტური ნაკადის არსი ნაჩვენებია ცნობილი ფორმულით: Ф = BS cos α. მასში F არის მაგნიტური ნაკადი, S არის კონტურის ზედაპირი (არეალი), B არის მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი. კუთხე α იქმნება მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მიმართულების და კონტურის ზედაპირის ნორმალური მიმართულების გამო. აქედან გამომდინარეობს, რომ მაგნიტური ნაკადი მიაღწევს მაქსიმალურ ზღურბლს cos α = 1-ზე, ხოლო მინიმალურ ზღურბლს cos α = 0-ზე.
მეორე ვარიანტში B ვექტორი ნორმალურის პერპენდიკულარული იქნება. გამოდის, რომ ნაკადის ხაზები არ კვეთს კონტურს, არამედ მხოლოდ სრიალებს მისი სიბრტყის გასწვრივ. აქედან გამომდინარე, მახასიათებლები განისაზღვრება B ვექტორის ხაზებით, რომლებიც კვეთენ კონტურის ზედაპირს. გაანგარიშებისთვის, ვებერი გამოიყენება როგორც საზომი ერთეული: 1 wb \u003d 1v x 1s (ვოლტ-წამი). კიდევ ერთი, უფრო მცირე ზომის ერთეული არის მაქსველი (µs). ეს არის: 1 wb \u003d 108 μs, ანუ 1 μs \u003d 10-8 wb.
ფარადეის კვლევისთვის გამოიყენეს ორი მავთულის სპირალი, ერთმანეთისგან იზოლირებული და ხის ხვეულზე მოთავსებული. ერთი მათგანი დაკავშირებული იყო ენერგიის წყაროსთან, მეორე კი გალვანომეტრთან, რომელიც შექმნილია მცირე დენების ჩასაწერად. იმ მომენტში, როდესაც ორიგინალური სპირალის წრე დაიხურა და გაიხსნა, მეორე წრეში საზომი მოწყობილობის ისარი გადაიხარა.
ინდუქციის ფენომენზე კვლევის ჩატარება
ექსპერიმენტების პირველ სერიაში მაიკლ ფარადეიმ ჩადო მაგნიტიზებული ლითონის ზოლი დენთან დაკავშირებულ ხვეულში და შემდეგ ამოიღო იგი (ნახ. 1, 2).
1 
2 
როდესაც მაგნიტი მოთავსებულია საზომ მოწყობილობასთან დაკავშირებულ ხვეულში, წრეში იწყებს ინდუქციური დენი. თუ მაგნიტური ზოლი ამოღებულია კოჭიდან, ინდუქციური დენი მაინც ჩნდება, მაგრამ მისი მიმართულება უკვე შებრუნებულია. შესაბამისად, ინდუქციური დენის პარამეტრები შეიცვლება ზოლის მიმართულებით და იმის მიხედვით, თუ რა ბოძზეა იგი მოთავსებული კოჭში. დენის სიძლიერეზე გავლენას ახდენს მაგნიტის მოძრაობის სიჩქარე.
ექსპერიმენტების მეორე სერიაში დადასტურებულია ფენომენი, რომლის დროსაც ცვალებადი დენი ერთ კოჭში იწვევს ინდუქციურ დენს მეორე კოჭში (ნახ. 3, 4, 5). ეს ხდება წრედის დახურვისა და გახსნის მომენტებში. დენის მიმართულება დამოკიდებული იქნება იმაზე, იხურება თუ იხსნება ელექტრული წრე. გარდა ამისა, ეს მოქმედებები სხვა არაფერია, თუ არა მაგნიტური ნაკადის შეცვლის გზები. როდესაც წრე დახურულია, ის გაიზრდება, ხოლო გახსნისას, ის შემცირდება, ერთდროულად შეაღწევს პირველ კოჭას.
3 
4 
5 
ექსპერიმენტების შედეგად დადგინდა, რომ დახურულ გამტარ წრეში ელექტრული დენის გაჩენა შესაძლებელია მხოლოდ მაშინ, როდესაც ისინი მოთავსებულია ალტერნატიულ მაგნიტურ ველში. ამავდროულად, ნაკადი შეიძლება შეიცვალოს დროში ნებისმიერი საშუალებით.
ელექტრომაგნიტური ინდუქციის გავლენის ქვეშ მყოფ ელექტრულ დენს ინდუქცია ეწოდება, თუმცა ეს არ იქნება დენი ჩვეულებრივი გაგებით. როდესაც დახურული წრე მაგნიტურ ველშია, EMF წარმოიქმნება ზუსტი მნიშვნელობით და არა დენი, რომელიც დამოკიდებულია სხვადასხვა წინააღმდეგობებზე.
ამ მოვლენას ინდუქციის EMF ეწოდება, რომელიც აისახება ფორმულით: Eind = - ∆F / ∆t. მისი მნიშვნელობა ემთხვევა მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარეს, რომელიც შეაღწევს დახურული მარყუჟის ზედაპირზე, აღებული უარყოფითი მნიშვნელობა. ამ გამოთქმაში არსებული მინუსი არის ლენცის წესის ასახვა.
ლენცის წესი მაგნიტური ნაკადისთვის
ცნობილი წესი მე-19 საუკუნის 30-იან წლებში ჩატარებული კვლევების შემდეგ იქნა მიღებული. იგი ჩამოყალიბებულია შემდეგნაირად:
ინდუქციური დენის მიმართულება, რომელიც აღგზნებულია დახურულ წრეში ცვალებადი მაგნიტური ნაკადით, მოქმედებს მის მიერ შექმნილ მაგნიტურ ველზე ისე, რომ ის, თავის მხრივ, ქმნის დაბრკოლებას მაგნიტური ნაკადისთვის, გარეგნობის გამომწვევიინდუქციური დენი.
როდესაც მაგნიტური ნაკადი იზრდება, ანუ ხდება Ф > 0, ხოლო ინდუქციური EMF მცირდება და ხდება Eind.< 0, в результате этого появляется электроток с такой направленностью, при которой под влиянием его магнитного поля происходит изменение потока в сторону уменьшения при его прохождении через плоскость замкнутого контура.
თუ ნაკადი მცირდება, მაშინ საპირისპირო პროცესი ხდება, როდესაც F< 0 и Еинд >0, ანუ ინდუქციური დენის მაგნიტური ველის მოქმედება, ხდება წრეში გამავალი მაგნიტური ნაკადის ზრდა.
ლენცის წესის ფიზიკური მნიშვნელობა არის ენერგიის შენარჩუნების კანონის ასახვა, როდესაც ერთი რაოდენობა მცირდება, მეორე იზრდება და, პირიქით, როდესაც ერთი რაოდენობა იზრდება, მეორე მცირდება. სხვადასხვა ფაქტორები ასევე გავლენას ახდენენ ინდუქციურ ემფ-ზე. როდესაც ძლიერი და სუსტი მაგნიტი მონაცვლეობით არის ჩასმული ხვეულში, მოწყობილობა, შესაბამისად, აჩვენებს უფრო მაღალ მნიშვნელობას პირველ შემთხვევაში, ხოლო ქვედა მნიშვნელობას მეორე შემთხვევაში. იგივე ხდება, როდესაც მაგნიტის სიჩქარე იცვლება.
ქვემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს, თუ როგორ განისაზღვრება ინდუქციური დენის მიმართულება ლენცის წესის გამოყენებით. ლურჯი ფერიშეესაბამება ინდუქციური დენის და მუდმივი მაგნიტის მაგნიტური ველების ძალის ხაზებს. ისინი განლაგებულია ჩრდილოეთ-სამხრეთის პოლუსების მიმართულებით, რომლებიც წარმოდგენილია ყველა მაგნიტში.
ცვალებადი მაგნიტური ნაკადი იწვევს ინდუქციური ელექტრული დენის წარმოქმნას, რომლის მიმართულება იწვევს მისი მაგნიტური ველის წინააღმდეგობას, რაც ხელს უშლის მაგნიტური ნაკადის ცვლილებებს. ამასთან დაკავშირებით, კოჭის მაგნიტური ველის ძალის ხაზები მიმართულია მუდმივი მაგნიტის ძალის ხაზების საპირისპირო მიმართულებით, რადგან მისი მოძრაობა ხდება ამ კოჭის მიმართულებით.
დენის მიმართულების დასადგენად, იგი გამოიყენება მარჯვენა ძაფით. ის უნდა იყოს ხრახნიანი ისე, რომ მისი წინ გადაადგილების მიმართულება ემთხვევა კოჭის ინდუქციური ხაზების მიმართულებას. ამ შემთხვევაში, ინდუქციური დენის მიმართულებები და გიმლეტის სახელურის ბრუნვა დაემთხვევა.
როგორც უკვე გავარკვიეთ, ელექტროობაშეუძლია მაგნიტური ველების წარმოქმნა. ჩნდება კითხვა: შეუძლია თუ არა მაგნიტურ ველს გამოიწვიოს ელექტრული დენის გამოჩენა? ეს პრობლემა გადაჭრა ინგლისელმა ფიზიკოსმა მაიკლ ფარადეიმ, რომელმაც აღმოაჩინა ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი 1831 წელს. დახვეული გამტარი იხურება გალვანომეტრზე (ნახ. 3.19). თუ მუდმივი მაგნიტი ხვდება ხვეულში, გალვანომეტრი აჩვენებს დენის არსებობას მთელი პერიოდის განმავლობაში, სანამ მაგნიტი მოძრაობს კოჭთან შედარებით. როდესაც მაგნიტი ამოღებულია კოჭიდან, გალვანომეტრი აჩვენებს დენის არსებობას საპირისპირო მიმართულებით. დენის მიმართულების ცვლილება ხდება მაშინ, როდესაც იცვლება მაგნიტის ასაწევი ან ასაწევი პოლუსი.
მსგავსი შედეგები დაფიქსირდა მუდმივი მაგნიტის ელექტრომაგნიტით (სპირალი დენით) გამოცვლისას. თუ ორივე ხვეული უმოძრაოდ ფიქსირდება, მაგრამ ერთ-ერთში იცვლება დენის მნიშვნელობა, მაშინ ამ მომენტში მეორე ხვეულში შეინიშნება ინდუქციური დენი.
ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი მოიცავს ინდუქციის ელექტრომაგნიტური ძალის (emf) წარმოქმნას გამტარ წრეში, რომლის მეშვეობითაც იცვლება მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის ნაკადი. თუ წრე დახურულია, მაშინ მასში წარმოიქმნება ინდუქციური დენი.
ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენის აღმოჩენა:
1) აჩვენა ურთიერთობა ელექტროსა და მაგნიტური ველი ;
2) შესთავაზა ელექტრული დენის წარმოქმნის მეთოდიმაგნიტური ველის გამოყენებით.
ინდუქციური დენის ძირითადი თვისებები:
1. ინდუქციური დენი ყოველთვის ჩნდება, როდესაც ხდება წრედთან დაწყვილებული მაგნიტური ინდუქციის ნაკადის ცვლილება.
2. ინდუქციური დენის სიძლიერე არ არის დამოკიდებული მაგნიტური ინდუქციის ნაკადის შეცვლის მეთოდზე, არამედ განისაზღვრება მხოლოდ მისი ცვლილების სიჩქარით.
ფარადეის ექსპერიმენტებმა დაადგინა, რომ ინდუქციის ელექტრომოძრავი ძალის სიდიდე პროპორციულია დირიჟორის წრეში შემავალი მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარისა (ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფარადეის კანონი).
ან , (3.46)
სადაც (dF) არის ნაკადის ცვლილება დროთა განმავლობაში (dt). მაგნიტური ნაკადიან მაგნიტური ინდუქციის ნაკადიეწოდება მნიშვნელობა, რომელიც განისაზღვრება შემდეგი მიმართების საფუძველზე: ( მაგნიტური ნაკადი S ზედაპირის ფართობზე): Ф=ВScosα, (3.45), კუთხე a არის კუთხე ნორმას განხილულ ზედაპირსა და მაგნიტური ველის ინდუქციის ვექტორის მიმართულებას შორის.
მაგნიტური ნაკადის ერთეული SI სისტემაში ე.წ ვებერი- [Wb \u003d Tl × m 2].
ნიშანი "-" ფორმულაში ნიშნავს, რომ ემფ. ინდუქცია იწვევს ინდუქციურ დენს, რომლის მაგნიტური ველი ეწინააღმდეგება მაგნიტური ნაკადის ნებისმიერ ცვლილებას, ე.ი. >0 ე.მ.ფ. ინდუქცია e AND<0 и наоборот.
ემფ ინდუქცია იზომება ვოლტებში
ინდუქციური დენის მიმართულების საპოვნელად არსებობს ლენცის წესი (წესი დაარსდა 1833 წელს): ინდუქციურ დენს აქვს ისეთი მიმართულება, რომ მის მიერ შექმნილი მაგნიტური ველი ანაზღაურებს მაგნიტური ნაკადის ცვლილებას, რამაც გამოიწვია ეს ინდუქციური დენი. .
მაგალითად, თუ მაგნიტის ჩრდილოეთ პოლუსს ხვეულში ჩააყენებთ, ანუ გაზრდით მაგნიტურ ნაკადს მის მოხვევებში, კოჭში წარმოიქმნება ინდუქციური დენი ისეთი მიმართულებით, რომ ჩრდილოეთ პოლუსი გამოჩნდება კოჭის ბოლოს ყველაზე ახლოს. მაგნიტისკენ (სურ. 3.20). ამრიგად, ინდუქციური დენის მაგნიტური ველი მიდრეკილია გაანეიტრალოს მაგნიტური ნაკადის ცვლილება, რამაც გამოიწვია იგი.
არა მხოლოდ ალტერნატიული მაგნიტური ველი წარმოქმნის ინდუქციურ დენს დახურულ გამტარში, არამედ როდესაც l სიგრძის დახურული გამტარი მოძრაობს მუდმივ მაგნიტურ ველში (B) v სიჩქარით, დირიჟორში წარმოიქმნება emf:
a (B Ùv) (3.47)
როგორც უკვე იცით, ელექტრომამოძრავებელი ძალაჯაჭვში არის გარე ძალების შედეგი. როცა დირიჟორი მოძრაობს მაგნიტურ ველში, გარე ძალების როლიასრულებს ლორენცის ძალა(რომელიც მოქმედებს მაგნიტური ველის მხრიდან მოძრავ ელექტრულ მუხტზე). ამ ძალის მოქმედებით ხდება მუხტების გამოყოფა და პოტენციური განსხვავება წარმოიქმნება გამტარის ბოლოებში. ემფ დირიჟორში ინდუქცია არის დირიჟორის გასწვრივ ერთეული მუხტების გადაადგილების სამუშაო.
ინდუქციური დენის მიმართულებაშეიძლება განისაზღვროს მარჯვენა ხელის წესის მიხედვით:ვექტორი B შედის ხელისგულში, გატაცებული ცერა თითი ემთხვევა გამტარის სიჩქარის მიმართულებას და 4 თითი მიუთითებს ინდუქციური დენის მიმართულებაზე.
ამდენად, ალტერნატიული მაგნიტური ველი იწვევს ინდუცირებულის გამოჩენას ელექტრული ველი. ის არა პოტენციურად(ელექტროსტატიკურისგან განსხვავებით), რადგან მუშაობაერთი დადებითი მუხტის გადაადგილებით ემფ-ის ტოლი. ინდუქცია, არა ნული.
ასეთ ველებს ე.წ მორევი. მორევის ძალის ხაზებიელექტრული ველი - საკუთარ თავში ჩაკეტესდაძაბულობის ხაზებისგან განსხვავებით ელექტროსტატიკური ველი.
ემფ ინდუქცია ხდება არა მხოლოდ მეზობელ დირიჟორებში, არამედ თავად გამტარშიც, როდესაც იცვლება დირიჟორში გამავალი დენის მაგნიტური ველი. Emf-ის გაჩენა. ნებისმიერ გამტარში, როდესაც მასში დენის სიძლიერე იცვლება (აქედან გამომდინარე, მაგნიტური ნაკადი გამტარში) ეწოდება თვითინდუქცია, ხოლო ამ გამტარში ინდუცირებული დენი არის თვითინდუქციური დენი.
დახურულ წრეში დენი ქმნის მაგნიტურ ველს გარემომცველ სივრცეში, რომლის სიძლიერე პროპორციულია დენის I სიძლიერისა. ამიტომ წრეში შემავალი Ф მაგნიტური ნაკადი პროპორციულია წრეში დენის სიძლიერისა.
Ф=L×I, (3.48).
L არის პროპორციულობის კოეფიციენტი, რომელსაც ეწოდება თვითინდუქციის კოეფიციენტი, ან, უბრალოდ, ინდუქციურობა. ინდუქციურობა დამოკიდებულია მიკროსქემის ზომასა და ფორმაზე, აგრეთვე მიკროსქემის მიმდებარე გარემოს მაგნიტურ გამტარიანობაზე.
ამ თვალსაზრისით, მიკროსქემის ინდუქციურობა - ანალოგიმარტოხელა გამტარის ელექტრული ტევადობა, რომელიც ასევე დამოკიდებულია მხოლოდ გამტარის ფორმაზე, მის ზომებზე და საშუალების გამტარიანობაზე.
ინდუქციურობის ერთეული არის ჰენრი (H): 1H - ასეთი მიკროსქემის ინდუქციურობა, რომლის თვითინდუქციის მაგნიტური ნაკადი 1A დენის დროს არის 1Wb (1Hn \u003d 1Wb / A \u003d 1V s / A).
თუ L=const, მაშინ emf. თვითინდუქცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგი ფორმით:
, ან 
, (3.49)
სადაც DI (dI) არის დენის ცვლილება წრეში, რომელიც შეიცავს ინდუქტორს (ან წრედს) L, დროის განმავლობაში Dt (dt). ნიშანი "-" ამ გამოთქმაში ნიშნავს, რომ ემფ. თვითინდუქცია ხელს უშლის დენის ცვლილებას (ანუ თუ დახურულ წრეში დენი მცირდება, მაშინ თვითინდუქციის ემფ მივყავართ დენამდე იმავე მიმართულებით და პირიქით).
ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ერთ-ერთი გამოვლინებაა დახურული ინდუქციური დენების გაჩენა უწყვეტ გამტარ მედიაში: მეტალის სხეულები, ელექტროლიტური ხსნარები, ბიოლოგიური ორგანოები და ა.შ. ასეთ დინებებს უწოდებენ მორევის ან ფუკოს დენებს. ეს დენები წარმოიქმნება, როდესაც გამტარი სხეული მოძრაობს მაგნიტურ ველში და/ან როცა ველის ინდუქცია, რომელშიც სხეულებია მოთავსებული, იცვლება დროთა განმავლობაში. ფუკოს დენების სიძლიერე დამოკიდებულია სხეულების ელექტრულ წინაღობაზე, ასევე მაგნიტური ველის ცვლილების სიჩქარეზე.
ფუკოს დინებებიც ემორჩილებიან ლენცის წესს : მათი მაგნიტური ველი მიმართულია ისე, რომ დაუპირისპირდეს მაგნიტური ნაკადის ცვლილებას, რომელიც იწვევს მორევის დენებს.
ამიტომ, მაგნიტურ ველში მასიური გამტარები ნელდება. ელექტრო მანქანებში, ფუკოს დენების ეფექტის შესამცირებლად, ტრანსფორმატორების ბირთვები და ელექტრო მანქანების მაგნიტური სქემები იკრიბება ერთმანეთისგან იზოლირებული თხელი ფირფიტებიდან სპეციალური ლაქით ან სასწორით.
მორევის დენები იწვევს გამტარების ძლიერ გათბობას. ფუკოს დენებისაგან წარმოქმნილი ჯოულის სითბო, გამოყენებული ინდუქციურ მეტალურგიულ ღუმელებშილითონების დნობისთვის, ჯოულ-ლენცის კანონის მიხედვით.
USE კოდიფიკატორის თემებისაკვანძო სიტყვები: ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი, მაგნიტური ნაკადი, ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფარადეის კანონი, ლენცის წესი.
ორსტედის ექსპერიმენტმა აჩვენა, რომ ელექტრული დენი ქმნის მაგნიტურ ველს მიმდებარე სივრცეში. მაიკლ ფარადეიმ მოიფიქრა, რომ შეიძლება საპირისპირო ეფექტი არსებობდეს: მაგნიტური ველი, თავის მხრივ, წარმოქმნის ელექტრულ დენს.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მაგნიტურ ველში იყოს დახურული გამტარი; მაგნიტური ველის გავლენით ამ გამტარში არ იქნება ელექტრული დენი?
ათი წლის ძიებისა და ექსპერიმენტების შემდეგ, ფარადეიმ საბოლოოდ მოახერხა ამ ეფექტის აღმოჩენა. 1831 წელს მან მოაწყო შემდეგი ექსპერიმენტები.
1. ხის ერთსა და იმავე ძირზე დახვეული ორი ხვეული; მეორე ხვეულის მოხვევები დაიდო პირველისა და იზოლირებული მოხვევებს შორის. პირველი ხვეულის გამოსასვლელები უერთდებოდა დენის წყაროს, მეორე ხვეულის გამომავალი გალვანომეტრს (გალვანომეტრი არის მგრძნობიარე მოწყობილობა მცირე დენების გასაზომად). ამრიგად, მიიღეს ორი წრე: „მიმდინარე წყარო - პირველი ხვეული“ და „მეორე ხვეული - გალვანომეტრი“.
სქემებს შორის არ იყო ელექტრული კონტაქტი, მხოლოდ პირველი ხვეულის მაგნიტური ველი შეაღწია მეორე ხვეულში.
როდესაც პირველი ხვეულის წრე დაიხურა, გალვანომეტრმა დააფიქსირა მოკლე და სუსტი დენის პულსი მეორე ხვეულში.
როდესაც პირდაპირი დენი გადიოდა პირველ ხვეულში, მეორე ხვეულში დენი არ წარმოიქმნებოდა.
როდესაც პირველი კოჭის წრე გაიხსნა, მეორე ხვეულში ისევ გაჩნდა მოკლე და სუსტი დენის პულსი, მაგრამ ამჯერად საპირისპირო მიმართულებით, ვიდრე დენი, როდესაც წრე დახურეს.
დასკვნა.
პირველი კოჭის დროში ცვალებადი მაგნიტური ველი წარმოქმნის (ან, როგორც ამბობენ, იწვევს) ელექტრული დენი მეორე ხვეულში. ამ დენს ე.წ ინდუქციური დენით.
თუ პირველი კოჭის მაგნიტური ველი იზრდება (მომენტში დენი იზრდება, როდესაც წრე დახურულია), მაშინ მეორე კოჭაში ინდუქციური დენი მიედინება ერთი მიმართულებით.
თუ პირველი კოჭის მაგნიტური ველი მცირდება (მომენტში წრედის გახსნისას დენი მცირდება), მაშინ მეორე ხვეულში ინდუქციური დენი მიედინება სხვა მიმართულებით.
თუ პირველი კოჭის მაგნიტური ველი არ იცვლება (მასში მუდმივი დენი), მაშინ მეორე ხვეულში ინდუქციური დენი არ არის.
ფარადეიმ აღმოჩენილ ფენომენს უწოდა ელექტრომაგნიტური ინდუქცია(ანუ "ელექტრული დენის ინდუქცია მაგნეტიზმის მიერ").
2. დაადასტუროს ვარაუდი, რომ წარმოიქმნება ინდუქციური დენი ცვლადებიმაგნიტური ველი, ფარადეიმ გადააადგილა ხვეულები ერთმანეთთან შედარებით. პირველი ხვეულის წრე მუდამ დახურული რჩებოდა, მასში გადიოდა პირდაპირი დენი, მაგრამ გადაადგილების (მიახლოების ან ამოღების) გამო მეორე ხვეული აღმოჩნდა პირველი კოჭის ალტერნატიულ მაგნიტურ ველში.
გალვანომეტრმა კვლავ დააფიქსირა დენი მეორე ხვეულში. ინდუქციურ დენს ერთი მიმართულება ჰქონდა კოჭების მიახლოებისას, ხოლო მეორე - როდესაც ისინი ამოიღეს. ამ შემთხვევაში ინდუქციური დენის სიძლიერე რაც უფრო დიდი იყო, მით უფრო სწრაფად მოძრაობდნენ კოჭები.
3. პირველი ხვეული შეიცვალა მუდმივი მაგნიტით. როდესაც მაგნიტი შეიყვანეს მეორე კოჭში, გაჩნდა ინდუქციური დენი. როდესაც მაგნიტი ამოიღეს, დენი კვლავ გამოჩნდა, მაგრამ სხვა მიმართულებით. და ისევ, ინდუქციური დენის სიძლიერე უფრო დიდი იყო, მით უფრო სწრაფად მოძრაობდა მაგნიტი.
ამ და შემდგომმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ინდუქციური დენი გამტარ წრეში ხდება ყველა იმ შემთხვევაში, როდესაც იცვლება წრედში შემავალი მაგნიტური ველის "ხაზების რაოდენობა". რაც უფრო დიდია ინდუქციური დენის სიძლიერე, მით უფრო სწრაფად იცვლება ხაზების ეს რაოდენობა. დენის მიმართულება იქნება ერთი წრედის გავლით ხაზების რაოდენობის ზრდით, ხოლო მეორე - მათი შემცირებით.
აღსანიშნავია, რომ მოცემულ წრეში დენის სიძლიერის სიდიდისთვის მნიშვნელოვანია მხოლოდ ხაზების რაოდენობის ცვლილების სიჩქარე. კონკრეტულად რა ხდება ამ შემთხვევაში, არ თამაშობს როლს - იცვლება თუ არა თავად ველი, ფიქსირებულ კონტურში შეღწევისას, თუ კონტური გადადის ერთი სიმკვრივის ხაზებიდან სხვა სიმკვრივის ზონაში.
ეს არის ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონის არსი. მაგრამ იმისათვის, რომ დაწეროთ ფორმულა და გააკეთოთ გამოთვლები, საჭიროა მკაფიოდ ჩამოაყალიბოთ ბუნდოვანი კონცეფცია "ველის ხაზების რაოდენობა კონტურის გავლით".
მაგნიტური ნაკადი
მაგნიტური ნაკადის კონცეფცია მხოლოდ მახასიათებელია მაგნიტური ველის ხაზების რაოდენობისა, რომლებიც შედიან წრედში.
სიმარტივისთვის, ჩვენ შემოვიფარგლებით ერთიანი მაგნიტური ველის შემთხვევაში. განვიხილოთ არეალის კონტური, რომელიც მდებარეობს მაგნიტურ ველში ინდუქციით.
ჯერ მაგნიტური ველი იყოს კონტურის სიბრტყის პერპენდიკულარული (ნახ. 1).
ბრინჯი. ერთი.
ამ შემთხვევაში, მაგნიტური ნაკადი განისაზღვრება ძალიან მარტივად - როგორც მაგნიტური ველის ინდუქციის პროდუქტი და მიკროსქემის ფართობი:
(1)
ახლა განვიხილოთ ზოგადი შემთხვევა, როდესაც ვექტორი ქმნის კუთხეს ნორმალურთან კონტურის სიბრტყესთან (ნახ. 2).
ბრინჯი. 2.
ჩვენ ვხედავთ, რომ ახლა მხოლოდ მაგნიტური ინდუქციური ვექტორის პერპენდიკულარული კომპონენტი "მიედინება" წრედში (და კომპონენტი, რომელიც სქემის პარალელურია, არ "მოედინება" მასში). მაშასადამე, (1) ფორმულის მიხედვით გვაქვს. მაგრამ, ამიტომ
(2)
ეს არის მაგნიტური ნაკადის ზოგადი განმარტება ერთიანი მაგნიტური ველის შემთხვევაში. გაითვალისწინეთ, რომ თუ ვექტორი პარალელურია კონტურის სიბრტყის (ე.ი.), მაშინ მაგნიტური ნაკადი ხდება ნული.
და როგორ განვსაზღვროთ მაგნიტური ნაკადი, თუ ველი არ არის ერთგვაროვანი? მოდით მხოლოდ იდეა მივცეთ. კონტურის ზედაპირი დაყოფილია ძალიან მცირე ფართობებად, რომლის ფარგლებშიც ველი შეიძლება ჩაითვალოს ერთგვაროვანად. თითოეული საიტისთვის ჩვენ ვიანგარიშებთ ჩვენს მცირე მაგნიტურ ნაკადს ფორმულის გამოყენებით (2) და შემდეგ ვაჯამებთ ყველა ამ მაგნიტურ ნაკადს.
მაგნიტური ნაკადის ერთეულია ვებერი(WB). როგორც ვხედავთ,
Wb \u003d Tl m \u003d V s. (3)
რატომ ახასიათებს მაგნიტური ნაკადი წრეში შემავალი მაგნიტური ველის „ხაზების რაოდენობას“? Ძალიან მარტივი. "ხაზების რაოდენობა" განისაზღვრება მათი სიმკვრივით (და, შესაბამისად, მნიშვნელობით - ბოლოს და ბოლოს, რაც უფრო დიდია ინდუქცია, მით უფრო სქელია ხაზები) და ველის მიერ გაჟღენთილი "ეფექტური" ფართობი (და ეს სხვა არაფერია თუ არა). მაგრამ მამრავლები უბრალოდ ქმნიან მაგნიტურ ნაკადს!
ახლა ჩვენ შეგვიძლია მივცეთ უფრო მკაფიო განმარტება ფარადეის მიერ აღმოჩენილი ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენის.
ელექტრომაგნიტური ინდუქცია- ეს არის ელექტრული დენის წარმოქმნის ფენომენი დახურულ გამტარ წრეში, როდესაც იცვლება წრეში შემავალი მაგნიტური ნაკადი..
EMF ინდუქცია
რა არის ინდუქციური დენის წარმოქმნის მექანიზმი? ამაზე მოგვიანებით განვიხილავთ. ჯერჯერობით ერთი რამ ცხადია: როდესაც წრეში გამავალი მაგნიტური ნაკადი იცვლება, წრეში თავისუფალ მუხტებზე მოქმედებს გარკვეული ძალები - გარე ძალებირაც იწვევს მუხტების გადაადგილებას.
როგორც ვიცით, გარე ძალების მუშაობას ერთეული დადებითი მუხტის გადასაადგილებლად წრედის გარშემო ეწოდება ელექტრომოძრავი ძალა (EMF):. ჩვენს შემთხვევაში, როდესაც მიკროსქემის მეშვეობით მაგნიტური ნაკადი იცვლება, შესაბამისი EMF ეწოდება EMF ინდუქციადა აღინიშნება.
Ისე, ინდუქციის EMF არის გარე ძალების მუშაობა, რომლებიც წარმოიქმნება წრეში მაგნიტური ნაკადის ცვლილებისას, რათა გადაადგილდეს ერთეული დადებითი მუხტი წრედის გარშემო..
ჩვენ მალე გავარკვევთ გარე ძალების ბუნებას, რომლებიც წარმოიქმნება ამ შემთხვევაში წრედში.
ფარადეის კანონი ელექტრომაგნიტური ინდუქციის შესახებ
ფარადეის ექსპერიმენტებში ინდუქციური დენის სიძლიერე უფრო დიდი აღმოჩნდა, მით უფრო სწრაფად იცვლებოდა მაგნიტური ნაკადი წრეში.
თუ მოკლე დროში მაგნიტური ნაკადის ცვლილებაა, მაშინ სიჩქარემაგნიტური ნაკადის ცვლილება არის წილადი (ან, ექვივალენტურად, მაგნიტური ნაკადის წარმოებული დროის მიმართ).
ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ინდუქციური დენის სიძლიერე პირდაპირპროპორციულია მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარის მოდულის მიმართ:
მოდული დამონტაჟდა იმისთვის, რომ ამ დროისთვის არ დაუკავშირდეს უარყოფით მნიშვნელობებს (ბოლოს და ბოლოს, როდესაც მაგნიტური ნაკადი მცირდება, ეს იქნება ). მოგვიანებით ჩვენ ამ მოდულს ამოვიღებთ.
სრული ჯაჭვის შესახებ ოჰმის კანონიდან ჩვენ ამავე დროს გვაქვს: . ამრიგად, ინდუქციური ემფ პირდაპირპროპორციულია მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარის:
(4)
EMF იზომება ვოლტებში. მაგრამ მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარე ასევე იზომება ვოლტებში! მართლაც, (3)-დან ვხედავთ, რომ Wb/s = V. ამიტომ პროპორციულობის ორივე ნაწილის (4) საზომი ერთეულები ერთნაირია, ამიტომ პროპორციულობის კოეფიციენტი არის განზომილებიანი სიდიდე. SI სისტემაში ვარაუდობენ, რომ ტოლია ერთი და მივიღებთ:
(5)
სწორედ ეს არის ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონიან ფარადეის კანონი. მოდით მივცეთ მას სიტყვიერი ფორმულირება.
ფარადეის კანონი ელექტრომაგნიტური ინდუქციის შესახებ. როდესაც წრეში შემავალი მაგნიტური ნაკადი იცვლება, ამ წრეში წარმოიქმნება ინდუქციური ემფ, რომელიც უდრის მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარის მოდულს..
ლენცის წესი
მაგნიტურ ნაკადს, რომლის ცვლილებას მივყავართ წრედში ინდუქციური დენის გამოჩენამდე, დავარქმევთ გარე მაგნიტური ნაკადი. და თავად მაგნიტურ ველს, რომელიც ქმნის ამ მაგნიტურ ნაკადს, ჩვენ მოვუწოდებთ გარე მაგნიტური ველი.
რატომ გვჭირდება ეს პირობები? ფაქტია, რომ ინდუქციური დენი, რომელიც ხდება წრეში, ქმნის საკუთარს საკუთარიმაგნიტური ველი, რომელიც სუპერპოზიციის პრინციპის მიხედვით ემატება გარე მაგნიტურ ველს.
შესაბამისად, გარე მაგნიტურ ნაკადთან ერთად, საკუთარიინდუქციური დენის მაგნიტური ველის მიერ შექმნილი მაგნიტური ნაკადი.
გამოდის, რომ ეს ორი მაგნიტური ნაკადი - საკუთარი და გარე - ერთმანეთთან მკაცრად განსაზღვრული გზით არის დაკავშირებული.
ლენცის წესი. ინდუქციურ დენს ყოველთვის აქვს ისეთი მიმართულება, რომ საკუთარი მაგნიტური ნაკადი ხელს უშლის გარე მაგნიტური ნაკადის ცვლილებას..
ლენცის წესი საშუალებას გაძლევთ იპოვოთ ინდუქციური დენის მიმართულება ნებისმიერ სიტუაციაში.
განვიხილოთ ლენცის წესის გამოყენების რამდენიმე მაგალითი.
დავუშვათ, რომ წრედში გადის მაგნიტური ველი, რომელიც დროთა განმავლობაში იზრდება (ნახ. (3)). მაგალითად, ქვემოდან ვაახლოებთ მაგნიტს კონტურს, რომლის ჩრდილოეთი პოლუსი ამ შემთხვევაში ზევით არის მიმართული, კონტურისკენ.
მიკროსქემის გავლით მაგნიტური ნაკადი იზრდება. ინდუქციურ დენს ექნება ისეთი მიმართულება, რომ მის მიერ შექმნილი მაგნიტური ნაკადი ხელს უშლის გარე მაგნიტური ნაკადის ზრდას. ამისათვის ინდუქციური დენით შექმნილი მაგნიტური ველი უნდა იყოს მიმართული წინააღმდეგგარე მაგნიტური ველი.
ინდუქციური დენი მიედინება საათის ისრის საწინააღმდეგოდ, როცა მას ქმნის მაგნიტური ველის მხრიდან. ამ შემთხვევაში დენი მიმართული იქნება საათის ისრის მიმართულებით ზემოდან დათვალიერებისას, გარე მაგნიტური ველის მხრიდან, როგორც ნაჩვენებია (ნახ. (3)).
ბრინჯი. 3. მაგნიტური ნაკადი იზრდება
ახლა დავუშვათ, რომ წრეში შემავალი მაგნიტური ველი დროთა განმავლობაში მცირდება (ნახ. 4). მაგალითად, ჩვენ გადავიყვანთ მაგნიტს მარყუჟიდან ქვევით, ხოლო მაგნიტის ჩრდილოეთ პოლუსი მარყუჟისკენ არის მიმართული.
ბრინჯი. 4. მაგნიტური ნაკადი მცირდება
მაგნიტური ნაკადი წრეში მცირდება. ინდუქციურ დენს ექნება ისეთი მიმართულება, რომ საკუთარი მაგნიტური ნაკადი მხარს უჭერს გარე მაგნიტურ ნაკადს, რაც ხელს უშლის მის შემცირებას. ამისათვის ინდუქციური დენის მაგნიტური ველი უნდა იყოს მიმართული იმავე მიმართულებით, რომელიც არის გარე მაგნიტური ველი.
ამ შემთხვევაში, ინდუქციური დენი მიედინება საათის ისრის საწინააღმდეგოდ, ზემოდან დანახვისას, ორივე მაგნიტური ველის მხრიდან.
მაგნიტის ურთიერთქმედება წრედთან
ასე რომ, მაგნიტის მიახლოება ან მოცილება იწვევს წრეში ინდუქციური დენის გამოჩენას, რომლის მიმართულება განისაზღვრება ლენცის წესით. მაგრამ მაგნიტური ველი მოქმედებს დენზე! გამოჩნდება ამპერის ძალა, რომელიც მოქმედებს წრედზე მაგნიტის ველის მხრიდან. სად იქნება ეს ძალა მიმართული?
თუ გსურთ ლენცის წესის კარგად გაგება და ამპერის ძალის მიმართულების განსაზღვრა, შეეცადეთ თავად უპასუხოთ ამ კითხვას. ეს არ არის ძალიან მარტივი სავარჯიშო და შესანიშნავი დავალება C1-ისთვის გამოცდაზე. განვიხილოთ ოთხი შესაძლო შემთხვევა.
1. მაგნიტს ვაახლოებთ კონტურს, ჩრდილოეთის პოლუსი მიმართულია კონტურისკენ.
2. მაგნიტს ვაშორებთ კონტურიდან, ჩრდილოეთის პოლუსი მიმართულია კონტურისკენ.
3. მაგნიტს ვაახლოებთ კონტურს, სამხრეთ პოლუსი მიმართულია კონტურისკენ.
4. მაგნიტს ვხსნით წრედიდან, სამხრეთ პოლუსი მიმართულია წრედისკენ.
არ დაგავიწყდეთ, რომ მაგნიტის ველი არ არის ერთგვაროვანი: ველის ხაზები განსხვავდებიან ჩრდილოეთ პოლუსიდან და იყრიან სამხრეთისკენ. ეს ძალზე მნიშვნელოვანია მიღებული ამპერის ძალის დასადგენად. შედეგი შემდეგია.
თუ მაგნიტს მიუახლოვდებით, მაშინ კონტური მოგერიდება მაგნიტიდან. თუ მაგნიტს ამოიღებთ, წრე იზიდავს მაგნიტს. ამრიგად, თუ წრე შეჩერებულია ძაფზე, მაშინ ის ყოველთვის გადაიხრება მაგნიტის მოძრაობის მიმართულებით, თითქოს მას მიჰყვება. მაგნიტის პოლუსების ადგილმდებარეობას მნიშვნელობა არ აქვს..
ნებისმიერ შემთხვევაში, ეს ფაქტი უნდა გახსოვდეთ - უცებ ასეთი კითხვა ჩნდება A1 ნაწილში
ეს შედეგი საკმაოდ ზოგადი მოსაზრებებიდანაც შეიძლება აიხსნას - ენერგიის შენარჩუნების კანონის დახმარებით.
ვთქვათ, ჩვენ მივაახლოებთ მაგნიტს კონტურთან. წრეში ჩნდება ინდუქციური დენი. მაგრამ დინების შესაქმნელად, სამუშაო უნდა გაკეთდეს! ვინ აკეთებს ამას? საბოლოო ჯამში - ჩვენ, მაგნიტის გადაადგილება. ჩვენ ვასრულებთ დადებით მექანიკურ სამუშაოს, რომელიც გარდაიქმნება გარე ძალების დადებით მუშაობაში, რომლებიც წარმოიქმნება წრედში და ქმნის ინდუქციურ დენს.
ასე რომ, ჩვენი სამუშაო მაგნიტის გადაადგილება უნდა იყოს დადებითი. ეს ნიშნავს, რომ ჩვენ, მაგნიტს მივუახლოვდით, უნდა გადალახოსმაგნიტის ურთიერთქმედების ძალა წრედთან, რაც, შესაბამისად, არის ძალა მოგერიება.
ახლა ამოიღეთ მაგნიტი. გთხოვთ, გაიმეოროთ ეს მოსაზრებები და დარწმუნდით, რომ მიზიდულობის ძალა უნდა წარმოიშვას მაგნიტსა და წრედს შორის.
ფარადეის კანონი + ლენცის წესი = მოდულის ამოღება
ზემოთ, ჩვენ დავპირდით მოდულის მოხსნას ფარადეის კანონში (5). ლენცის წესი ამის საშუალებას გაძლევთ. მაგრამ პირველ რიგში, ჩვენ უნდა შევთანხმდეთ ინდუქციური EMF ნიშანზე - ყოველივე ამის შემდეგ, მოდულის გარეშე (5) მარჯვენა მხარეს, EMF მნიშვნელობა შეიძლება იყოს როგორც დადებითი, ასევე უარყოფითი.
უპირველეს ყოვლისა, კონტურის გვერდის ავლით ორი შესაძლო მიმართულებიდან ერთი ფიქსირდება. ეს მიმართულება ცხადდება დადებითი. კონტურის გადაკვეთის საპირისპირო მიმართულებას უწოდებენ, შესაბამისად, უარყოფითი. რომელ მიმართულებას მივიღებთ, როგორც პოზიტიურ შემოვლითობას, არ აქვს მნიშვნელობა - მნიშვნელოვანია მხოლოდ ამ არჩევანის გაკეთება.
მაგნიტური ნაკადი წრედში დადებითად ითვლება class="tex" alt="(!LANG:(\Phi > 0)"> !}, თუ წრედში შემავალი მაგნიტური ველი არის მიმართული იქით, საიდან გამოიყურება წრედის გვერდის ავლით დადებითი მიმართულებით საათის ისრის საწინააღმდეგოდ. თუ მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის ბოლოდან დადებითი შემოვლითი მიმართულება ჩანს საათის ისრის მიმართულებით, მაშინ მაგნიტური ნაკადი ითვლება უარყოფითად.
ინდუქციის EMF დადებითად ითვლება class="tex" alt="(!LANG:(\mathcal E_i > 0)"> !}თუ ინდუქციური დენი მიედინება დადებითი მიმართულებით. ამ შემთხვევაში, წრედში წარმოქმნილი გარე ძალების მიმართულება, როდესაც მასში მაგნიტური ნაკადი იცვლება, ემთხვევა წრედის შემოვლების დადებით მიმართულებას.
პირიქით, ინდუქციური emf ითვლება უარყოფითად, თუ ინდუქციური დენი მიედინება უარყოფითი მიმართულებით. მესამე მხარის ძალები ამ შემთხვევაში ასევე იმოქმედებენ კონტურის გვერდის ავლით უარყოფითი მიმართულებით.
ასე რომ, წრე იყოს მაგნიტურ ველში. ჩვენ ვაფიქსირებთ კონტურის დადებითი შემოვლითი მიმართულებას. დავუშვათ, რომ მაგნიტური ველი არის მიმართული იქ, საიდანაც კეთდება დადებითი შემოვლითი მოძრაობა საათის ისრის საწინააღმდეგოდ. მაშინ მაგნიტური ნაკადი დადებითია: class="tex" alt="(!LANG:\Phi > 0"> .!}
ბრინჯი. 5. მაგნიტური ნაკადი იზრდება
ასე რომ, ამ შემთხვევაში, ჩვენ გვაქვს. ინდუქციური EMF-ის ნიშანი აღმოჩნდა მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარის ნიშნის საპირისპირო. მოდით შევამოწმოთ ეს სხვა სიტუაციაში.
კერძოდ, დავუშვათ, რომ მაგნიტური ნაკადი მცირდება. ლენცის კანონის მიხედვით, ინდუცირებული დენი მიედინება დადებითი მიმართულებით. ანუ class="tex" alt="(!LANG:\mathcal E_i > 0"> !}(ნახ. 6).
ბრინჯი. 6. მაგნიტური ნაკადი იზრდება class="tex" alt="(!LANG:\Rightarrow \mathcal E_i > 0"> !}
ასეთია რეალობა ზოგადი ფაქტი: ნიშნების შესახებ ჩვენი შეთანხმებით, ლენცის წესი ყოველთვის იწვევს იმ ფაქტს, რომ ინდუქციური ემფ-ის ნიშანი ეწინააღმდეგება მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარის ნიშანს.:
(6)
ამრიგად, მოდულის ნიშანი ფარადეის ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონში აღმოიფხვრა.
მორევის ელექტრული ველი
განვიხილოთ უმოძრაო წრე, რომელიც მდებარეობს მონაცვლეობით მაგნიტურ ველში. როგორია წრედში ინდუქციური დენის წარმოქმნის მექანიზმი? სახელდობრ, რა ძალები განაპირობებენ თავისუფალი მუხტების მოძრაობას, როგორია ეს გარე ძალები?
ამ კითხვებზე პასუხის გაცემის მცდელობისას დიდია ინგლისელი ფიზიკოსიმაქსველმა აღმოაჩინა ბუნების ფუნდამენტური თვისება: დროში ცვალებადი მაგნიტური ველი წარმოქმნის ელექტრულ ველს. სწორედ ეს ელექტრული ველი მოქმედებს თავისუფალ მუხტებზე, რაც იწვევს ინდუქციურ დენს.
აღმოცენებული ელექტრული ველის ხაზები დახურულია, რასთან დაკავშირებითაც მას ეწოდა მორევის ელექტრული ველი. მორევის ელექტრული ველის ხაზები მიდის მაგნიტური ველის ხაზების გარშემო და მიმართულია შემდეგნაირად.
დაე, მაგნიტური ველი გაიზარდოს. თუ მასში არის გამტარი წრე, მაშინ ინდუქციური დენი გადავა ლენცის წესით - საათის ისრის მიმართულებით, ვექტორის ბოლოდან დათვალიერებისას. ეს ნიშნავს, რომ მორევის ელექტრული ველის მხრიდან წრედის დადებით თავისუფალ მუხტებზე მოქმედი ძალაც იქ არის მიმართული; ეს ნიშნავს, რომ მორევის ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორი სწორედ იქ არის მიმართული.
ასე რომ, მორევის ელექტრული ველის ხაზები ამ შემთხვევაში მიმართულია საათის ისრის მიმართულებით (ვექტორის ბოლოდან ვუყურებთ, (ნახ. 7).
ბრინჯი. 7. მორევის ელექტრული ველი მზარდი მაგნიტური ველით
პირიქით, თუ მაგნიტური ველი მცირდება, მაშინ მორევის ელექტრული ველის სიძლიერის ხაზები მიმართულია საათის ისრის საწინააღმდეგოდ (სურ. 8).
ბრინჯი. 8. მორევის ელექტრული ველი მცირდება მაგნიტური ველით
ახლა ჩვენ შეგვიძლია უკეთ გავიგოთ ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი. მისი არსი სწორედ იმაში მდგომარეობს, რომ მონაცვლეობითი მაგნიტური ველი წარმოქმნის მორევის ელექტრულ ველს. ეს ეფექტიარ არის დამოკიდებული მაგნიტურ ველში არის თუ არა დახურული გამტარი წრე; მიკროსქემის დახმარებით ჩვენ ამ ფენომენს მხოლოდ ინდუქციური დენის დაკვირვებით ვაფიქსირებთ.
მორევის ელექტრული ველი ზოგიერთი თვისებით განსხვავდება ჩვენთვის უკვე ცნობილი ელექტრული ველებისგან: ელექტროსტატიკური ველი და მუხტების სტაციონარული ველი, რომლებიც ქმნიან პირდაპირ დენს.
1. მორევის ველის ხაზები დახურულია, ხოლო ელექტროსტატიკური და სტაციონარული ველის ხაზები იწყება დადებით მუხტებზე და მთავრდება უარყოფითზე.
2. მორევის ველი არაპოტენციურია: მისი მუშაობა მუხტის გადაადგილებაზე დახურულ წრედზე არ არის ნულის ტოლი. წინააღმდეგ შემთხვევაში, მორევის ველი ვერ შექმნიდა ელექტრო დენს! ამავდროულად, როგორც ვიცით, ელექტროსტატიკური და სტაციონარული ველები პოტენციურია.
Ისე, ინდუქციური ემფ ფიქსირებულ წრეში არის მორევის ელექტრული ველის მუშაობა წრედის გარშემო ერთი დადებითი მუხტის გადასაადგილებლად..
მოდით, მაგალითად, კონტური იყოს რადიუსის რგოლი და მასში შეაღწიოს ერთიანი მონაცვლეობითი მაგნიტური ველი. მაშინ მორევის ელექტრული ველის სიძლიერე რგოლის ყველა წერტილში ერთნაირია. ძალის მოქმედება, რომლითაც მორევის ველი მოქმედებს მუხტზე, ტოლია:
ამიტომ, ინდუქციური EMF-სთვის ვიღებთ:
ინდუქციის EMF მოძრავ დირიჟორში
თუ გამტარი მოძრაობს მუდმივ მაგნიტურ ველში, მაშინ მასში ასევე ჩნდება ინდუქციის EMF. თუმცა, ახლა მიზეზი არ არის მორევის ელექტრული ველი (ის არ წარმოიქმნება - ბოლოს და ბოლოს, მაგნიტური ველი მუდმივია), არამედ ლორენცის ძალის მოქმედება გამტარის თავისუფალ მუხტებზე.
განვიხილოთ სიტუაცია, რომელიც ხშირად ხდება პრობლემებში. პარალელური რელსები განლაგებულია ჰორიზონტალურ სიბრტყეში, მათ შორის მანძილი ტოლია. რელსები ვერტიკალურ ერთგვაროვან მაგნიტურ ველშია. წვრილი გამტარი ღერო რელსების გასწვრივ სიჩქარით მოძრაობს ის ყოველთვის რჩება რელსების პერპენდიკულარულად (სურ. 9).
ბრინჯი. 9. გამტარის მოძრაობა მაგნიტურ ველში
ავიღოთ დადებითი თავისუფალი მუხტი ღეროს შიგნით. ამ მუხტის ღეროსთან ერთად სიჩქარით მოძრაობის გამო, ლორენცის ძალა იმოქმედებს მუხტზე:
ეს ძალა მიმართულია ღეროს ღერძის გასწვრივ, როგორც ეს ნახატზეა ნაჩვენები (იხილეთ თქვენთვის - არ დაივიწყოთ საათის ან მარცხენა ხელის წესი!).
ლორენცის ძალა ამ შემთხვევაში გარე ძალის როლს ასრულებს: ის მოძრაობაში აყენებს ღეროს თავისუფალ მუხტს. მუხტის წერტილიდან წერტილამდე გადატანისას, ჩვენი მესამე მხარის ძალა შეასრულებს სამუშაოს:
(ჩვენ ასევე მიგვაჩნია, რომ ღეროს სიგრძე ტოლია.) ამიტომ, ღეროში ინდუქციური ემფ ტოლი იქნება:
(7)
ამრიგად, ღერო მსგავსია დენის წყაროს დადებითი ტერმინალით და უარყოფითი ტერმინალით. ღეროს შიგნით, ლორენცის გარე ძალის მოქმედების გამო, მუხტები გამოყოფილია: დადებითი მუხტები მოძრაობენ წერტილისკენ, უარყოფითი მუხტები მოძრაობენ წერტილისკენ.
ჯერ ვივარაუდოთ, რომ ლიანდაგები არ ატარებენ დენს, შემდეგ მუხტების მოძრაობა ღეროში თანდათან შეჩერდება. ბოლოს და ბოლოს, როცა დადებითი მუხტები გროვდება ბოლოს და უარყოფითი მუხტები, გაიზრდება კულონის ძალა, რომლითაც დადებითი თავისუფალი მუხტი მოიგერიება და მიიზიდება - და რაღაც მომენტში ეს კულონის ძალა დააბალანსებს ლორენცის ძალას. პოტენციური განსხვავება დადგენილია ღეროს ბოლოებს შორის, ტოლია EMFინდუქცია (7) .
ახლა დავუშვათ, რომ რელსები და ჯემპერი გამტარია. შემდეგ წრეში გამოჩნდება ინდუქციური დენი; ის წავა მიმართულებით ("წყარო პლუსიდან" "მინუსამდე" ნ). დავუშვათ, რომ ღეროს წინააღმდეგობა ტოლია (ეს არის დენის წყაროს შიდა წინააღმდეგობის ანალოგი), ხოლო მონაკვეთის წინააღმდეგობა ტოლია (გარე წრედის წინააღმდეგობა). შემდეგ ინდუქციური დენის სიძლიერე შეიძლება მოიძებნოს ოჰმის კანონის მიხედვით სრული წრედისთვის:
აღსანიშნავია, რომ გამონათქვამი (7) ინდუქციური emf-ისთვის ასევე შეიძლება მივიღოთ ფარადეის კანონის გამოყენებით. Მოდი გავაკეთოთ ეს.
ამ დროის განმავლობაში ჩვენი ჯოხი გადის გზას და იკავებს პოზიციას (ნახ. 9). კონტურის ფართობი იზრდება მართკუთხედის ფართობით:
მიკროსქემის გავლით მაგნიტური ნაკადი იზრდება. მაგნიტური ნაკადის ზრდა არის:
მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარე დადებითია და უდრის ინდუქციის EMF-ს:
ჩვენ მივიღეთ იგივე შედეგი, რაც (7)-ში. ჩვენ აღვნიშნავთ, რომ ინდუქციური დენის მიმართულება ემორჩილება ლენცის წესს. მართლაც, ვინაიდან დენი მიედინება მიმართულებით, მაშინ მისი მაგნიტური ველი მიმართულია გარე ველის საპირისპიროდ და, შესაბამისად, ხელს უშლის მაგნიტური ნაკადის ზრდას წრედში.
ამ მაგალითში ჩვენ ვხედავთ, რომ სიტუაციებში, როდესაც გამტარი მოძრაობს მაგნიტურ ველში, შესაძლებელია იმოქმედოს ორი გზით: ან ლორენცის ძალის, როგორც გარე ძალის ჩართვით, ან ფარადეის კანონის დახმარებით. შედეგები იგივე იქნება.