Ano ang EMF ng self-induction?

Ayon sa batas ni Faraday ℰ ay= - . Kung F = LI, pagkatapos ay ℰ ay== - . Sa kondisyon na ang inductance ng circuit ay hindi nagbabago sa proseso ng pagbabago ng kasalukuyang (i.e., ang mga geometric na sukat ng circuit at ang mga magnetic na katangian ng daluyan ay hindi nagbabago), kung gayon

ℰ ay = – . (13.2)

Mula sa formula na ito makikita na kung ang inductance ng coil L ay sapat na malaki, at ang kasalukuyang oras ng pagbabago ay maikli, pagkatapos ay ang halaga ng ℰ ay maaaring maabot ang isang malaking halaga at lumampas sa EMF ng kasalukuyang pinagmulan kapag binuksan ang circuit. Ito ang epekto na naobserbahan namin sa eksperimento 1.

Mula sa formula (13.2) maaari nating ipahayag L:

L = – ℰ ay/(D ako/D t),

mga. Ang inductance ay may isa pa pisikal na kahulugan: ito ay numerong katumbas ng EMF ng self-induction sa isang rate ng pagbabago ng kasalukuyang sa pamamagitan ng circuit 1 A sa 1 s.

Reader: Ngunit pagkatapos ito ay lumiliko out na ang sukat ng inductance

[L] = Hn = .

TIGIL! Magpasya para sa iyong sarili: A3, A4, B3-B5, C1, C2.

Suliranin 13.2. Ano ang inductance ng isang coil na may core na bakal, kung sa panahon D t= 0.50 s ang kasalukuyang sa circuit ay nagbago mula sa ako 1 = = 10.0 A hanggang ako 2 \u003d 5.0 A, at ang resultang EMF ng self-induction modulo ay |ℰ ay| = 25 V?

Sagot: L = ℰ ay» 2.5 Gn.

TIGIL! Magpasya para sa iyong sarili: A5, A6, B6.

Reader: At ano ang kahulugan ng minus sign sa formula (13.2)?

kanin. 13.6

May-akda: Isaalang-alang ang ilang conductive circuit kung saan dumadaloy ang kasalukuyang. Pumili tayo bypass na direksyon contour - clockwise o counterclockwise (Larawan 13.6). Tandaan: kung ang kasalukuyang direksyon ay tumutugma sa napiling direksyon ng bypass, kung gayon ang kasalukuyang lakas ay itinuturing na positibo, at kung hindi, ito ay negatibo.

Pagbabago sa kasalukuyang D ako = ako con – ako Ang nach ay isa ring algebraic na halaga (negatibo o positibo). Ang EMF ng self-induction ay ang gawaing ginawa ng vortex field kapag naglilipat ng isang positibong singil sa kahabaan ng circuit kasama ang contour bypass na direksyon. Kung ang intensity ng vortex field ay nakadirekta sa direksyon ng circuit bypass, kung gayon ang gawaing ito ay positibo, at kung ito ay kabaligtaran, ito ay negatibo. Kaya, ang minus sign sa formula (13.2) ay nagpapakita na ang mga dami D ako at ℰ ay palaging may iba't ibang mga palatandaan.

Ipakita natin ito sa mga halimbawa (Larawan 13.7):

a) ako> 0 at D ako> 0 ay nangangahulugang ℰ ay < 0, т.е. ЭДС самоиндукции «включена» навстречу направлению обхода;

b) ako> 0 at D ako < 0, значит, ℰay >

sa) ako < 0, а D|ako|> 0, ibig sabihin. ang modulus ng kasalukuyang pagtaas, at ang kasalukuyang mismo ay nagiging mas at mas "negatibo". Kaya si D ako < 0, тогда ℰay> 0, ibig sabihin. EMF self-induction "on" kasama ang bypass na direksyon;

G) ako < 0, а D|ako| < 0, т.е. модуль тока уменьшается, а сам ток становится все «менее отрицательным». Значит, Dako> 0, pagkatapos ay ℰ ay < 0, т.е. ЭДС самоиндукции «включена» навстречу направлению обхода.

Sa mga gawain, kung maaari, dapat pumili ng tulad ng isang bypass na direksyon na ang kasalukuyang ay positibo.

Suliranin 13.3. Sa circuit sa Fig. 13.8, isang L 1 = 0.02 H at L 2 = 0.005 H. Sa ilang mga punto ang kasalukuyang ako 1 \u003d 0.1 A at tumataas sa rate na 10 A / s, at ang kasalukuyang ako 2 = 0.2 A at tumataas sa bilis na 20 A/s. Maghanap ng pagtutol R.

	a b kanin. 13.8 Desisyon. Dahil ang parehong mga alon ay tumataas, ang self-induction EMF ay nangyayari sa parehong coils ℰ ay 1
L 1 = 0.02 H L 2 = 0.005 H ako 1 = 0.1 A ako 2 = 0.2 A D ako 1/D t= 10 A/s D ako 2/D t= 20 A/s
R= ?

at ℰ ay 2, konektado laban sa mga alon ako 1 at ako 2 (Larawan 13.8, b), saan

|ℰ ay 1 | = ; |ℰ ay 2 | = .

Piliin natin ang direksyon ng traversal clockwise (tingnan ang Fig. 13.8, b) at ilapat ang pangalawang panuntunan ng Kirchhoff

–|ℰ ay 1 | + |ℰ ay 2 | = ako 1 R-ako 2 R ,

R = |ℰ ay 2 | – |ℰ ay 1 | / (ako 1 – ako 2) = =

1 ohm

Sagot: R = » 1 Ohm.

TIGIL! Magpasya para sa iyong sarili: B7, B8, C3.

Suliranin 13.4. paglaban sa likid R= 20 ohms at inductance L= 0.010 H ay nasa isang alternating magnetic field. Kapag ang magnetic flux na nilikha ng field na ito ay tumaas ng DF = 0.001 Wb, ang kasalukuyang nasa coil ay tumaas ng D ako= 0.050 A. Anong charge ang dumaan sa coil sa panahong ito?

kanin. 13.9

pagtatalaga sa tungkulin |ℰ ay| = . Bukod dito, ℰ ay"naka-on" patungo sa ℰ i, dahil ang kasalukuyang sa circuit ay tumaas (Larawan 13.9).

Kunin natin ang direksyon ng pag-bypass sa contour clockwise. Pagkatapos, ayon sa pangalawang panuntunan ng Kirchhoff, nakukuha natin:

|ℰ i| – |ℰ ay| = IR ,

ako = (|ℰ i| – |ℰ ay|)/R = .

singilin q dumaan sa coil sa oras D t, ay katumbas ng

q = ako D t =

Sagot: 25 µC.

TIGIL! Magpasya para sa iyong sarili: B9, B10, C4.

Suliranin 13.5. Coil na may inductance L at paglaban sa kuryente R nakakonekta sa pamamagitan ng isang susi sa kasalukuyang pinagmumulan gamit ang EMF ℰ . Sa sandaling ito t= 0 ang susi ay sarado. Paano nagbabago ang kasalukuyang panahon? ako sa circuit kaagad pagkatapos na sarado ang susi? Sa pamamagitan ng matagal na panahon pagkatapos isara? Rate katangian ng oras t pagtaas ng kasalukuyang sa naturang circuit. Ang panloob na pagtutol ng kasalukuyang pinagmulan ay maaaring mapabayaan.

kanin. 13.10

kanin. 13.11

Kaagad pagkatapos isara ang susi ako= 0, kaya maaari nating ipagpalagay » ℰ /L, ibig sabihin. kasalukuyang mga pagtaas sa pare-pareho ang bilis (ako = (ℰ /L)t;bigas. 13.11).

Electromagnetic induction - ang pagbuo ng mga electric current sa pamamagitan ng magnetic field na nagbabago sa paglipas ng panahon. Ang pagtuklas ng hindi pangkaraniwang bagay na ito nina Faraday at Henry ay nagpakilala ng isang tiyak na simetrya sa mundo ng electromagnetism. Si Maxwell sa isang teorya ay pinamamahalaang mangolekta ng kaalaman tungkol sa kuryente at magnetism. Ang kanyang pananaliksik ay hinulaan ang pagkakaroon electromagnetic waves bago ang mga eksperimentong obserbasyon. Pinatunayan ni Hertz ang kanilang pag-iral at binuksan ang panahon ng telekomunikasyon sa sangkatauhan.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-14-210x140..jpg 614w

Mga eksperimento ni Faraday

Mga batas ng Faraday at Lenz

Ang mga electric current ay lumilikha ng mga magnetic effect. Posible ba para sa isang magnetic field na makabuo ng isang electric? Natuklasan ni Faraday na ang mga nais na epekto ay lumitaw dahil sa mga pagbabago sa magnetic field sa paglipas ng panahon.

Kapag ang isang konduktor ay natawid sa pamamagitan ng isang alternating magnetic flux, isang electromotive force ang na-induce dito, na nagiging sanhi ng electric current. Ang sistema na bumubuo ng kasalukuyang ay maaaring isang permanenteng magneto o isang electromagnet.

Kababalaghan electromagnetic induction pinamamahalaan ng dalawang batas: Faraday at Lenz.

Ang batas ni Lenz ay nagpapahintulot sa iyo na makilala ang electromotive force na may paggalang sa direksyon nito.

Mahalaga! Ang direksyon ng induced emf ay tulad na ang kasalukuyang dulot nito ay may posibilidad na sumalungat sa dahilan na lumilikha nito.

Napansin ni Faraday na ang intensity ng induced current ay tumataas kapag ang bilang ay nagbabago nang mas mabilis. mga linya ng puwersa tumatawid sa tabas. Sa madaling salita, ang EMF ng electromagnetic induction ay direktang umaasa sa bilis ng gumagalaw na magnetic flux.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/2-10-768x454..jpg 960w

EMF induction

Ang induction emf formula ay tinukoy bilang:

E \u003d - dF / dt.

Ang sign na "-" ay nagpapakita kung paano nauugnay ang polarity ng induced emf sa sign ng flux at ang pagbabago ng bilis.

Ang isang pangkalahatang pagbabalangkas ng batas ng electromagnetic induction ay nakuha, kung saan ang mga expression para sa mga partikular na kaso ay maaaring makuha.

Ang paggalaw ng isang wire sa isang magnetic field

Kapag ang isang wire na may haba l ay gumagalaw sa isang magnetic field na may induction B, ang isang EMF ay i-induce sa loob nito, proporsyonal sa linear velocity nito v. Upang kalkulahin ang EMF, ginagamit ang formula:

• sa kaso ng paggalaw ng konduktor patayo sa direksyon magnetic field:

E \u003d - B x l x v;

• sa kaso ng paggalaw sa ibang anggulo α:

E \u003d - B x l x v x kasalanan α.

Ang induced emf at current ay ididirekta sa direksyon na makikita natin gamit ang panuntunan kanang kamay: paglalagay ng kamay patayo sa mga linya ng magnetic field at pagturo hinlalaki sa direksyon ng paglipat ng konduktor, maaari mong malaman ang direksyon ng EMF sa pamamagitan ng natitirang apat na nakatuwid na mga daliri.

Jpg?x15027" alt="(!LANG:Ilipat ang wire sa MP" width="600" height="429">!}

Paglipat ng wire sa MP

Umiikot na coil

Ang pagpapatakbo ng electric power generator ay batay sa pag-ikot ng circuit sa MP, na may N turn.

Ang EMF ay na-induce sa electrical circuit sa tuwing ang magnetic flux ay tumatawid dito, alinsunod sa kahulugan ng magnetic flux Ф = B x S x cos α (magnetic induction na pinarami ng surface area kung saan dumadaan ang MP, at ang cosine ng anggulo na nabuo ng vector B at ang patayong linya sa eroplano S).

Ito ay sumusunod mula sa formula na ang F ay napapailalim sa mga pagbabago sa mga sumusunod na kaso:

• ang intensity ng pagbabago ng MF - ang vector B;
• nag-iiba-iba ang lugar na nakatali sa tabas;
• ang oryentasyon sa pagitan nila, na ibinigay ng anggulo, ay nagbabago.

Sa mga unang eksperimento ni Faraday, nakuha ang mga induce na alon sa pamamagitan ng pagpapalit ng magnetic field B. Gayunpaman, ang isang EMF ay maaaring ma-induce nang hindi ginagalaw ang magnet o binabago ang kasalukuyang, ngunit sa pamamagitan lamang ng pag-ikot ng coil sa paligid ng axis nito sa magnetic field. Sa kasong ito, nagbabago ang magnetic flux dahil sa pagbabago sa anggulo α. Ang coil, sa panahon ng pag-ikot, ay tumatawid sa mga linya ng MP, isang emf ang lumitaw.

Kung ang coil ay umiikot nang pantay, ang panaka-nakang pagbabagong ito ay nagreresulta sa isang panaka-nakang pagbabago sa magnetic flux. O ang bilang ng mga linya ng puwersa ng MP na tumawid sa bawat segundo ay tumatagal pantay na halaga na may pantay na agwat ng oras.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/4-10-768x536..jpg 900w

Pag-ikot ng contour sa MP

Mahalaga! Ang sapilitan na emf ay nagbabago sa oryentasyon sa paglipas ng panahon mula sa positibo patungo sa negatibo at vice versa. Ang graphical na representasyon ng EMF ay isang sinusoidal line.

Para sa formula para sa EMF ng electromagnetic induction, ginagamit ang expression:

E \u003d B x ω x S x N x sin ωt, kung saan:

• Ang S ay ang lugar na nililimitahan ng isang pagliko o frame;
• N ay ang bilang ng mga liko;
• ω ay ang angular velocity kung saan umiikot ang coil;
• B – MF induction;
• anggulo α = ωt.

Sa pagsasagawa, sa mga alternator, kadalasan ang coil ay nananatiling nakatigil (stator) at ang electromagnet ay umiikot sa paligid nito (rotor).

EMF self-induction

Kapag ang isang alternating current ay dumaan sa coil, ito ay bumubuo ng isang alternating magnetic field, na may nagbabagong magnetic flux na nag-uudyok ng isang emf. Ang epektong ito ay tinatawag na self-induction.

Dahil ang MP ay proporsyonal sa intensity ng kasalukuyang, kung gayon:

kung saan ang L ay ang inductance (H), na tinutukoy ng mga geometric na dami: ang bilang ng mga pagliko sa bawat yunit ng haba at ang mga sukat ng kanilang cross section.

Para sa induction emf, ang formula ay tumatagal ng form:

E \u003d - L x dI / dt.

Mutual induction

Kung ang dalawang coils ay matatagpuan magkatabi, kung gayon ang isang EMF ng mutual induction ay sapilitan sa kanila, depende sa geometry ng parehong mga circuit at ang kanilang oryentasyong nauugnay sa bawat isa. Kapag ang paghihiwalay ng mga circuit ay tumaas, ang mutual inductance ay bumababa, habang ang magnetic flux na nagkokonekta sa kanila ay bumababa.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-5.jpg 680w

Mutual induction

Hayaang magkaroon ng dalawang coils. Sa pamamagitan ng wire ng isang coil na may N1 turns, ang kasalukuyang I1 ay dumadaloy, na lumilikha ng MF na dumadaan sa coil na may N2 turns. Pagkatapos:

1. Mutual inductance ng pangalawang coil na may kaugnayan sa una:

M21 = (N2 x F21)/I1;

1. Magnetic Flux:

F21 = (M21/N2) x I1;

1. Hanapin ang sapilitan na emf:

E2 = - N2 x dФ21/dt = - M21x dI1/dt;

1. Ang EMF ay na-induce nang magkapareho sa unang coil:

E1 = - M12 x dI2/dt;

Mahalaga! Ang electromotive force na dulot ng mutual inductance sa isang coil ay palaging proporsyonal sa pagbabago ng electric current sa isa pa.

Ang mutual inductance ay maaaring ituring na katumbas ng:

M12 = M21 = M.

Alinsunod dito, E1 = - M x dI2/dt at E2 = M x dI1/dt.

M = K √ (L1 x L2),

kung saan ang K ay ang coupling coefficient sa pagitan ng dalawang inductance.

Ang kababalaghan ng mutual inductance ay ginagamit sa mga transformer - mga de-koryenteng aparato na nagbibigay-daan sa iyo upang baguhin ang halaga ng boltahe ng isang alternating electric current. Binubuo ang device ng dalawang coils na sugat sa paligid ng isang core. Ang kasalukuyang naroroon sa una ay lumilikha ng nagbabagong magnetic field sa magnetic circuit at isang electric current sa kabilang coil. Kung ang bilang ng mga pagliko ng unang paikot-ikot ay mas mababa kaysa sa isa, ang boltahe ay tumataas at kabaliktaran.

Ang isang nagbabagong kasalukuyang ay palaging lumilikha ng isang nagbabagong magnetic field, na, naman, ay palaging nag-uudyok ng isang EMF. Sa anumang pagbabago sa kasalukuyang sa likid (o sa pangkalahatan sa konduktor), ang isang EMF ng self-induction ay sapilitan dito mismo. Kapag ang isang EMF ay na-induce sa isang coil sa pamamagitan ng pagpapalit ng sarili nitong magnetic flux, ang magnitude ng EMF na ito ay nakasalalay sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang. Kung mas malaki ang rate ng kasalukuyang pagbabago, mas malaki ang EMF ng self-induction. Ang halaga ng EMF ng self-induction ay nakasalalay din sa bilang ng mga pagliko ng coil, ang density ng kanilang winding at ang laki ng coil. Kung mas malaki ang diameter ng coil, ang bilang ng mga liko nito at ang density ng winding, mas malaki ang EMF ng self-induction. Ang pag-asa na ito ng EMF ng self-induction sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang sa coil, ang bilang ng mga liko at sukat nito ay may malaking kahalagahan sa electrical engineering. Ang direksyon ng EMF ng self-induction ay tinutukoy ng batas ng Lenz. Ang EMF ng self-induction ay palaging may direksyon kung saan pinipigilan nito ang pagbabago sa kasalukuyang sanhi nito.

Ang light dispersion (light decomposition) ay isang phenomenon dahil sa pagdepende ng absolute refractive index ng isang substance sa frequency (o wavelength) ng liwanag (frequency dispersion), o, sa parehong bagay, ang dependence ng phase velocity ng liwanag sa isang substance sa wavelength (o frequency). Eksperimental na natuklasan ni Newton sa paligid ng 1672, bagaman ang teorya ay mahusay na ipinaliwanag sa ibang pagkakataon.

Ang spatial dispersion ay ang pagdepende ng dielectric permittivity tensor ng isang medium sa wave vector. Ang pag-asa na ito ay nagdudulot ng ilang phenomena na tinatawag na spatial polarization effect.

Isa sa pinaka magandang halimbawa dispersion - ang pagkabulok ng puting liwanag habang dumadaan ito sa isang prisma (karanasan ni Newton). Ang kakanyahan ng hindi pangkaraniwang bagay ng pagpapakalat ay ang pagkakaiba sa mga bilis ng pagpapalaganap ng mga light ray na may iba't ibang mga wavelength sa isang transparent na substansiya - isang optical medium (samantalang sa vacuum ang bilis ng liwanag ay palaging pareho, anuman ang haba ng daluyong at samakatuwid ang kulay) . Karaniwan, mas malaki ang dalas ng isang light wave, mas malaki ang refractive index ng medium para dito at mas mababa ang bilis ng wave sa medium:

para sa pulang ilaw, ang bilis ng pagpapalaganap sa daluyan ay maximum, at ang antas ng repraksyon ay minimum,

Ang violet na ilaw ay may pinakamababang bilis ng pagpapalaganap sa daluyan at ang pinakamataas na antas ng repraksyon.

Ang pagkabulok ng puting liwanag ng isang prisma sa isang spectrum ay kilala sa napakatagal na panahon. Gayunpaman, walang sinuman ang makakaunawa sa hindi pangkaraniwang bagay na ito bago si Newton.

Ang mga siyentipiko na kasangkot sa optika ay interesado sa tanong ng likas na katangian ng kulay. Ang pinakakaraniwan ay ang pananaw na ang puting ilaw ay simple. Ang mga kulay na sinag ay nakuha bilang isang resulta ng ilang mga pagbabago dito. Nagkaroon ng iba't ibang mga teorya sa isyung ito, na hindi natin tatalakayin.

Sa pag-aaral ng kababalaghan ng pagpapalawak ng puting liwanag sa isang spectrum, napagpasyahan ni Newton na ang puting liwanag ay kumplikadong liwanag. Ito ay ang kabuuan ng mga simpleng kulay na sinag.

Nagtrabaho si Newton sa isang simpleng setup. Isang maliit na butas ang ginawa sa shutter ng bintana ng madilim na silid. Isang makitid na sinag ng sikat ng araw ang dumaan sa butas na ito. Ang isang prisma ay inilagay sa landas ng light beam, at isang screen sa likod ng prisma. Sa screen, nakita ni Newton ang isang spectrum, iyon ay, isang pinahabang imahe ng isang bilog na butas, na parang binubuo ng maraming kulay na bilog. Kasabay nito, ang mga violet ray ay may pinakamalaking paglihis - isang dulo ng spectrum - at ang pinakamaliit na deviation - ang mga pula - ang kabilang dulo ng spectrum.

Ngunit ang karanasang ito ay hindi pa tiyak na patunay ng pagiging kumplikado ng puting liwanag at ang pagkakaroon ng mga simpleng sinag. Ito ay kilala, at ang isa ay maaaring maghinuha mula dito na, sa pagdaan sa isang prisma, ang puting liwanag ay hindi nabubulok sa mga simpleng sinag, ngunit nagbabago, tulad ng iniisip ng marami bago si Newton.

Gawain para sa Ticket No. 25

Tukuyin ang enerhiya W ng magnetic field ng isang coil na naglalaman ng N = 120 na pagliko, kung sa kasalukuyang lakas i = 7.5 A ang magnetic flux sa loob nito ay katumbas ng F = 2.3 * 10^-3 Wb

Ang magnetic flux na tumatagos sa lahat ng N turn ng solenoid ay maaaring kalkulahin ng formula

W=Ф*i/2=2.3*10^-3*7.5/2=8.6*10^-3 J

Sagot 8.6*10^-3 J

1. Ang istraktura ng nucleus. Modelo ng atom. Mga eksperimento ni Rutherford.

2. Transpormer. Device, prinsipyo ng pagpapatakbo, aplikasyon.

3. Kapag naglalabas ng baterya na binubuo ng 20 magkaparehong mga capacitor na konektado sa parallel na may kapasidad na 4 μF bawat isa, 10 J ng init ang pinakawalan. Tukuyin kung anong potensyal na pagkakaiba ang sinisingil ng mga capacitor.

Mga sagot sa Ticket No. 26

1) Atomic nucleus- gitnang bahagi atom, kung saan ang pangunahing masa nito ay puro (higit sa 99.9%). Ang nucleus ay positibong sisingilin, ang singil ng nucleus ay tumutukoy sa kemikal na elemento kung saan ang atom ay itinalaga. Ang mga sukat ng nuclei ng iba't ibang mga atom ay ilang mga femtometer, na higit sa 10 libong beses mas maliliit na sukat ang atom mismo.

Ang atomic nuclei ay pinag-aaralan ng nuclear physics.

Ang atomic nucleus ay binubuo ng mga nucleon - positibong sisingilin na mga proton at neutral na mga neutron, na magkakaugnay sa pamamagitan ng isang malakas na pakikipag-ugnayan. Ang proton at neutron ay may sariling angular momentum (spin), na katumbas ng magnetic moment na nauugnay dito. Ang tanging atom na walang neutron sa nucleus ay light hydrogen (protium).

Ang atomic nucleus, na itinuturing bilang isang klase ng mga particle na may isang tiyak na numero proton at neutron, karaniwang tinatawag na nuclide.

Atom - isang butil ng bagay na may mikroskopikong laki at masa, ang pinakamaliit na bahagi ng elemento ng kemikal, na siyang tagapagdala ng mga katangian nito.

Ang isang atom ay binubuo ng isang atomic nucleus at mga electron. Kung ang bilang ng mga proton sa nucleus ay tumutugma sa bilang ng mga electron, kung gayon ang atom sa kabuuan ay neutral sa kuryente. Kung hindi, mayroon itong positibo o negatibong singil at tinatawag itong ion. Sa ilang mga kaso, ang mga atom ay nauunawaan lamang bilang mga electrically neutral na sistema kung saan ang singil ng nucleus ay katumbas ng kabuuang singil ng mga electron, at sa gayon ay sumasalungat sa kanila sa mga electrically charged ions.

Ang nucleus, na nagdadala ng halos lahat (higit sa 99.9%) ng masa ng isang atom, ay binubuo ng mga proton na may positibong charge at mga neutron na hindi nakakarga na pinagsama-sama ng malakas na interaksyon. Ang mga atom ay inuri ayon sa bilang ng mga proton at neutron sa nucleus: ang bilang ng mga proton Z ay tumutugma sa serial number atom sa panaka-nakang sistema Mendeleev at tinutukoy ang pag-aari nito sa ilan elemento ng kemikal, at ang bilang ng mga neutron N - sa isang tiyak na isotope ng elementong ito. Ang tanging atom na hindi naglalaman ng mga neutron sa nucleus ay ang light hydrogen (protium). Tinutukoy din ng Z number ang kabuuang positibong electric charge (Ze) ng atomic nucleus at ang bilang ng mga electron sa isang neutral na atom, na tumutukoy sa laki nito.

mga atomo iba't ibang uri sa iba't ibang dami, na konektado ng mga interatomic na bono, ay bumubuo ng mga molekula.

>> Self-induction. Inductance

§ 15 SELF-INDUCTION. INDUCTANCE

induction sa sarili. Kung ang isang alternating current ay dumadaloy sa coil, kung gayon ang magnetic flux na tumatagos sa coil ay nagbabago. Samakatuwid, sa parehong konduktor kung saan dumadaloy ang alternating current, lumitaw ang isang induction emf. Ang kababalaghang ito ay tinatawag pagtatalaga sa sarili.

Sa self-induction, ang conductive circuit ay gumaganap ng dalawahang papel: ang isang alternating current sa conductor ay nagiging sanhi ng isang magnetic flux na lumitaw sa ibabaw na nakatali ng circuit. At dahil nagbabago ang magnetic flux sa paglipas ng panahon, lumilitaw ang induction emf. Ayon sa panuntunan ng Lenz, sa sandali ng kasalukuyang pagtaas, ang intensity ng eddy electric field nakadirekta laban sa agos. Samakatuwid, sa sandaling ito, pinipigilan ng vortex field ang kasalukuyang pagtaas. Sa kabaligtaran, sa sandaling bumababa ang kasalukuyang, sinusuportahan ito ng vortex field.

Ang kababalaghan ng self-induction ay maaaring maobserbahan sa mga simpleng eksperimento. Ang Figure 2.13 ay nagpapakita ng parallel na koneksyon ng dalawang magkaparehong lamp. Ang isa sa kanila ay konektado sa pinagmulan sa pamamagitan ng isang risistor R, at ang isa ay konektado sa serye na may coil L, na nilagyan ng isang bakal na core.

Kapag ang susi ay sarado, ang unang lampara ay kumikislap kaagad, at ang pangalawa - na may kapansin-pansing pagkaantala. Ang self-induction emf sa circuit ng lamp na ito ay malaki, at ang kasalukuyang lakas ay hindi agad naabot nito pinakamataas na halaga(Larawan 2.14).

Ang hitsura ng EMF ng self-induction sa panahon ng pagbubukas ay maaaring maobserbahan sa eksperimento sa circuit na ipinapakita sa eskematiko sa Figure 2.15. Kapag binuksan ang susi, ang isang EMF ng self-induction ay lumitaw sa coil L, na nagpapanatili ng paunang kasalukuyang. bilang isang resulta, sa sandali ng pagbubukas, isang kasalukuyang dumadaloy sa galvanometer (kulay na arrow), na nakadirekta laban sa paunang kasalukuyang bago buksan (itim na arrow). Ang lakas ng kasalukuyang kapag binuksan ang circuit ay maaaring lumampas sa lakas ng kasalukuyang dumadaan sa galvanometer kapag sarado ang susi. Nangangahulugan ito na ang EMF ng self-induction ay mas malaki kaysa sa EMF ng cell battery.

Nilalaman ng aralin buod ng aralin suporta frame lesson presentation accelerative methods interactive na mga teknolohiya Magsanay mga gawain at pagsasanay mga workshop sa pagsusuri sa sarili, pagsasanay, kaso, quests homework discussion questions retorikal na mga tanong mula sa mga mag-aaral Mga Ilustrasyon audio, mga video clip at multimedia mga larawan, mga larawang graphics, mga talahanayan, mga scheme ng katatawanan, mga anekdota, mga biro, mga parabula sa komiks, mga kasabihan, mga crossword puzzle, mga quote Mga add-on mga abstract articles chips for inquisitive cheat sheets textbooks basic and additional glossary of terms other Pagpapabuti ng mga aklat-aralin at mga aralinpagwawasto ng mga pagkakamali sa aklat-aralin pag-update ng isang fragment sa aklat-aralin na mga elemento ng pagbabago sa aralin na pinapalitan ng mga bago ang hindi na ginagamit na kaalaman Para lamang sa mga guro perpektong mga aralin plano sa kalendaryo para sa taon mga alituntunin mga programa sa talakayan Pinagsanib na Aralin

Kapag ang switch ay sarado sa circuit na ipinapakita sa Figure 1, magkakaroon kuryente, ang direksyon kung saan ay ipinapakita ng mga solong arrow. Sa pagdating ng kasalukuyang, lumitaw ang isang magnetic field, ang mga linya ng induction na tumatawid sa konduktor at nag-udyok ng isang electromotive force (EMF) sa loob nito. Tulad ng ipinahiwatig sa artikulong "The Phenomenon of Electromagnetic Induction", ang EMF na ito ay tinatawag na EMF ng self-induction. Dahil ang anumang sapilitan na EMF, ayon sa panuntunan ni Lenz, ay nakadirekta laban sa sanhi na nagdulot nito, at ang dahilan na ito ay ang EMF ng baterya ng mga cell, ang self-induction EMF ng coil ay ididirekta laban sa EMF ng baterya. Ang direksyon ng self-induction EMF sa Figure 1 ay ipinapakita ng double arrow.

Kaya, ang kasalukuyang ay hindi naitatag sa circuit kaagad. Kapag naitatag lamang ang magnetic flux, titigil ang intersection ng conductor na may magnetic lines at mawawala ang EMF ng self-induction. Pagkatapos ang isang pare-parehong kasalukuyang ay dadaloy sa circuit.

Ang Figure 2 ay isang graphical na representasyon ng direktang kasalukuyang. Ang pahalang na axis ay kumakatawan sa oras, patayong axis- kasalukuyang. Ito ay makikita mula sa figure na kung sa unang sandali ng oras ang kasalukuyang ay 6 A, pagkatapos ay sa ikatlo, ikapitong at iba pa sandali ng oras ito ay magiging katumbas din ng 6 A.

Ipinapakita ng Figure 3 kung paano nakatakda ang kasalukuyang sa circuit pagkatapos i-on. Ang EMF ng self-induction, na nakadirekta sa sandali ng paglipat laban sa EMF ng baterya ng mga cell, ay nagpapahina sa kasalukuyang sa circuit, at samakatuwid, sa sandali ng paglipat, ang kasalukuyang ay zero. Dagdag pa, sa unang sandali ng oras, ang kasalukuyang ay 2 A, sa pangalawang sandali ng oras - 4 A, sa pangatlo - 5 A, at pagkatapos lamang ng ilang oras ang kasalukuyang ng 6 A ay itinatag sa circuit.

Figure 3. Graph ng pagtaas ng kasalukuyang sa circuit, na isinasaalang-alang ang EMF ng self-induction	Figure 4. Ang EMF ng self-induction sa sandali ng pagbubukas ng circuit ay nakadirekta sa parehong direksyon tulad ng EMF ng pinagmulan ng boltahe

Kapag ang circuit ay binuksan (Figure 4), ang nawawalang kasalukuyang, ang direksyon kung saan ay ipinapakita ng isang solong arrow, ay magbabawas ng magnetic field nito. Ang field na ito, na bumababa mula sa isang tiyak na halaga hanggang sa zero, ay muling tatawid sa konduktor at mag-udyok ng isang EMF ng self-induction dito.

Kapag ang isang de-koryenteng circuit na may inductance ay naka-off, ang EMF ng self-induction ay ididirekta sa parehong direksyon tulad ng EMF ng pinagmulan ng boltahe. Ang direksyon ng EMF ng self-induction ay ipinapakita sa Figure 4 sa pamamagitan ng double arrow. Bilang resulta ng pagkilos ng EMF ng self-induction, ang kasalukuyang sa circuit ay hindi agad nawawala.

Kaya, ang EMF ng self-induction ay palaging nakadirekta laban sa dahilan na naging sanhi nito. Pansinin ang pag-aari na ito, sinasabi nila na ang EMF ng self-induction ay may reaktibong karakter.

Sa graphically, ang pagbabago sa kasalukuyang sa aming circuit, na isinasaalang-alang ang EMF ng self-induction, kapag ito ay sarado at kapag ito ay kasunod na binuksan sa ikawalong oras na punto, ay ipinapakita sa Figure 5.

Figure 5. Graph ng pagtaas at pagbaba ng kasalukuyang sa circuit, na isinasaalang-alang ang EMF ng self-induction	Larawan 6 Mga induction na alon kapag bukas ang circuit

Kapag binubuksan ang mga circuit na naglalaman ng malaking bilang ng lumiliko at napakalaking mga core ng bakal o, tulad ng sinasabi nila, na may malaking inductance, ang self-induction EMF ay maaaring maraming beses na mas malaki kaysa sa EMF ng pinagmumulan ng boltahe. Pagkatapos, sa sandali ng pagbubukas, ang agwat ng hangin sa pagitan ng kutsilyo at ng nakapirming clamp ng switch ng kutsilyo ay masisira at ang lalabas na electric arc ay matutunaw ang mga tansong bahagi ng switch ng kutsilyo, at sa kawalan ng isang casing sa switch ng kutsilyo, maaari nitong masunog ang mga kamay ng isang tao (Larawan 6).

Sa mismong circuit, ang self-induction EMF ay maaaring masira sa pagkakabukod ng mga liko ng mga coils, electromagnets, at iba pa. Upang maiwasan ito, sa ilang mga switching device, ang self-induction na proteksyon ng EMF ay ibinibigay sa anyo ng isang espesyal na contact na nag-short-circuit sa electromagnet winding kapag naka-off.

Dapat itong isipin na ang EMF ng self-induction ay nagpapakita ng sarili hindi lamang sa mga sandali ng pag-on at off ng circuit, kundi pati na rin sa anumang mga pagbabago sa kasalukuyang.

Ang halaga ng EMF ng self-induction ay depende sa rate ng pagbabago ng kasalukuyang sa circuit. Kaya, halimbawa, kung para sa parehong circuit sa isang kaso sa loob ng 1 segundo ang kasalukuyang sa circuit ay nagbago mula 50 hanggang 40 A (iyon ay, sa pamamagitan ng 10 A), at sa isa pang kaso mula 50 hanggang 20 A (iyon ay, sa pamamagitan ng 30 A ), pagkatapos ay sa pangalawang kaso, isang tatlong beses na mas mataas na EMF ng self-induction ay i-induce sa circuit.

Ang halaga ng self-inductance emf ay depende sa inductance ng circuit mismo. Ang mga circuit na may mataas na inductance ay ang windings ng generators, electric motors, transformers at induction coils na may steel cores. Ang mga tuwid na konduktor ay may mas kaunting inductance. Ang mga maikling rectilinear conductor, incandescent lamp at electric heater (stoves, stoves) ay halos walang inductance at ang hitsura ng self-induction EMF ay halos hindi naobserbahan sa kanila.

Ang magnetic flux na tumagos sa circuit at nag-uudyok sa self-induction EMF dito ay proporsyonal sa kasalukuyang dumadaloy sa circuit:

F = L × ako ,

saan L- koepisyent ng proporsyonalidad. Ito ay tinatawag na inductance. Tukuyin natin ang dimensyon ng inductance:

Ang Ohm × sec ay tinatawag na henry (Hn).

1 henry = 10 3 ; millihenry (mH) = 10 6 microhenry (mH).

Ang inductance, maliban kay Henry, ay sinusukat sa sentimetro:

1 henry = 10 9 cm.

Kaya, halimbawa, ang 1 km ng isang telegraph line ay may inductance na 0.002 H. Ang inductance ng windings ng malalaking electromagnets ay umabot sa ilang daang henries.

Kung ang kasalukuyang sa circuit ay nagbago ng Δ i, pagkatapos ay magbabago ang magnetic flux ng halaga Δ Ф:

Δ F = L × Δ i .

Ang halaga ng EMF ng self-induction, na lilitaw sa circuit, ay magiging katumbas ng (formula ng EMF ng self-induction):

Sa isang pare-parehong pagbabago sa kasalukuyang sa paglipas ng panahon, ang expression ay magiging pare-pareho at maaaring mapalitan ng expression. Pagkatapos ganap na halaga Ang self-induction emf na nangyayari sa circuit ay matatagpuan tulad ng sumusunod:

Batay sa huling pormula, maaari nating tukuyin ang yunit ng inductance - henry:

Ang isang konduktor ay may inductance na 1 H kung, na may pare-parehong pagbabago sa kasalukuyang ng 1 A sa 1 segundo, ang isang EMF ng self-induction na 1 V ay na-induce dito.

Tulad ng nakita natin sa itaas, ang self-induction EMF ay nangyayari sa DC circuit lamang sa mga sandali ng pag-on, off, at sa anumang pagbabago nito. Kung ang magnitude ng kasalukuyang sa circuit ay hindi nagbabago, kung gayon ang magnetic flux ng conductor ay pare-pareho at ang self-induction EMF ay hindi maaaring lumabas (dahil. Sa mga sandali ng kasalukuyang pagbabago sa circuit, ang self-induction EMF ay nakakasagabal sa kasalukuyang mga pagbabago, ibig sabihin, nagbibigay ito ng isang uri ng pagtutol dito.

Kadalasan sa pagsasagawa ay may mga kaso kung kinakailangan na gumawa ng isang coil na walang inductance (karagdagang mga resistensya sa mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal, mga resistensya ng mga plug-in na rheostat, atbp.). Sa kasong ito, ginagamit ang isang bifilar winding ng coil (Larawan 7)