Зрелищна демонстрация на правилото на Ленц е експериментът на Елиху Томсън.

Физическата същност на правилото

където знакът минус означава, че индуцираната ЕДС действа по такъв начин, че индуцираният ток предотвратява промяна в потока. Този факт е отразен в правилото на Ленц.

Правилото на Ленц има общ характер и е валидно в различни физически ситуации, които могат да се различават по специфичния физичен механизъм за възбуждане на индукционния ток. Така че, ако промяната в магнитния поток е причинена от промяна в областта на веригата (например поради движението на една от страните на правоъгълна верига), тогава индуцираният ток се възбужда от силата на Лоренц действащи върху електроните на движещ се проводник в постоянно магнитно поле. Ако промяната в магнитния поток е свързана с промяна в големината на външното магнитно поле, тогава индукционният ток се възбужда от вихрово електрическо поле, което се появява при промяна на магнитното поле. И в двата случая обаче индуцираният ток е насочен така, че да компенсира промяната в потока на магнитното поле през веригата.

Ако външно магнитно поле, проникващо в неподвижна електрическа верига, се създава от ток, протичащ в друга верига, тогава индуцираният ток може да бъде насочен или в същата посока като външния, или в обратната посока: това зависи от това дали външният ток намалява или се увеличава. Ако външният ток се увеличи, тогава създаденото от него магнитно поле и неговият поток се увеличават, което води до появата на индукционен ток, който намалява това увеличение. В този случай индукционният ток е насочен в посока, обратна на основната. В обратния случай, когато външният ток намалява с времето, намаляването на магнитния поток води до възбуждане на индуциран ток, стремящ се да увеличи потока, като този ток е насочен в същата посока като външния ток.

Връзки

Бележки


Фондация Уикимедия. 2010 г.

  • Обсада на Ке Сан
  • Порт де Хал/Халепорт

Вижте какво е „Правилото на Ленц“ в други речници:

    ПРАВИЛОТО НА ЛЕНЦ- ПРАВИЛОТО НА ЛЕНЦ, електромагнитен закон, извлечен от руския физик Хайнрих Ленц (1804 65) през 1834 г. Законът гласи, че индуциран електрически ток тече в посока, обратна на заряда, който е произвел тока. виж също ИНДУКЦИЯ... Научно-технически енциклопедичен речник

    Правилото на Ленц- - [Я.Н.Лугински, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Английско-руски речник по електротехника и енергетика, Москва, 1999 г.] Теми на електротехниката, основни понятия EN закон за индуциран ток Lenz s law Lenz s rule ... Ръководство за технически преводач

    Правилото на Ленц- правило, което определя посоката на индукционните токове (възникващи по време на електромагнитна индукция); следствие от закона за запазване на енергията. Съгласно правилото на Ленц, индуцираният ток, възникващ в затворена верига, е насочен така, че... ...

    Правилото на Ленц- Lenko taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. закон на Ленц; Правилото на Ленц вок. Lenzsche Regel, f; Lenzsches Gesetz, n рус. закон на Ленц, m; Правилото на Ленц, n pranc. loi de Lenz, f … Fizikos terminų žodynas

    ПРАВИЛО НА ЛЕНЗА- определя посоката на потока. токове, възникващи в резултат на електромагнитна индукция; е следствие от закона за запазване на енергията. L. p., създадена (1833) от Е. Х. Ленц. Индукция токът във веригата е насочен така, че потокът, който създава... ... Физическа енциклопедия

    ПРАВИЛО- (1) гимлетът определя посоката на вектора на силата на магнитното поле на прав проводник с постоянен ток. Ако един гил се завинти по посока на тока, тогава посоката на неговото въртене определя посоката на магнитните силови линии... ... Голяма политехническа енциклопедия

    Правилото на Ленц- Правилото на Ленц, правило за определяне на посоката на индукционния ток: Индукционният ток, произтичащ от относителното движение на проводимата верига и източника на магнитното поле, винаги има такава посока, че собственият му магнитен поток ... ... Уикипедия

    правило на дясната ръка- лесно за запомняне правило за определяне на посоката на индукционния ток в проводник, движещ се в магнитно поле: ако поставите дясната си длан така, че палецът ви да е подравнен с посоката на движение... ... Енциклопедичен речник по металургия

    фазово правило- уравнение, свързващо броя на степените на свобода (C) на термодинамична система с броя на компонентите (K) и броя на равновесните фази (F): C = K F + 2. Ако влиянието на налягането върху фазовото равновесие може бъде пренебрегнато, тогава фазовото правило има формата:... ... Енциклопедичен речник по металургия

    правило за ливъридж- , правилото на сегментите е едно от проявленията на закона за запазване на масата на веществото, което установява връзката между химичните състави и масите на две вещества и 3-то вещество, образувано от първите две; служи за определяне от диаграмата... Енциклопедичен речник по металургия

Книги

  • 11 клас. Физика, сборник. Дискът е предназначен да помогне на учениците от 11 клас, изучаващи физика в основно ниво. Включва теоретичен материал, състоящ се от 15 основни раздела от училищната програма. Простота... Купете аудиокнига за 124 рубли

През 1834 г. руският академик Е. Х. Ленц, известен с многобройните си изследвания в областта на електромагнитните явления, дава универсално правило за определяне на посоката на индуцираната електродвижеща сила (ЕМС) в проводник. Това правило, известно като правилото на Ленц, може да се формулира по следния начин:

Посоката на индуцираното ЕМП винаги е такава, че токът, причинен от него, и той имат такава посока, че са склонни да пречат на причината, която генерира това индуцирано ЕМП.

Валидността на формулировката на правилото на Ленц се потвърждава от следните експерименти:

Фигура 1. Съпротивление на проводник с индуциран ток към неговото движение

1. Ако е позициониран, както е показано на фигура 1, тогава при движение надолу проводникът ще пресече това магнитно поле. Тогава в проводника се индуцира ЕДС, чиято посока може да се определи от. В нашия случай посоката на индуцирания ЕМП и следователно на тока ще бъде „към нас“. Нека сега да видим как нашият проводник ще се държи с ток в магнитно поле. От предишни статии знаем, че проводник с ток ще бъде изтласкан от магнитно поле. Посоката на изтласкване се определя от правилото на лявата ръка. В нашия случай силата на плаваемост е насочена нагоре. По този начин индуцираният ток, взаимодействайки с магнитното поле, пречи на движението на проводника, т.е. противодейства на причината, която го е причинила.

2. За експеримента ще сглобим веригата, показана на фигура 2. Като я спуснем в намотката (със северния полюс надолу), ще забележим отклонението на стрелката на галванометъра. Опитът показва, че посоката на индуцирания ток в намотката ще бъде както е показано със стрелките на Фигура 2, А. Нека съответства на отклонението на стрелката вляво от средната нулева позиция. Следователно бобината изглежда се е превърнала в и посочената посока на тока създава нейния северен полюс отгоре и южния полюс отдолу. Тъй като еднаквите полюси на магнита и соленоида ще се отблъскват взаимно, индуцираният ток в намотката ще пречи на движението на постоянния магнит, тоест ще противодейства на причината, която го е причинила.

Фигура 2. Устойчивост на соленоида на движение на магнита:
А- надолу, b- нагоре

Ако премахнем постоянния магнит от намотката, стрелката на галванометъра ще се отклони надясно (Фигура 2, b). Това отклонение на стрелката на галванометъра, както показва опитът, съответства на посоката на индуцирания ток, показана със стрелките на фигура 2, bи противоположно на посоката на тока на фигура 2, А.

Определяйки полюсите на намотката с помощта на „правилото на гимлета“, откриваме, че южният полюс сега ще бъде в горната част на намотката, а северният полюс в долната част. Противоположните полюси на магнита и соленоида, привличайки се, ще забавят движението на магнита. Това означава, че индуцираният ток отново ще противодейства на причината, която го е причинила.

Фигура 3. Поява на индуциран ток II:
А- в момента на затваряне на веригата аз, b- в момента на отваряне на веригата

3. Завършване на веригата аз(Фигура 3, А), нека пропуснем ток през проводника AB. Посоката на тока е показана на фигурата със стрелки. Магнитно поле на проводник AB, създаден от възникващия ток, разпространявайки се във всички посоки, ще пресече проводника VG, и във веригата IIвъзниква индуцирана ЕДС. Тъй като верига II е затворена към галванометъра, в нея ще се появи ток. Галванометърът в този случай се включва по същия начин, както в предишния експеримент.

Иглата на галванометъра, отклоняваща се наляво, ще покаже, че токът през устройството тече отгоре надолу. Сравнявайки посоката на токовете в проводниците AB и VG, виждаме, че техните токове са насочени в различни посоки.

Както вече знаем, проводници, в които токовете са насочени в различни посоки, един от друг. Следователно диригентът VGс индуциран ток ще се стреми да се отблъсне от проводника AB(същото като диригент ABот VG), елиминирайте влиянието на полето на проводника ABи по този начин се намесва в причината, която е причинила индуцирания ток.

Индуциран ток във верига IIще отнеме малко време. Веднага щом диригентът ABще се установи, пресичането на проводника ще спре VGмагнитно поле на проводника AB, ток във веригата IIще изчезне.

Когато веригата се отвори азизчезващият ток ще доведе до намаляване на магнитното поле, чиито индукционни линии, пресичащи проводника VG, ще създаде в него индуциран ток в същата посока като в проводника AB(Фигура 3, b).

Знаем, че проводниците, в които токът тече в една посока, са един към друг. Следователно диригентът VGще се стреми да достигне до диригента ABза да поддържа намаляващото си магнитно поле.

4. За следващия пример, нека вземем намотка, която има кръгла сърцевина, направена от нарязана стоманена тел, върху която е поставен хлабаво лек алуминиев пръстен (Фигура 4). В момента, в който веригата е затворена, през намотката на бобината започва да преминава магнитно поле, което създава магнитно поле, чиито индукционни линии, пресичайки алуминиевия пръстен, индуцират ток в него. В момента на включване на бобината в алуминиевия пръстен се появява индуциран ток, насочен обратно на тока в навивките на бобината. Проводници с различни посоки на индукционен ток се отблъскват един друг. Следователно, когато бобината е включена, алуминиевият пръстен скача нагоре.

Сега знаем, че при всяка промяна във времето на магнитния поток, проникващ във веригата, в нея се появява индуцирана емф, определена от равенството:

Изразът в тази формула представлява средната скорост на промяна на магнитния поток във времето. Колкото по-кратък е периодът от време Δ T, толкова по-малко горната ЕМП се различава от действителната си стойност в даден момент. Знакът минус пред израза показва посоката на индуцираната ЕДС, т.е. взема предвид правилото на Ленц.

С увеличаването на магнитния поток изразът ще бъде положителен, а емф ще бъде отрицателен. Това е правилото на Ленц: ЕМП и токът, който създава, противодействат на причината, която го е причинила.

Ако магнитният поток се променя равномерно във времето, изразът ще бъде постоянен. Тогава абсолютната стойност на ЕМП в проводника ще бъде равна на:

Размерът на магнитния поток ще бъде:

[F] = [ д × T] = V × сек или weber.

Ако имаме не един проводник, а намотка, състояща се от wобороти, тогава величината на индуцираната ЕМП ще бъде:

Произведението от броя навивки на бобината и магнитния поток, свързан с тях, се нарича свързване на потока на бобината и се обозначава с буквата ψ. Следователно законът може да бъде написан в друга форма:

ЕлектрическиИ магнитни полетасе генерират от едни и същи източници - електрически заряди, така че можем да приемем, че има определена връзка между тези полета. Това предположение намери експериментално потвърждение през 1831 г. в експериментите на изключителния английски физик М. Фарадей. Той отвори явлението електромагнитна индукция.

Феноменът на електромагнитната индукцияе в основата на работата на индукционните генератори на електрически ток, които отчитат цялото електричество, генерирано в света.

  • Магнитен поток
Затворена верига, поставена в еднородно магнитно поле

Количествена характеристика на процеса на промяна на магнитното поле през затворен контур е физична величина, наречена магнитен поток. Магнитният поток (F) през затворен контур с площ (S) е физическо количество, равно на произведението на големината на вектора на магнитната индукция (B) от площта на контура (S) и косинуса на ъгъла междувектор B и нормала към повърхността: Φ = BS cos α. Единица за магнитен поток F - weber (Wb): 1 Wb = 1 T · 1 m 2.

перпендикулярен максимум.

Ако векторът на магнитната индукция паралелензоната на контура, след това магнитният поток равен на нула.

  • Закон за електромагнитната индукция

Законът за електромагнитната индукция е установен експериментално: индуцираната ЕДС в затворена верига е равна по големина на скоростта на промяна на магнитния поток през повърхността, ограничена от веригата: Тази формула се нарича Закон на Фарадей .

Класическата демонстрация на основния закон на електромагнитната индукция е първият експеримент на Фарадей. При него, колкото по-бързо движите магнита през завоите на бобината, толкова по-голям е индуцираният ток в него, а оттам и индуцираната емф.

  • Правилото на Ленц

Зависимостта на посоката на индукционния ток от характера на изменението на магнитното поле през затворен контур е експериментално установена през 1833 г. от руския физик Е.Х. Според Правилото на Ленц , индуцираният ток, възникващ в затворена верига, със своето магнитно поле противодейства на промяната в магнитния поток, чрез която Наречен.По-накратко това правило може да се формулира по следния начин: индуцираният ток е насочен така, че да предотврати причината, която го причинява. Правилото на Ленц отразява експерименталния факт, че те винаги имат противоположни знаци (знак минус в Формулата на Фарадей).

Ленц проектира устройство, състоящо се от два алуминиеви пръстена, твърди и изрязани, монтирани върху алуминиева напречна греда. Те можеха да се въртят около ос като кобилица. Когато магнитът беше поставен в плътен пръстен, той започна да „бяга“ от магнита, завъртайки съответно кобилицата. Когато магнитът беше изваден от пръстена, той се опита да „настигне“ магнита. Когато магнитът се премести вътре в изрязания пръстен, не се случи движение. Ленц обясни експеримента, като каза, че магнитното поле на индуцирания ток се стреми да компенсира промяната във външния магнитен поток.

Правилото на Ленц има дълбок физически смисъл – то изразява закон за запазване на енергията.

Цел на работата: експериментално изследване на явлението магнитна индукция и проверка на правилото на Ленц.

Феноменът на електромагнитната индукция се състои в възникването на електрически ток в проводяща верига, която или е в покой в ​​променливо във времето магнитно поле, или се движи в постоянно магнитно поле по такъв начин, че броят на линиите на магнитна индукция, проникващи през промени във веригата. В нашия случай би било по-разумно магнитното поле да се променя с течение на времето, тъй като то се създава от движещ се (свободно) магнит. Съгласно правилото на Ленц, индуцираният ток, възникващ в затворена верига, със своето магнитно поле противодейства на промяната в магнитния поток, която го причинява. В този случай можем да наблюдаваме това чрез отклонението на стрелката на милиамперметъра.

Пример за свършена работа

1. Чрез въвеждане на магнит в намотката с един полюс (север) и премахването му, наблюдаваме, че стрелката на амперметъра се отклонява в различни посоки. В първия случай броят на линиите на магнитна индукция, пробиващи намотката (магнитен поток), се увеличава, а във втория случай, обратно. Освен това в първия случай индукционните линии, създадени от магнитното поле на индуцирания ток, излизат от горния край на намотката, тъй като намотката отблъсква магнита, а във втория случай, напротив, те влизат в този край . Тъй като стрелката на амперметъра се отклонява, посоката на индукционния ток се променя. Това ни показва правилото на Ленц.

Въвеждайки магнит в намотката с южния полюс, наблюдаваме картина, противоположна на първата.

2. (Калъф с две намотки)

При две бобини при отваряне на ключа стрелката на амперметъра се движи в едната посока, а при затваряне - в другата.

Това се обяснява с факта, че когато ключът е затворен, токът в първата намотка създава магнитно поле. Това поле се увеличава и броят на индукционните линии, пробиващи втората намотка, се увеличава. При отваряне броят на линиите, пробиващи намотката, намалява. Следователно, съгласно правилото на Ленц, както в първия случай, така и във втория, индуцираният ток противодейства на промяната, която го причинява. Същият амперметър ни показва промяна в посоката на индукционния ток и това потвърждава правилото на Ленц.

INFOPHYS е моят свят.

Целият свят е във вашите ръце - всичко ще бъде както искате

Както казах.

Въпроси за изпита

За групи АМ-11, СЗ-11, А-11 специалност:

190631 “Техническо обслужване и ремонт на автомобили”

270802 "Строителство и експлоатация на сгради и съоръжения"

Списък на лекциите по физика за 1 и 2 семестър

КЪСМЕТ!

Тестване

Лабораторна работа № 09 „Изследване на явлението електромагнитна индукция“

Лабораторна работа №10

Цел на работата: изучават условията за възникване на индуциран ток, индуцирана емф.

Оборудване: бобина, два лентови магнита, милиамперметър.

Взаимната връзка между електрическите и магнитните полета е установена от изключителния английски физик М. Фарадей през 1831 г. Той открива явлението електромагнитна индукция.

Многобройни експерименти на Фарадей показват, че с помощта на магнитно поле е възможно да се произведе електрически ток в проводник.

Феноменът на електромагнитната индукция се състои в възникването на електрически ток в затворена верига, когато магнитният поток, преминаващ през веригата, се промени.

Токът, възникващ от явлението електромагнитна индукция, се нарича индукция.

В електрическа верига (Фигура 1) възниква индуциран ток, ако има движение на магнита спрямо намотката или обратно. Посоката на индукционния ток зависи както от посоката на движение на магнита, така и от разположението на неговите полюси. Няма индуциран ток, ако няма относително движение на намотката и магнита.

Строго погледнато, когато една верига се движи в магнитно поле, не се генерира определен ток, а определено e. д.с.

Фарадей експериментално установи това когато магнитният поток се променя в проводяща верига, възниква индуцирана емф E ind, равна на скоростта на промяна на магнитния поток през повърхността, ограничена от веригата, взета със знак минус:

Тази формула изразява Закон на Фарадей: д. д.с. индукцията е равна на скоростта на промяна на магнитния поток през повърхността, ограничена от контура.

Знакът минус във формулата отразява Правилото на Ленц.

През 1833 г. Ленц експериментално доказва твърдение, наречено Правилото на Ленц: индукционният ток, възбуден в затворен контур, когато магнитният поток се променя, винаги е насочен по такъв начин, че създаденото от него магнитно поле предотвратява промяната в магнитния поток, причиняваща индуцирания ток.

С увеличаване на магнитния потокФ>0, а ε ind 0, т.е. магнитното поле на индуцирания ток увеличава намаляващия магнитен поток през веригата.

Правилото на Ленцима дълбоко физически смисъл – той изразява закона за запазване на енергията: ако магнитното поле през веригата се увеличава, тогава токът във веригата е насочен така, че нейното магнитно поле е насочено срещу външното, а ако външното магнитно поле през веригата намалява, тогава токът е насочен в по такъв начин, че неговото магнитно поле поддържа това намаляващо магнитно поле.

Индуцираната ЕДС зависи от различни причини. Ако натиснете силен магнит в намотката веднъж, а друг път - слаб, тогава показанията на устройството в първия случай ще бъдат по-високи. Те също ще бъдат по-високи, когато магнитът се движи бързо. Във всеки от експериментите, проведени в тази работа, посоката на индукционния ток се определя от правилото на Ленц. Процедурата за определяне на посоката на индукционния ток е показана на фигура 2.

На фигурата линиите на магнитното поле на постоянния магнит и линиите на магнитното поле на индуцирания ток са означени в синьо. Линиите на магнитното поле винаги са насочени от N към S - от северния полюс към южния полюс на магнита.

Съгласно правилото на Ленц, индуцираният електрически ток в проводник, възникващ при промяна на магнитния поток, е насочен така, че неговото магнитно поле противодейства на промяната в магнитния поток. Следователно в намотката посоката на линиите на магнитното поле е противоположна на силовите линии на постоянния магнит, тъй като магнитът се движи към намотката. Ние намираме посоката на тока, като използваме правилото на гимлета: ако гимлет (с дясна резба) се завинти така, че транслационното му движение да съвпада с посоката на индукционните линии в бобината, тогава посоката на въртене на gimlet дръжка съвпада с посоката на индукционния ток.

Следователно токът през милиамперметъра протича отляво надясно, както е показано на фигура 1 с червената стрелка. В случай, че магнитът се отдалечи от намотката, линиите на магнитното поле на индуцирания ток ще съвпаднат по посока с линиите на полето на постоянния магнит и токът ще тече отдясно наляво.

Подгответе таблица за доклада и я попълвайте, докато провеждате експерименти.

Изследване на явлението електромагнитна индукция

Учебник по физика за 11 клас (Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, 2000 г.),
задача №1
към главата " Лабораторна работа №1».

Цел на работата:експериментално изследване на явлението магнитна индукция, проверка на правилото на Ленц.

Теоретична част:Феноменът на електромагнитната индукция се състои в възникването на електрически ток в проводяща верига, която или е в покой в ​​променливо във времето магнитно поле, или се движи в постоянно магнитно поле по такъв начин, че броят на линиите на магнитна индукция, проникващи през промени във веригата. В нашия случай би било по-разумно магнитното поле да се променя с течение на времето, тъй като то се създава от движещ се (свободно) магнит. Съгласно правилото на Ленц, индуцираният ток, възникващ в затворена верига, със своето магнитно поле противодейства на промяната в магнитния поток, която го причинява. В този случай можем да наблюдаваме това чрез отклонението на стрелката на милиамперметъра.

Оборудване:Милиамперметър, захранване, бобини със сърцевини, дъгообразен магнит, бутонен ключ, свързващи проводници, магнитна стрелка (компас), реостат.

Заключение за свършената работа: 1. Чрез въвеждане на магнит в намотката с един полюс (север) и премахването му, наблюдаваме, че стрелката на амперметъра се отклонява в различни посоки. В първия случай броят на линиите на магнитна индукция, пробиващи намотката (магнитен поток), се увеличава, а във втория случай, обратно. Освен това в първия случай индукционните линии, създадени от магнитното поле на индуцирания ток, излизат от горния край на намотката, тъй като намотката отблъсква магнита, а във втория случай, напротив, те влизат в този край . Тъй като стрелката на амперметъра се отклонява, посоката на индукционния ток се променя. Това ни показва правилото на Ленц. Въвеждайки магнит в намотката с южния полюс, наблюдаваме картина, противоположна на първата.

2. (Корпус с две намотки) При две намотки, когато ключът е отворен, стрелката на амперметъра се премества на едната страна, а когато ключът е затворен, на другата. Това се обяснява с факта, че когато ключът е затворен, токът в първата намотка създава магнитно поле. Това поле нараства и броят на индукционните линии, пробиващи втората намотка, се увеличава. При отваряне броят на линиите намалява. Следователно, съгласно правилото на Ленц, както в първия случай, така и във втория, индуцираният ток противодейства на промяната, която го причинява. Същият амперметър ни показва промяна в посоката на индукционния ток и това потвърждава правилото на Ленц.

Лабораторна работа по темата: „Изследване на явлението електромагнитна индукция“

Побързайте да се възползвате от отстъпки до 60% за курсове Infourok

Лабораторна работа

изследване на явлението електромагнитна индукция

Мишена:наблюдавайте явлението електромагнитна индукция, проверете изпълнението на правилото на Ленц.

галванометър, бобина, свързващи проводници, магнит.

Метод на работа

Феноменът на електромагнитната индукция е възникването на индуциран електрически ток във всяка затворена проводяща верига, когато магнитният поток, който прониква във веригата, се променя. Посоката на индукционния ток се определя от правилото на Ленц.

В тази работа се наблюдава явлението електромагнитна индукция. През кухината на бобината се движи магнит и посоката на индукционния ток се определя от отклонението на стрелката на галванометъра.

Посоката на индукционния ток може да се определи и с помощта на правилото на Ленц. В работата може да се приложи по следния начин:

1) определете посоката на магнитните полюси на намотката, когато магнитът се движи (полюсът е обърнат към магнита, което предотвратява неговото движение);

2) определете (според правилото на магнитната игла) посоката на вектора IN магнитно поле, създадено от ток в намотката;

3) определете (използвайки правилото на гимлета) посоката на тока в намотката.

1. Свържете бобината към галванометъра.

2. Преместете магнита през кухината на намотката, както е показано на фигури a)-d); отбележете във всеки случай отклонението на стрелката на галванометъра (посоката на тока).

3. За един от четирите случая (полюсите на магнита и посоката на неговото движение се задават от учителя) определете посоката на тока в намотката според правилото на Ленц, като използвате стъпки 1 – 3. За намотката, посочват: стълбове н И С , посока на вектор B, посока на тока аз .

1. Какво характеризира магнитната индукция B? Как се изчислява магнитната индукция? Какви количества са включени в тази формула?

2. С помощта на чертежа обяснете как се получава ЕМПиндукция в проводник, движещ се в магнитно поле?

3. При какви условия се появява вихрово електрическо поле? Какви са свойствата на вихровото електрическо поле (обяснете го въз основа на фигурата).

Лабораторна работа №2. "Изследване на явлението електромагнитна индукция"

Урок 9. Физика 11 клас

Обобщение на урока „Лабораторна работа № 2. "Изследване на явлението електромагнитна индукция""

„Човек, който умее да наблюдава и

анализирай, невъзможно е да излъжеш"

Артър Конан Дойл

Тази тема е посветена на лабораторна работа по изучаване на явлението електромагнитна индукция.

Цел на лабораторната работа: изследване на явлението електромагнитна индукция, както и проверка на правилото на Ленц.

Оборудване: свързващи проводници, милиамперметър, реостат, захранване, ключ, лентов или дъгов магнит, магнитна стрелка или компас, бобини с ядра.

Магнитен потокпрез плоска повърхност е скаларна физическа величина, числено равна на произведението на модула за магнитна индукция от повърхността, ограничена от контура и от косинуса на ъгъла между нормалата към повърхността и магнитната индукция

На 17 октомври 1831 г. английският учен Майкъл Фарадей открива феномена електромагнитна индукция.

Феноменът на електромагнитната индукцияе феноменът на възникване на ток в затворена верига, когато магнитният поток, преминаващ през тази верига, се променя. И полученият по този начин ток се нарича индукция.

закон електромагнитна индукция:средната стойност на електродвижещата сила на индукция в проводяща верига е пропорционална на скоростта на промяна на магнитния поток през повърхността, ограничена от веригата.

Знакът минус в математическата нотация на закона взема предвид Правилото на Ленц, според който електромагнитната индукция създава индуциран ток във верига в такава посока, че създаденото от нея магнитно поле предотвратява промяната в магнитния поток, който причинява този ток.

Подготовка за извършване на работата.

Поставете желязна сърцевина в една от намотките и я закрепете там, например с гайка.

Поставете магнитна стрелка или компас до намотката.

След като затворите ключа, определете местоположението на магнитните полюси на текущата намотка с помощта на магнитна игла.

Запишете в каква посока се отклонява стрелката на милиамперметъра. Това ще помогне в бъдеще да се прецени местоположението на магнитните полюси на токопроводящата намотка в посоката на отклонение на стрелката на милиамперметъра.

След като приключите работата, изключете реостата и ключа от веригата и свържете милиамперметъра към бобината, като същевременно спазвате реда на свързване на клемите им.

За по-лесно записване можете да създадете следната таблица.


Нека да продължим директно към лабораторната работа. В същото време въведете всички данни, които получавате по време на процеса на изследване, в таблица.

След като поставите сърцевината на един от полюсите на магнита (например на север), бързо я поставете вътре в бобината, като същевременно наблюдавате иглата на милиамперметъра. Използвайки правилото на Ленц, определете посоката на индукционния ток вътре в намотката.

Оставяйки магнита неподвижен след първия опит, отново наблюдавайте стрелката на милиамперметъра.

Бързо извадете сърцевината от намотката, като не забравяте да наблюдавате стрелката на милиамперметъра (модулът на скоростта на удължаване на магнита трябва да бъде приблизително същият като в първия експеримент). Отново, използвайки правилото на Ленц, определете посоката на индуцирания ток вътре в намотката в този случай.

Вижте как се държи стрелката на милиамперметъра след експеримента.

Повторете наблюденията, като промените полюса на магнита от север на юг.

Напишете заключение за работата въз основа на вашите наблюдения. Обяснете разликата в посоката на индуцирания ток по отношение на правилото на Ленц.

Сега нека променим малко нашата настройка.

Поставете втората намотка до първата, така че осите им да съвпадат, и ги поставете на едно общо ядро.

Свържете първата намотка към милиамперметър и свържете втората намотка през реостат към източник на ток.

Чрез затваряне и отваряне на ключа проверете дали в първата бобина възниква индукционен ток.

Начертайте схема на експеримента и проверете изпълнението на правилото на Ленц.

Също така проверете дали възниква индуциран ток, когато токът се променя от реостата.

В края на работата я обобщете, като направите общо заключение, като не забравяте да отразите в него условията, при които в бобината е възникнал индуциран ток.

Отговорете писмено на въпросите за сигурност:

1. Какво представлява явлението електромагнитна индукция?

2. Какъв ток се нарича индукционен ток?

3. Формулирайте закона за електромагнитната индукция. Каква формула го описва?

4. Как е формулирано правилото на Ленц?

5. Каква е връзката между правилото на Ленц и закона за запазване на енергията?

Това е интересно:

  • АДВОКАТСКИ УСЛУГИ В БЛАГОВЕЩЕНСК Нуждаете се от услугите на адвокат или правна помощ в Благовещенск? Изборът на адвокат не е лесна задача. От стотици специалисти, наричащи себе си адвокати, вие трябва да изберете един от вашите, на когото да имате пълно доверие, който може да бъде компетентно и […]
  • Код на регулаторните данъци Процедурата за формиране на регионални и местни бюджети, характеристики на източниците на приходи, съставът и процедурата за формиране на разходни позиции, концепцията за минимален бюджет, оценка на дела на фиксираните и регулиращите данъци, обосновка на данъка и стандарти за плащане, […]
  • Колко струват услугите на адвокат за събиране на неустойка от предприемача KSK (Санкт Петербург) забавя доставката на апартамент. Съгласно споразумението DDU трябваше да бъде прехвърлен на 31 декември 2015 г. Апартамент 40м2, закупен с ипотека. Какво можете да очаквате и колко ще струват услугите на адвокат (сертификат за приемане […]
  • Когато застраховката Ви изтече Получете квалифицирана помощ още сега! Нашите адвокати ще ви консултират извънредно по всякакви въпроси. Глоба за изтекла застраховка Гражданска отговорност през 2018 г. и колко дълго можете да шофирате без застраховка след изтичането й. Много документи имат срок на валидност […]
  • Текущото състояние на младежката престъпност в Русия Наказателната политика на Руската федерация в момента продължава да остава нестабилна, има несистематичен характер и в страната няма ясно разбиране как […]
  • Самозащита на потребителите Връщане на домакински уреди в магазина Връщане на дефектни домакински уреди Почти всеки домакински уред, с изключение може би на прахосмукачки, отговаря на списъка с технически сложни стоки, одобрен с Указ на правителството на Руската федерация от 10 ноември 2011 г. N 924 във връзка с това […]
  • Нормативни документи Приемна комисия Прием в образователни програми за висше образование - бакалавърски програми, специални програми прием на чужди граждани в KSMU На нашия уебсайт ще намерите цялата необходима информация за правилата за прием в нашия университет, методите и сроковете […]
  • Опитът има значение: Пенсионният фонд обясни причините за отказ за осигурителна пенсия Осигурителна пенсия за старост се назначава, ако гражданинът има минимален трудов стаж и натрупани пенсионни точки. Това съобщиха от пресслужбата на Руския пенсионен фонд (ПФР). Те обясниха, че в [...]

Индуцираният ток, възникващ в затворена верига, със своето магнитно поле противодейства на промяната в магнитния поток, която го причинява.

Приложение на правилото на Ленц

1. показват посоката на вектор B на външното магнитно поле; 2. определя дали магнитният поток през веригата нараства или намалява; 3. покажете посоката на вектора Bi на магнитното поле на индукционния ток (когато магнитният поток на вектора B на външното m.field и Bi на магнитното поле на индукционния ток намалява, те трябва да бъдат насочени в по същия начин и когато магнитният поток се увеличава, B и Bi трябва да бъдат насочени в обратна посока); 4. Използвайки правилото на гимлета, определете посоката на индукционния ток във веригата.

ЗАКОН ЗА ЕЛЕКТРОМАГНИТНАТА ИНДУКЦИЯ

електронна поща ток във верига е възможен, ако външни сили действат върху свободните заряди на проводника. Работата, извършена от тези сили за преместване на единичен положителен заряд по затворен контур, се нарича емф. Когато магнитният поток се променя през повърхността, ограничена от контура, във веригата се появяват външни сили, чието действие се характеризира с индуцирана емф. Като се има предвид посоката на индукционния ток, съгласно правилото на Ленц:

Индуцираната ЕДС в затворен контур е равна на скоростта на промяна на магнитния поток през повърхността, ограничена от контура, взета с обратен знак.

Защо "-" ? - защото индуцираният ток противодейства на изменението на магнитния поток, индуцираната едс и скоростта на изменение на магнитния поток имат различни знаци.

Ако разгледаме не една верига, а намотка, където N е броят на завъртанията в намотката:

Където R е съпротивлението на проводника.

САМОИНДУКЦИЯ

Всеки проводник, през който протича електрически ток, е в собствено магнитно поле.

При промяна на силата на тока в проводника се променя м.полето, т.е. магнитният поток, създаден от този ток, се променя. Промяната в магнитния поток води до възникване на вихрово електрическо поле и във веригата се появява индуцирана ЕДС. Това явление се нарича самоиндукция. Самоиндукцията е явлението на възникване на индуцирана ЕДС в електрическа верига в резултат на промяна в силата на тока. Получената ЕДС се нарича самоиндуцирана ЕДС

Проява на феномена на самоиндукцията

Затваряне на веригата При късо съединение в електрическата верига токът се увеличава, което предизвиква увеличаване на магнитния поток в бобината и се появява вихрово електрическо поле, насочено срещу тока, т.е. В бобината възниква емф на самоиндукция, предотвратявайки увеличаването на тока във веригата (вихровото поле инхибира електроните). Като резултат L1 светва по-късно,отколкото L2.

Отворена верига При отваряне на електрическата верига токът намалява, настъпва намаляване на потока в бобината и се появява вихрово електрическо поле, насочено като ток (опитвайки се да поддържа същата сила на тока), т.е. В бобината възниква самоиндуцирана ЕДС, поддържаща тока във веригата. В резултат на това L, когато е изключен мига ярко.Заключение в електротехниката, феноменът на самоиндукция се проявява, когато веригата е затворена (електрическият ток нараства постепенно) и когато веригата е отворена (електрическият ток не изчезва веднага).

ИНДУКТИВНОСТ

От какво зависи самоиндуцираната ЕДС? Електрическият ток създава собствено магнитно поле. Магнитният поток през веригата е пропорционален на индукцията на магнитното поле (Ф ~ B), индукцията е пропорционална на силата на тока в проводника (B ~ I), следователно магнитният поток е пропорционален на силата на тока (Ф ~ I ). ЕДС на самоиндукция зависи от скоростта на изменение на тока в електрическата верига, от свойствата на проводника (размер и форма) и от относителната магнитна проницаемост на средата, в която се намира проводникът. Физическа величина, показваща зависимостта на ЕДС на самоиндукция от размера и формата на проводника и от средата, в която се намира проводникът, се нарича коефициент на самоиндукция или индуктивност. Индуктивност - физическа. стойност, числено равна на самоиндуктивната емф, която възниква във веригата, когато токът се промени с 1 ампер за 1 секунда. Индуктивността може да се изчисли и по формулата:

където Ф е магнитният поток през веригата, I е силата на тока във веригата.

SI единици за индуктивност:

Индуктивността на бобината зависи от: броя на навивките, размера и формата на бобината и относителната магнитна проницаемост на средата (евентуално ядро).

ЕМП НА САМОИНДУКЦИЯ

Самоиндуктивната ЕДС предотвратява увеличаването на тока, когато веригата е включена, и намаляването на тока, когато веригата е отворена.

Феромагнетици- вещества (обикновено в твърдо кристално или аморфно състояние), в които под определена критична температура (точка на Кюри) се установява далечен феромагнитен ред в магнитните моменти на атоми или йони (в неметалните кристали) или моменти на пътуващи електрони (в метални кристали). С други думи, феромагнитът е вещество, което при температура под точката на Кюри е способно да се магнетизира в отсъствието на външно магнитно поле.

Сред химичните елементи преходните елементи Fe, Co и Ni имат феромагнитни свойства (3 д-метали) и редкоземни метали Gd, Tb, Dy, Ho, Er

Магнитен хистерезис- феноменът на зависимост на вектора на намагнитване и вектора на напрегнатостта на магнитното поле в дадено вещество не само от приложеното външно поле, но и от предисторията на дадена проба. Магнитният хистерезис обикновено се проявява във феромагнетици - Fe, Co, Ni и сплави на тяхна основа. Това е магнитният хистерезис, който обяснява съществуването на постоянните магнити.

Осцилаторна верига- осцилатор, който е електрическа верига, съдържаща свързани индуктор и кондензатор. В такава верига могат да се възбудят флуктуации на тока (и напрежението).

Осцилаторният кръг е най-простата система, в която могат да възникнат свободни електромагнитни трептения

Резонансната честота на веригата се определя от така наречената формула на Томсън:

ЕЛЕКТРОМАГНИТНИ ВЪЛНИ

Това е електромагнитно поле, разпространяващо се в пространството с крайна скорост, в зависимост от свойствата на средата.

Свойства на електромагнитните вълни: - разпространяват се не само в материя, но и във вакуум; - разпространяват се във вакуум със скоростта на светлината (C = 300 000 km/s); - това са напречни вълни; - това са пътуващи вълни (пренасят енергия).

Източникът на електромагнитни вълни са ускорено движещи се електрически заряди. Колебанията на електрическите заряди се придружават от електромагнитно излъчване с честота, равна на честотата на колебанията на заряда.