Физика кафедрасы ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ИНДУКЦИЯ 050716 Тау кен

Физика кафедрасы ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ИНДУКЦИЯ 050716 «Тау – кен ісі» 050712 «Машинажасау» 050731 «Қоршаған ортаны қорғау және өмір тіршілігінің қауіпсіздігі» мамандықтар үшін.

Дәріс жоспары Кіріспе. Фарадей тәжірибелері. Қозғалыстағы өткізгіштегі электромагниттік құбылыс. Ленц ережесі. Фарадей заңы. Магниттік өрістегі рамканың айналуы. Контурдың индуктивтілігі. Соленоидтың индуктивтілігі Өздік индукция. Өзара индукция. Трансформаторлар. Байланыстан ажыратқандағы, қосқандағы токтар. Ажыратқандағы токтар. Токты қосқандағы токтар. ► Магнит өрісінің энергиясының көлемдік тығыздығы. ► ► ►

Кіріспе " Магнетизмді электр тоғына айналдыру". Міне осы сөздерді 1822 жылы өз күнделігінде Майкл Фарадей жазған еді. 1820 жылы Эрстед магнит өрісін ашқаннан кейін, магнит өрісі мен электр тоғы екеуі әрқашан бір мезгілде бар болуы анықталды. Фарадей магнит өрісі мен электр тогы арасындағы тығыз байланысты біле тұра, тұйық өткізгіште магнит өрісі арқылы электр тоғын тудыруға болатынына сенді. Фарадей көптеген тәжірибе жасады және осы тәжірибелерінің арқасында бұл жаналықты 1831 электромагниттік индукция заңын ашуымен дәлелдеп берді.

ФАРАДЕЙ ТӘЖІРИБЕЛЕРІ ► Егер гальванометрмен жалғанған соленоидқа тұрақты магнит жіберсе, онда магнит қозғалған жағдайда гальванометр тілі ауытқиды. ► Ал магнит тоқтаса, онда гальванометр тілі нөлдік қалыпқа келеді.

ФАРАДЕЙ ТӘЖІРИБЕЛЕРІ ► Сол сияқты соленоидтан магнитты алып немесе қозғалмайтын магнитке соленоидты салатын болсақ алдынғыдай процесс жүреді. ► Мұндай тәжірибелер индукциялық токтың соленоидта пайда болуы соленоидпен магниттің бірбіріне қатысты қозғалуына байланысты екенін көрсетеді.

ФАРАДЕЙ ТӘЖІРИБЕЛЕРІ ► Катушканы соленоидқа кіргізіп, қозғалмайтын етіп бекітеміз. Осы кезде соленоидта ток жоқ. Катушканы токқа қосып, ажыратсақ соленоидта индукциялық ток пайда болады. Мұндай жағдай резисторда кедергі арқылы катушкадағы токты азайтып, күшейткенде де байқалады. Бұл тәжірибеден соленоидта индукциялық токтың пайда болуы магнит өрісінің өзгеру арқылы пайда болады екені анық байқалады.

ҚОЗҒАЛЫСТАҒЫ ӨТКІЗГІШТЕРДЕГІ ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ИНДУКЦИЯ ҚҰБЫЛЫСЫ

ЛЕНЦ ЕРЕЖЕСІ Тұйық өткізгіштік контурдан өтетін магнит ағыны өзгерген кезде, контурда индукциялық ток пайда болады және оның магнит өрісінің бағыты сыртқы магнит ағынына қарама-қарсы әсер етеді.

ФАРАДЕЙ ЗАҢЫ Тұйық контурдағы индукцияның ЭҚК осы контурдан өтетін магнит ағыны жылдамдығының өзгеруіне тең және қарама-қарсы таңбамен сипатталады.

МАГНИТ ӨРІСІНДЕГІ РАМКАНЫҢ АЙНАЛУЫ ► Егер магнит өрісіндегі рамкаға электр тоғын жіберсек, онда оған айналу моменті әсер етеді және рамка айналады. Электр энергиясын механикалық энергияға түрлендіретін электрқозғалтқыштың жұмыс істеу принципі осыған негізделген.

КОНТУРДЫҢ ИНДУКТИВТІЛІГІ Контурдағы магнит ағыны контурдың ток күшіне тура пропорционал: Ф = LI Ток күші I және осы ток арқылы туатын контурдағы магнит ағыны Ф арасындағы пропорционалдық коэффициент L индуктивтілік деп аталады. Индуктивтілік өткізгіштің ауданына, формасына, ортаның магниттік қасиетіне байланысты. Индуктивтіліктің өлшем бірлігі СИ жүйесінде генри (Гн): 1 Гн = 1 Вб/1 А. .

СОЛЕНОИД ИНДУКТИВТІЛІГІ ► Соленоидтың магнит ағыны: барлық орамындағы толық

ӨЗДІК ИНДУКЦИЯ Өткізгіште ток күшінің өзгерісі нәтижесінде индукцияның ЭҚК пайда болуы өздік индукция деп аталады.

ӨЗАРА ИНДУКЦИЯ ► Бірінші контурда ток күшінің өзгеруіне байланысты екінші контурда ЭҚК пайда болса, мұндай құбылысты өзара индукция деп атайды. ► L 12 = L 12 – контурлардың өзара индуктивтілігі

ТРАНСФОРМАТОРЛАР Трансформатор арқылы кернеуді k есе күшейтсек, өткізгіште ток күші сонша есе азаяды. Сонымен қатар Джоуль жылуы k 2 есе азаяды.

АЖЫРАТҚАН ЖӘНЕ ҚОСҚАН КЕЗДЕГІ ТОҚТАР ►Контурдағы тоқ күші өзгерген кезде өздік индукция ЭҚК пайда болады. Сондықтан мұнда индукциялық ток пайда болады, оны өздік индукция экстратоктары деп атайды.

АЖЫРАТҚАНДАҒЫ ТОКТАР

РЕЛАКСАЦИЯ УАҚЫТЫ Релаксация уақыты τ арқасында ток күші е есе азаяды:

Индуктивтілігі бар кедергіні көбейткен жағдайда (R >> R 0), токқа қосылған ЭҚК-нен өздік индукция ЭҚКінің шамасы асып кетуі мүмкін. Сондықтан мұндай контурды тез ажыратуға болмайды, өйткені изоляция істен шығуы мүмкін.

ҚОСҚАН КЕЗДЕГІ ТОҚТАР

МАГНИТ ӨРІСІНІҢ ЭНЕРГИЯСЫ Магнит өрісі энергия тасымалдаушы болып табылады. Сондықтан магнит өрісінің энергиясы жұмысқа тең:

МАГНИТ ӨРІСІНІҢ КӨЛЕМДІК ТЫҒЫЗДЫҒЫ ► Берілген теңдік біртекті және біртекті емес өріске және ортаның В мен Н тәуелділігі сызықты, яғни парамагнетиктер мен диамагнетиктерге арналған.

Назар аударғандарыңызға рахмет!