Как найти направление индукционного тока: Направление индукционного тока. Правило Ленца. Вихревое поле.

Содержание

Направление индукционного тока. Правило Ленца. Вихревое поле.

Направление индукционного тока

При внесении в катушку магнита в ней возникает
индукционный ток. Если к катушке присоединить гальванометр, то можно заметить,
что направление тока будет зависеть от того приближаем ли мы магнит или удаляем
его.

Магнит будет взаимодействовать с катушкой либо
притягиваясь, либо отталкиваясь от нее. Это будет возникать вследствие того,
что катушка с проходящим по ней током, будет подобна магниту с двумя полюсами.
Направление индуцируемого тока будет определять, где у катушки будет находиться
какой из полюсов.

Если приближать к катушке магнит, то в ней будет
возникать индукционный ток такого направления, что катушка обязательно будет
отталкиваться от магнита. Если мы будет удалять магнит от катушки, то при этом
в катушке возникнет такой индукционный ток, что она будет притягиваться к
магниту.

Стоит отметить, что не важно каким полюсом мы
подносим или убираем магнит, всегда при подносе катушка будет отталкиваться, а
при удалении притягиваться. Различие состоит в том, что при приближении магнита
к катушке магнитный поток, который будет пронизывать катушку, увеличивается,
так как у полюса магнита кучность линий магнитной индукции увеличивается. А при
удалении магнита, магнитный поток, пронизывающий катушку, будет уменьшаться.

Узнать направление индукционного тока можно. Для
этого существует правило Ленца. Оно основано на законе сохранения.
Рассмотрим следующий опыт.

Имеется катушка с подключенным к ней
гальванометром. К одному и краев катушки начинаем подносить магнит, например,
северным полюсом. Количество линий, которые будут пронизывать поверхность
каждого витка катушки, будет увеличиваться. Следовательно, будет увеличиваться
и значение магнитного потока.

Так как должен выполняться закон сохранения,
должно возникнуть магнитное поле, которое будет препятствовать изменению
магнитного потока. В нашем случае магнитный поток увеличивался, следовательно,
ток должен течь в таком направлении, чтобы линии вектора магнитной индукции,
создаваемые катушкой, были направлены в противоположном направлении линиям
магнитной индукции, создаваемым магнитом.

То есть они должны в нашем случае быть направлены
вверх. Теперь воспользуемся правилом буравчика. Направляем большой палец правой
руки по необходимому нам направлению линий магнитной индукции, то есть — вверх.
Тогда остальные пальцы укажут, в какую сторону должен быть направлен
индукционный ток. В нашем случае, слева на право.

Аналогичный процесс происходит при удалении
магнита. Убираем магнит, магнитный поток уменьшается, следовательно, должно
возникнуть поле которое будет увеличивать магнитный поток. То есть поле линии
магнитной индукции, которого будут сонаправлены с линиями магнитной индукции,
создаваемыми постоянным магнитом. В нашем случае эти лини направлены вниз.
Опять пользуемся правилом буравчика и определяем направление индукционного
тока.

Правило Ленца.

Согласно правилу Ленца возникающий в
замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому
изменению магнитного потока, которым он вызван. Более кратко это правило можно
сформулировать следующим образом: индукционный ток направлен так, чтобы
препятствовать причине, его вызывающей.

Применять правило Ленца для нахождения направления
индукционного тока в контуре надо так:

1. Определить
направление линий магнитной индукции вектора В внешнего
магнитного поля.

2. Выяснить,
увеличивается ли поток вектора магнитной индукции этого поля через поверхность,
ограниченную контуром (ΔФ >
0), или уменьшается (ΔФ <
0).

3. Установить
направление линий магнитной индукции вектора В’ магнитного
поля индукционного тока. Эти линии должны быть согласно правилу Ленца
направлены противоположно линиям магнитной индукции вектора В’ при ΔФ > 0
и иметь одинаковое с ними направление при ΔФ <
0.

4. Зная
направление линий магнитной индукции вектора В’, найти
направление индукционного тока, пользуясь правилом буравчика.

Направление индукционного тока
определяется с помощью закона сохранения энергии. Индукционный ток во всех
случаях направлен так, чтобы своим магнитным полем препятствовать изменению
магнитного потока, вызывающего данный индукционный ток.

Вихревое
электрическое поле.

Причина возникновения электрического тока в
неподвижном проводнике — электрическое поле.

Всякое изменение магнитного поля порождает
индукционное электрическое поле независимо от наличия или отсутствия замкнутого
контура, при этом если проводник разомкнут, то на его концах возникает разность
потенциалов; если проводник замкнут, то в нем наблюдается индукционный ток.

Индукционное электрическое поле является вихревым.Направление силовых линий вихревого электрического поля совпадает
с направлением индукционного тока

Индукционное электрическое поле имеет совершенно
другие свойства в отличии от электростатического поля.

электростатическое поле	индукционное электрическое поле (вихревое электрическое поле )
1. создается неподвижными электрическими зарядами	1. вызывается изменениями магнитного поля
2. силовые линии поля разомкнуты -потенциальное поле	2. силовые линии замкнуты — вихревое поле
3. источниками поля являются электрические заряды	3. источники поля указать нельзя
4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути равна нулю.	4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути равна ЭДС индукции

Направление индукционного тока: правило Ленца и опыт

При внесении в катушку магнита в ней возникает индукционный ток. Если к катушке присоединить гальванометр, то можно заметить, что направление тока будет зависеть от того приближаем ли мы магнит или удаляем его.

Магнит будет взаимодействовать с катушкой либо притягиваясь, либо отталкиваясь от нее. Это будет возникать вследствие того, что катушка с проходящим по ней током, будет подобна магниту с двумя полюсами. Направление индуцируемого тока будет определять, где у катушки будет находиться какой из полюсов.

Если приближать к катушке магнит, то в ней будет возникать индукционный ток такого направления, что катушка обязательно будет отталкиваться от магнита. Если мы будет удалять магнит от катушки, то при этом в катушке возникнет такой индукционный ток, что она будет притягиваться к магниту.

Стоит отметить, что не важно каким полюсом мы подносим или убираем магнит, всегда при подносе катушка будет отталкиваться, а при удалении притягиваться. Различие состоит в том, что при приближении магнита к катушке магнитный поток, который будет пронизывать катушку, увеличивается, так как у полюса магнита кучность линий магнитной индукции увеличивается. А при удалении магнита, магнитный поток, пронизывающий катушку, будет уменьшаться.

Узнать направление индукционного тока можно. Для этого существует правило Ленца. Оно основано на законе сохранения. Рассмотрим следующий опыт.

рисунок

Имеется катушка с подключенным к ней гальванометром. К одному и краев катушки начинаем подносить магнит, например, северным полюсом. Количество линий, которые будут пронизывать поверхность каждого витка катушки, будет увеличиваться. Следовательно, будет увеличиваться и значение магнитного потока.

Так как должен выполняться закон сохранения, должно возникнуть магнитное поле, которое будет препятствовать изменению магнитного потока. В нашем случае магнитный поток увеличивался, следовательно, ток должен течь в таком направлении, чтобы линии вектора магнитной индукции, создаваемые катушкой, были направлены в противоположном направлении линиям магнитной индукции, создаваемым магнитом.

То есть они должны в нашем случае быть направлены вверх. Теперь воспользуемся правилом буравчика. Направляем большой палец правой руки по необходимому нам направлению линий магнитной индукции, то есть — вверх. Тогда остальные пальцы укажут, в какую сторону должен быть направлен индукционный ток. В нашем случае, слева на право.

Аналогичный процесс происходит при удалении магнита. Убираем магнит, магнитный поток уменьшается, следовательно, должно возникнуть поле которое будет увеличивать магнитный поток. То есть поле линии магнитной индукции, которого будут сонаправлены с линиями магнитной индукции, создаваемыми постоянным магнитом. В нашем случае эти лини направлены вниз. Опять пользуемся правилом буравчика и определяем направление индукционного тока.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Открытие электромагнитной индукции: магнитный поток
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspЗакон электромагнитной индукции:магнитный поток и электродвижущая сила

Направление индукционного тока. Правило Ленца

Цель урока. Закрепить знания учащихся о явлении электромагнитной индукции; изучить правило Ленца, с помощью которого можно определить направление индукционного тока; дать алгоритм решения качественных задач на применение правила Ленца.

Демонстрации. Взаимодействие алюминиевых колец (сплошного и с прорезью) с постоянным полосовым магнитом (по рис. 123—127 учебника).

Содержание опроса. 1. В чем заключается явление электромагнитной индукции? 2. Возникнет ли индукционный ток в замкнутом проводнике (проволочном витке) во время движения постоянного магнита относительно витка; во время его остановки? Почему? 3. Почему при приближении магнита к проволочному витку магнитный поток, пронизывающий его, изменяется? 4. Почему при удалении магнита от проволочного витка магнитный поток, пронизывающий его, изменяется? 5. Изменяется ли направление индукционного тока в проволочном витке в зависимости от полюсов постоянного магнита; в зависимости от направления скорости движения постоянного магнита относительно витка?

Содержание нового материала. Возникновение индукционного тока в алюминиевом кольце при изменении проходящего сквозь кольцо магнитного потока. Определение направления индукционного тока. Правило Ленца.

Закрепление материала. Вопросы после § 40. Решение задачи 1912 из Сборника.

Домашнее задание. § 40. Упражнение 37.

Планируемые результаты обучения

Метапредметные: овладеть регулятивными УУД при решении качественных задач на правило Ленца, при выдвижении гипотез о возникновении индукционного тока в замкнутом алюминиевом кольце; развивать навыки монологической и диалогической речи; учиться выражать свои мысли при ответах на вопросы после параграфа.

Личностные: сформировать познавательный интерес к изучению направления индукционного тока; самостоятельность в приобретении новых знаний о правиле Ленца, ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения; развивать творческую инициативу.

Общие предметные: изучить правило Ленца, пользуясь методами научного познания, планировать и выполнять эксперимент по возникновению индукционного тока в замкнутом алюминиевом кольце; применять полученные знания при решении качественных задач; кратко и четко отвечать на вопросы после параграфа.

Частные предметные: наблюдать взаимодействие алюминиевых колец с постоянным магнитом; объяснять физическую суть правила Ленца и формулировать его; применять правило Ленца и правило правой руки для определения направления индукционного тока в проволочном витке и катушке.

Методические замечания

Начать урок следует с анализа ошибок, допущенных при выполнении лабораторной работы. Еще раз проговорить правильные выводы, записанные учащимися в тетрадях для лабораторных работ. После рассмотрения причин возникновения индукционного тока обратить внимание учащихся на экспериментальное исследование зависимости направления индукционного тока от полюсов магнита и скорости движения магнита относительно катушки. Повторить выводы, к которым учащиеся пришли в ходе выполнения лабораторной работы.

Затем продемонстрировать опыт по рисунку 123 учебника и обсудить его с учащимися. Прийти к выводу, что в алюминиевом кольце с прорезью индукционный ток не возникает, а в сплошном кольце — возникает, поэтому ток в сплошном кольце создает в пространстве магнитное поле, благодаря чему кольцо приобретает свойства магнита и взаимодействует с приближающимся к нему (или удаляющимся от него) постоянным магнитом. Сформулировать правило, установленное в 1834 г. российским ученым Эмилием Христиановичем Ленцем, записать его. Дать алгоритм решения качественных задач по определению направления индукционного тока с помощью правила Ленца и привести примеры по рисункам 125—127 учебника.

Алгоритм решения задач на правило Ленца.

1. Сделать схематичный рисунок к задаче. Обозначить магнитные полюса постоянного магнита. Изобразить несколько линий магнитной индукции магнитного поля, созданного постоянным магнитом.

2. Указать направление вектора скорости движения постоянного магнита и выяснить по нему, увеличивается или уменьшается магнитный поток, пронизывающий катушку.

3. Используя правило Ленца, изобразить несколько линий магнитной индукции магнитного поля, созданного индукционным током в катушке. Эти линии должны быть направлены противоположно линиям индукции магнитного поля постоянного магнита, если магнитный поток увеличивается, и иметь одинаковое с ними направление, если магнитный поток уменьшается.

4. Зная направление линий магнитной индукции магнитного поля, созданного индукционным током, по правилу правой руки определить направление индукционного тока в катушке.

Технологическая карта урока физики в 9 классе по теме «Направление индукционного тока. Правило Ленца»

Урок физики в 9 классе «Направление индукционного тока. Правило Ленца»

Тип урока: изучение нового материала

Задачи: обеспечить усвоение знаний об определении направления индукционного тока; формировать умение использовать правило Ленца

Планируемые результаты

Предметные: научатся объяснять физическую суть правила Ленца и формулировать его; применять правило Ленца и правило правой руки для определения направления индукционного тока

Метапредметные:

познавательные — управлять своей познавательной и учебной деятельностью посредством постановки целей; анализировать наблюдаемые явления, обобщать и делать выводы; регулятивные — выделять и осознавать, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению; осуществлять действия, приводящие к выполнению поставленной цели; коммуникативные — общаться и взаимодействовать с партнёрами по совместной деятельности

Личностные: формирование ценностных отношений к результатам обучения; развитие ответственности

Образовательные ресурсы: учебник, электронное приложение к учебнику изд. Дрофа

Организационная структура урока

Этап урока

Содержание деятельности учителя

Содержание деятельности обучающихся (осуществляемые действия)

Формируемые способы

деятельности

I. Организационный момент

Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку. Создание в классе атмосферы психологического комфорта.

Концентрируют внимание на работе на уроке. Определяют готовность работать на уроке

Формировать навыки самоорганизации

II. Анализ лабораторной работы.

Проверка

домашнего

задания.

Анализирую оценки за лабораторную работу.

Организую выполнение задания:

Прямолинейный проводник длиной 88см расположен перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. Чему равна магнитная индукция этого поля, если на проводник действует сила 1,6Н при силе тока в нем 23А?

Задают вопросы

Выполняют задание .

Умение оценивать свои достижения

III. Актуализация опорных знаний. Постановка учебной задачи

Предлагаю учащимся выступить с небольшим докладом на тему «Индукционный ток: я уже знаю».

Вопрос запуска постановки учебной задачи:

Формулирую учебную задачу:

Выступают перед классом по такому плану:

Индукционный ток — это…
Понятие индукционного тока лучше всего объяснить таким образом…
Я в учебнике узнал, что индукционный ток…
Я самостоятельно исследовал в Интернете понятие «индукционный ток» и узнал, что. ..

Осознают важность решения поставленной учебной задачи

Развивать навыки целеполагания

IV. Сообщение темы. Постановка цели и задач урока

Сообщаю тему урока. Организую совместное с обучающимися формулирование целей и задач урока:

Внимательно прочитайте тему урока.
Что от вас ожидается на уроке?
Какие цели и задачи вы можете перед собой поставить?

Записывают в тетрадь тему урока.

Участвуют в формулировании целей и задач урока: -Усвоить суть определения направления индукционного тока;

— научиться применять правило Ленца

Формировать

умения принимать

и сохранять

учебнуюзадачу

V. Мотивирование

. Создание

ситуации

затруднения.

Предлагаю продолжить предложения:

— Я готов к…

Организую обсуждение проблемного вопроса:

— Как направлен индукционный ток?

Выполняют задание.

Создают условия для успешной учебной деятельности

Принимают участие в обсуждении проблемного вопроса. Предлагают свои идеи.

Испытывают определенные трудности при ответе

Выражать свои мысли. Развивать навыки самомотивации

VI.

Изучение нового материала

Организую демонстрацию опыта взаимодействия алюминиевых колец (сплошного и с прорезью) с магнитом:

Полосовой магнит вносим в кольцо с разрезом — кольцо останется на месте. Когда вносим магнит в сплошное кольцо, то оно будет отталкиваться, уходить от магнита, поворачивая при этом всю пластинку.
Как вы объяснили бы наблюдаемые явления?

Объясняю учащимся:

Ток в сплошном кольце создает в пространстве магнитное поле, благодаря чему кольцо приобретает свойства магнита. Зная направление вектора индукции магнитного поля кольца, можно по правилу правой руки определить направление индукционного тока в кольце.

Правило Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению внешнего магнитного потока, которое вызвало этот ток

Наблюдают за демонстрацией опыта.

Совместно с учителем приходят к выводу:

— При приближении к кольцу любого полюса магнита, поле которого является неоднородным, проходящий сквозь кольцо магнитный поток увеличивается. При этом в сплошном кольце возникает индукционный ток, а в кольце с разрезом тока не будет.

Делают записи в рабочей тетради.

Задают учителю вопросы.

Работа в парах. Объясняют друг другу правило Ленца

ствии с задачей.

Умение обрабатывать информацию и делать выводы. Умение с помощью вопросов добывать недостающую информацию

VII. Закрепление изученного материала

Организую беседу по вопросам:

Почему кольцо с разрезом не реагирует на приближение магнита?
Объясните явления, происходящие при приближении магнита к сплошному кольцу; при удалении магнита.

Как определить направление индукционного тока в кольце? (По правилу правой руки)

В кольце с разрезом не может возникнуть электрический ток.
При приближении магнита в замкнутом контуре создается индукционный ток, который создает магнитное поле. Так как контур начинает отталкиваться, — кольцо и магнит обращены друг к другу одноименными полюсами, а векторы магнитной индукции их полей направлены в противоположные стороны. При удалении магнита от рамки рамка начинает притягиваться, значит, рамка с магнитом обращены друг к другу одноименными полюсами, а векторы индукции у них направлены в одну сторону.

Осуществлять актуализацию полученных на уроке знаний и умений

VIII. Решение заданий

Предлагаю алгоритм решения задач

Внимательно слушают. Делают пометки в тетради.

Алгоритм решения задач на правило Ленца.

Организую решение задач.

Задание 1. Медное кольцо на горизонтальном коромысле поворачивается вокруг вертикальной оси ОВ под действием движущегося магнита (см. рисунок).

Установите соответствие между направлением движения магнита, вращением коромысла с кольцом и направлением индукционного тока в кольце (1 — верхняя точка кольца; 2 — ближняя к нам точка кольца; 3 — нижняя точка кольца).

НАПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ МАГНИТА

А) движется по направлению к кольцу

Б) движется по направлению от кольца

ПОВОРОТ КОРОМЫСЛА И ТОК В КОЛЬЦЕ

1) Коромысло с кольцом поворачивается, отталкиваясь от магнита; ток идёт по направлению 3→2→1.

2) Коромысло с кольцом поворачивается, притягиваясь к магниту; ток идёт по направлению от 1→2→3.

3) Коромысло с кольцом поворачивается, притягиваясь к магниту; ток идёт по направлению от 3→2→1.

4) Коромысло с кольцом поворачивается, отталкиваясь от магнита; ток идёт по направлению от 1→2→3.

Дидактические материалы Марон.

Определите направление тока в кольце, если оно отталкивается от магнита.

Самостоятельно решают задания.

Решение.

А) Вариант ответа под №1. При перемещении магнита в кольце создается индукционный ток, который, согласно правилу Ленца, создает магнитное поле, препятствующее изменению магнитного потока, исходящее от магнита. Учитывая, что магнитные линии поля исходят из северного полюса N и входят в северный S, то при увеличении магнитного потока (магнит идет к кольцу), магнитные линии индукционного тока будут закручиваться в противоположную сторону, препятствуя увеличению потока. В соответствии с правилом буравчика направление индукционного тока будет 3→2→1.

Поскольку коромысло может свободно вращаться вокруг вертикальной оси, а магнитное поле магнита неоднородно, то коромысло начнет двигаться под действием сил Ампера таким образом, чтобы препятствовать изменению магнитного потока, то есть коромысло начнет отталкиваться от магнита.

Б) Вариант ответа под №2. Следуя рассуждениям п. А получаем, что коромысло будет следовать за уходящим магнитом, а индукционный ток течь в обратную сторону 1→2→3.

Ответ: 12.

1. По правилу буравчика. Отталкивается, значит, полярность совпадает.

Развитие умений самостоятельно

IX. Подведение итогов урока. Рефлексия

Организую подведение итогов урока обучающимися. Способствую размышлению обучающихся над вопросами:

Что нового я узнал сегодня на уроке?
Можно ли сказать, что я понял суть правила Ленца?
Достиг ли я поставленных целей и задач урока?
Как я оценил бы свою работу на уроке?

Подводят итоги своей работы на уроке. Проводят самооценку, рефлексию

Отслеживать цель учебной деятельности

X. Домашнее задание

§ 44 учебника, упр.41(1-2)

Помогаю учащимся выбрать задания из учебника. Обращаю внимание на возможности и способности учащихся

Выбирают задания, которые будут решать дома. Записывают домашнее задание

Формировать навыки самоорганизации

Сайт Никитина А.Н. — Направление индукционного тока.

Направление индукционного тока

Значение индукционного тока прямо пропорционально скорости изменения магнитного потока через площадь, ограниченную контуром. Направление индукционного тока зависит от направления магнитного поля и направления изменения магнитного потока (увеличивается или уменьшается). Для получения правила определения направления индукционного тока используется установка, изображенная на рисунке.

Установка состоит из двух алюминиевых колец, закрепленных на краях тонкой планки. Центр планки устанавливается на подставку, заканчивающуюся иглой — для уменьшения сил трения. Одно кольцо целое, а второе имеет разрез. Алюминий — не магнитный материал, именно по этому он используется в данной установке.

Постоянный магнит медленно подносят к целому алюминиевому кольцу и оно удаляется от него. Если же вставленный внутрь кольца магнит, медленно извлекать из него — кольцо начнет двигаться следом за магнитом. Подобные эксперименты с разрезанным кольцом ни каких результатов не принесет. Взаимодействие целого кольца с движущимся магнитом осуществляется посредством магнитного, создаваемого индукционным током, возникающем в кольце при изменении магнитного потока через кольцо. Приближение магнита к кольцу увеличивает магнитный поток через площадь, ограниченную кольцом. В результате в кольце возникает индукционный ток создающий свое магнитное поле, направленное так, что оно противодействует увеличению магнитного потока отталкивая кольцо от магнита. Удаление кольца от магнита приводит к уменьшению магнитного потока и в кольце возникает индукционный ток, противодействующий своим магнитным поле уменьшению магнитного потока.

Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению магнитного поля, которым был вызван.

Пример практического определения направления индукционного тока.

В первом случае постоянный магнит северным полюсом приближается к катушке (левый рисунок). Магнитное поле постоянного магнита изображено на рисунке синими линиями. Магнитное поле через катушку увеличивается, что приводит к тому, что в катушке возникает индукционный электрический ток. Своим магнитным полем этот ток должен противодействовать нарастанию магнитного поля, и, если поле постоянного магнита направлено вниз, то магнитное поле индукционного тока катушки должно быть направлено ему на встречу — вверх (красные линии). Зная, что магнитное поле катушки с током направлено вверх, можно по правилу буравчика определить направление тока в контуре.

Во втором случае постоянный магнит удаляется от катушки и в ней возникает индукционный ток магнитное поле которого противодействует уменьшению магнитного потока через катушку, то есть направлено так же как и поле постоянного магнита — вниз. Определить направление тока в катушке снова можно применяя правило буравчика.

Направление — индукционный ток — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Направление — индукционный ток

Cтраница 1

Направление индукционного тока, возникающего в прямолинейном проводнике при его движении в магнитном поле, определяется по правилу правой руки ( рис. 23.2): если правую руку расположить вдоль проводника так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а отогнутым большой палец показывал направление движения проводника, то четыре вытянутых пальца укажут направление индукционного тока в проводнике.
[1]

Направление индукционного тока определяется правилом Ленца: индукционный ток, который возникает под действием индукционной электродвижущей силы, направлен так, чтобы противодействовать причине, его вызывающей.
[2]

Направление индукционного тока определяется по правилу правой руки: если расположить правую руку так, чтобы силовые линии входили в ладонь, а отогнутый большой палец совпадал с вектором скорости, то вытянутые четыре пальца покажут направление тока, возникающего в проводнике.
[3]

Направление индукционного тока определяем по правилу правой руки.
[4]

Направление индукционных токов в движущихся проводниках легко определить с помощью правила левой руки. Для этого вытянутые пальцы нужно направить вдоль движения проводника таким образом, чтобы составляющая магнитного поля, перпендикулярная направлению скорости, входила в ладонь.
[5]

Направление индукционного тока зависит от того, увеличивается или уменьшается магнитный поток, пронизывающий площадь поверхности, ограниченной контуром.
[7]

Направление индукционного тока зависит от характера вызвавшего его изменения магнитного потока. Если приближать и удалять магнит относительно разрезанного кольца, то взаимодействия кольца с магнитом не наблюдается, так как в разомкнутой цепи не возникает индукционный ток.
[8]

Направление индукционного тока / зависит от характера изменения магнитного потока. Например, из рис. 167 видно, как изменяется направление индукционного тока в приемном контуре в зависимости от того, каким полюсом мы вставляем в него ( или вынимаем из него) постоянный магнит.
[9]

Направление индукционного тока устанавливается законом Ленца. По этому закону возникающий в замкнутом контуре индукционный ток имеет — такое направление, при котором его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток.
[10]

Указать направление индукционного тока в кольце, если: а) В растет; б) В убывает.
[11]

Определите направление индукционного тока в проводящем кольце ( рис. VI.52), если индукция магнитного поля а) увеличивается, б) уменьшается.
[12]

Найти направление индукционного тока в неподвижной проволочной рамке, если к ней приближать магнит так, как показано на рисунке 13.46. Что нужно сделать, чтобы в рамке был индукционный ток противоположного направления.
[13]

Каково направление индукционного тока, который потечет по сопротивлению ( рис. 17): а) немедленно после замыка-чия ключа К, б) несколько времени спустя после замыкания ключа К; в) немедленно после размыкания ключа; г) когда ключ остается замкнутым, то какой конец катушки является ее северным полюсом.
[14]

Определить направление индукционного тока, возникающего в подвижном проводнике А при его повороте на 90 относительно проводника В в направлении, указанном стрелкой.
[15]

Страницы:

1

2

3

4

Правило Ленца 🐲 СПАДИЛО.РУ

Если присоединить катушку, в которой возникает индукционный ток, к гальванометру, можно обнаружить, что направление этого тока зависит от того, приближается ли магнит к катушке, или удаляется от нее. Причем возникающий индукционный ток взаимодействует с магнитом — притягивает или отталкивает его.

Катушка с протекающей по ней током подобна магниту с двумя полюсами — северным и южным. Направление индукционного тока определяет, какой конец катушки играет роль северного полюса, из которого выходят линии магнитной индукции. В каких случаях катушка будет притягивать магнит, а в каких отталкивать, можно предсказать, опираясь на закон сохранения энергии.

Взаимодействие индукционного тока с магнитом

Если магнит приближать к катушке, то в ней появится индукционный ток такого направления, что магнит обязательно отталкивается. Для сближения магнита и катушки при этом нужно совершить положительную работу. Катушка становится подобной магниту, обращенному одноименным полюсом к приближающемуся к ней магниту. Одноименные же полюсы отталкиваются. При удалении магнита, наоборот, в катушке возникает ток такого направления, чтобы появилась притягивающая магнит сила.

Представьте, что все было бы иначе. Тогда при введении магнита в катушку он сам бы устремлялся в нее. Это противоречит закону сохранения энергии, так как при этом увеличилась бы кинетическая энергия при одновременном возникновении индукционного тока, который также затрачивает часть энергии. Кинетическая энергия и энергия тока в этом случае возникали бы из ничего, без затрат энергии, что невозможно.

Справедливость вывода можно подтвердить с помощью следующего опыта. Пусть на свободно вращающемся стержне закреплены два алюминиевых кольца: с разрезом и без разреза. Если поднести магнит к кольцу без разреза, оно будет отталкиваться. Если поднести его к кольцу с разрезом, ничего не произойдет. Это связано с тем, что в нем не возникает индукционный ток. Этому препятствует разрез. Но если отдалять магнит от кольца без разреза, то оно начнет притягиваться.

Опыты показывают, что притягивание или отталкивание кольца с индукционным током зависит от того, удаляется магнит, или притягивается. А различаются они характером изменения линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную кольцом. В первом случае (рис. а) магнитный поток увеличивается, во втором (рис. б) — уменьшается. То же самое можно наблюдать в опытах с магнитом и проводящей катушкой.

Причем в первом случае линии индукции B’ магнитного поля, созданного возникшем в катушке индукционным током, выходят из верхнего конца катушки, та как катушка отталкивает магнит. Во втором же случае напротив, они входят в этот конец.

Правило Ленца

Описанные выше опыты позволяют делать вывод, что при увеличении магнитного потока через витки катушки индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует нарастанию магнитного потока через витки катушки. Если же магнитный поток через катушку ослабевает, то индукционный ток создает магнитное поле с такой индукцией, которая увеличивает магнитный поток через витки катушки.

Правило направления индукционного тока носит название правила Ленца.

Правило Ленца

Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

Применять правило Ленца для нахождения направления индукционного тока Ii в контуре надо так:

Установить направление линий магнитной индукции →B внешнего магнитного поля.
Выяснить, увеличивается ли поток магнитной индукции этого поля через поверхность, ограниченную контуром (ΔΦ>0), или уменьшается (ΔΦ<0).
Установить направление линий магнитной индукции →B‘ магнитного поля индукционного тока Ii. Эти линии должны быть согласно правилу Ленца направлены противоположно линиям →B при ΔΦ>0 и иметь одинаковое с ними направление при ΔΦ<0.
Зная направление линий магнитной индукции →B‘, найти направление индукционного тока Ii, пользуясь правилом правой руки.

Пример №1. Найти направление индукционного тока, возникающего в кольце во время приближения к нему магнита (см. рисунок).

Линии магнитной индукции магнита обращены в сторону кольца, так как он направлен к нему северным полюсом. Так как магнит приближается к кольцу, магнитный поток увеличивается. Следовательно, кольцо отталкивается. Тогда оно обращено к магниту одноименным — северным — полюсом. Применим правило правой руки. Так как линии магнитной индукции выходят из северного полюса, направим к нему большой палец. Теперь четыре пальца руки покажут направление индукционного тока. В нашем случае он будет направлен против направления хода часовой стрелки.

Задание EF17577 Медное кольцо на горизонтальном коромысле поворачивается вокруг вертикальной оси ОВ под действием движущегося магнита С. Установите соответствие между направлением движения магнита, вращением коромысла с кольцом и направлением индукционного тока в кольце.К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

	МАГНИТ		ПОВОРОТ КОРОМЫСЛА И ТОК В КОЛЬЦЕ
А)	движется по направлению к кольцу, северный полюс обращён к кольцу	1)	коромысло с кольцом поворачивается, отталкиваясь от магнита, ток идёт по часовой стрелке
Б)	движется к кольцу, к кольцу обращён южный полюс	2)	коромысло с кольцом поворачивается, отталкиваясь от магнита, ток идёт против часовой стрелки
		3)	коромысло с кольцом поворачивается, притягиваясь к магниту, ток идёт по часовой стрелке
		4)	коромысло с кольцом поворачивается, притягиваясь к магниту, ток идёт против часовой стрелки

Алгоритм решения

Записать правило Ленца.
В соответствии с правилом Ленца установить, что произойдет, если к кольцу поднести магнит северным полюсом.
В соответствии с правилом Ленца установить, что произойдет, если к кольцу поднести магнит южным полюсом.

Решение

Запишем правило Ленца:

Следовательно, если поднести к кольцу магнит северным полюсом, линии магнитной индукции поля, образованного магнитом, будут направлены в сторону кольца (т.к. они выходят из северного полюса). Тогда в кольце образуется такой ток, при котором с той стороны, с которой подносят магнит, тоже сформируется северный полюс. Используем правило правой руки и расположим большой палец правой руки так, чтобы он указывал в сторону северного полюса кольца с индукционным током. Тогда четыре пальца покажут направление этого тока. Следовательно, индукционный ток направлен по часовой стрелке.

Если поднести к кольцу магнит южным полюсом, линии магнитной индукции поля, образованного магнитом, будут направлены в сторону от кольца (т.к. они выходят из северного полюса). Тогда в кольце образуется такой ток, при котором с той стороны, с которой подносят магнит, тоже сформируется южный полюс. Используем правило правой руки и получим, что в этом случае индукционный ток будет направлен против часовой стрелки.

Так как магнит подносят к кольцу, а не отодвигают от него, то кольцо всегда будет отталкиваться, поскольку в нем возникают силы противодействия. Следовательно, позиции А соответствует строка 1, а позиции Б — строка 2.

Ответ: 12

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF18621 На рисунке запечатлён тот момент демонстрации по проверке правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Южный полюс магнита находится вблизи сплошного металлического кольца. Если магнит выдвигать из алюминиевого кольца, то кольцо перемещается вслед за магнитом. Это движение кольца – результат действия

Ответ:

а) силы гравитационного взаимодействия между кольцом и магнитом

б) силы Ампера, действующей со стороны магнитного поля магнита на кольцо, по которому идёт индукционный ток

в) кулоновских (электростатических) сил, которые возникают при движении магнита относительно кольца

г) воздушных потоков, вызванных движением руки и магнита

Алгоритм решения

Проанализировать предложенные варианты ответа.
Установить природу взаимодействия магнита и кольца.
Выбрать верный ответ.

Решение

Гравитационные силы между магнитом и кольцом ничтожно малы при данных массах и расстояниях, поэтому они не могли вызвать притяжения кольца к магниту.

Кулоновские силы характеризуют силу электростатического взаимодействия зарядов. Поскольку магнит не имеет заряда, между ним и кольцом такие силы не возникают.

Металлическое кольцо достаточно тяжелое для того, чтобы заставить его стремительно двигаться вслед за магнитом.

Но вариант с силой Ампера подходит, так как сила Ампера — это сила, с которой действует магнитное поле на проводник с током. В момент, когда магнит двигают в стороны от кольца, магнитный поток, пронизывающий его, меняется. Это вызывает образование в кольце индукционного тока, который также порождает магнитное поле, противодействующее магнитному полю постоянного магнита.

Ответ: б

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF19032 Катушка №1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника напряжения и реостата. Катушка № 2 помещена внутрь катушки № 1 и замкнута (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующих процессы в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата вправо.

Ответ:

А) Сила тока в катушке № 1 увеличивается.

Б) Вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой № 1, всюду увеличивается.

В) Магнитный поток, пронизывающий катушку № 2, увеличивается.

Г) Вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой № 2, в центре этой катушки направлен от наблюдателя.

Д) В катушке № 2 индукционный ток направлен по часовой стрелке.

Алгоритм решения

Проверить истинность каждого утверждения.
Выбрать только истинные утверждения.

Решение

Согласно утверждению А, при перемещении ползунка реостата вправо сила тока в катушке №1 увеличивается. Перемещая ползунок реостата вправо, мы увеличиваем сопротивление. Следовательно, сила тока уменьшается. Утверждение А — неверно.

Согласно утверждению Б, при перемещении ползунка реостата вправо вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой №1, всюду увеличивается. Так как сила тока уменьшается, вектор индукции магнитного поля ослабевает. Утверждение Б — неверно.

Согласно утверждению В, при перемещении ползунка реостата вправо магнитный поток, пронизывающий катушку №2, увеличивается. Так как магнитное поле ослабевает, будет уменьшаться и магнитный поток, пронизывающий катушку № 2. Утверждение В — неверно.

Согласно утверждению Г, при перемещении ползунка реостата вправо вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой №2, в центре этой катушки направлен от наблюдателя. В катушке №1 ток течёт по часовой стрелке, и по правилу буравчика эта катушка будет создавать магнитное поле, направленное от наблюдателя. В силу того, что сила тока в цепи уменьшается, будет уменьшаться и магнитный поток, пронизывающий вторую катушку. При этом согласно правилу Ленца во второй катушке будет создаваться индукционный ток, который направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению магнитного потока, которым он вызван. В этом случае вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой №2, в центре этой катушки сонаправлен с внешним полем и направлен от наблюдателя. Утверждение Г — верно.

Согласно утверждению Д, при перемещении ползунка реостата вправо в катушке №2 индукционный ток направлен по часовой стрелке. По правилу правой руки, индукционный ток в катушке 2 направлен по часовой стрелке. Утверждение Д — верно.

Ответ: ГД

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Направление наведенной ЭДС и тока | Примечания, видео, контроль качества и тесты | 12 класс> Физика> Электромагнитная индукция

Направление наведенной ЭДС и тока

Направление наведенной ЭДС и, следовательно, тока может быть определено одним из следующих двух методов:
1. Закон Ленца, который уже обсуждался

2. Правило правой руки Флеминга

Правило правой руки Флеминга

Правило правой руки Флемингса

Растяжение указательный, средний и большой пальцы правой руки взаимно перпендикулярны друг другу.Если силовой палец указывает в направлении магнитного поля, большой палец указывает направление движения проводника, а средний палец указывает направление индуцированного тока.

Методы создания индуцированной ЭДС

Из закона Фарадея индуцированная ЭДС определяется как

$$ E = -N \ frac {d \ phi} {dt} $$

Это показывает, что ЭДС зависит от числа витков N и скорость изменения магнитного потока \ (\ phi \). Поскольку магнитный поток, \ (\ phi = BA \: \ cos \: \ theta \).

Таким образом, магнитный поток можно изменить с помощью

Изменение напряженности магнитного поля (B).
Изменение ориентации \ ((\ theta) \) катушки относительно магнитного поля.
Изменение площади токопроводящей цепи.

Индуцированная ЭДС в прямолинейном проводнике, движущемся в однородном магнитном поле: Двигательная ЭДС.

ЭДС движения

Рассмотрим прямой проводник PQ длины l, движущийся под прямым углом к однородному магнитному полю B со скоростью v.предположим, что проводник проходит небольшое расстояние x за время t. тогда площадь, охватываемая проводником, равна

\ begin {align *} \ text {Area swept} & = l \ times x \\ \ поэтому \ text {Отсечение магнитного потока,} \: \ phi & = B \ times \ text {Площадь развертки} \\ & = b \ times l \ times x \\ & = Blx \\\ end {align *}

Из закона электромагнитной индукции Фарадея дается величина наведенной ЭДС в проводнике по

\ begin {align *} \\ e & = N \ frac {d \ phi} {dt} = N \ frac {d} {dt} (Bl \: x) \\ & = N \: Bl \ frac {dx} {dt} \\ \ поэтому e & = Bl \: v \: \: \: \ left [\ следовательно, N = 1, \: \ text {и} \: \ frac {dx} {dt} = v \ right] \\ \ end {align *}

Особый случай:

Если проводник движется под углом \ (\ theta \), на который он перемещается по полю, будет \ (v \: \ грех \: \ тета \).

$$ \ поэтому \; \; \; \ epsilon = Bv \: l \ sin \ theta $$

Направление наведенной ЭДС. можно определить по правилу правой руки Флеминга.

Индуцированная Э. М. в катушке, вращающейся в магнитном поле

Рассмотрим прямоугольную катушку, вращающуюся с постоянной угловой скоростью \ (\ omega \) в однородном магнитном поле вокруг оси, перпендикулярной полю.

Пусть

\ begin {align *} N & = \ text {количество витков катушки} \\ A & = \ text {площадь каждого витка} \\ B & = \ text {сила магнитного поля.} \\ \ end {align *}

Предположим, что изначально, т.е. при t = 0, плоскость катушки перпендикулярна направлению магнитного поля. Пусть катушка вращается против часовой стрелки на угол \ (\ theta = \ omega t \) за время t. В этот момент перпендикуляр к плоскости катушки составляет угол \ (\ theta \) с направлением поля. Следовательно, в этот момент магнитный поток \ (\ phi \) через каждый виток катушки равен

\ begin {align *} \ phi & = AB \: \ cos \: \ theta \\ & = AB \ cos \: \ omega t \\\ end {align *}

вариация ЭДС с wt

Используя законы электромагнитной индукции Фарадея, индуцированная e.mf в катушке определяется как

\ begin {align *} E & = -N \ frac {d \ phi} {dt} \\ & = -N \ frac {d} {dt} (AB \ cos \: \ omega t), \\ \ text {где N — количество витков катушки.} \\ & = -N \: AB \ frac {d} {dt} (\ cos \: \ omega t) \\ & = -N \: AB (-sin \: \ omega t) \: \ omega \\ \ epsilon & = N \: AB \ omega \: \ sin \: \ omega t \ dots (i) \\ \ end { align *} Величина наведенной ЭДС будет максимальным (\ (\ epsilon _0 \))

\ begin {align *} \\ \ text {when} \: \ sin \: \ omega t = 1 \\ \ text {т.е.} \: \ epsilon_0 & = N \: AB \ omega \\ \ text {Итак, уравнение} \: (i) \: \ text {становится} \\ \ поэтому \ epsilon & = \ epsilon _0 \: \ sin \: \ omega t \ dots (ii) \ end {align *}

Таким образом, катушка, вращающаяся с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле, создает синусоидальную переменную ЭДС. Если к катушке подключен резистор с сопротивлением R, результирующий ток будет синусоидальным и будет равен

\ begin {align *} I & = \ frac {\ epsilon} {R} = \ frac {\ epsilon _0 \ sin \: \ omega t} {R} \\ \ поэтому I & = I_0 \ sin \: \ omega t \\ \ text {где} \: \ frac {\ epsilon _0} {R} = I_0 \: \ text {максимальное значение} \\ \ end {align *}

Такая вращающаяся катушка в однородном магнитном поле является основным принципом работы a.c. генератор.

Ссылка

Ману Кумар Хатри, Манодж Кумар Тапа и др. Принципы физики . Катманду: публикация Ayam PVT LTD, 2010.

S.K. Гаутам, Дж. М. Прадхан. Учебник по физике . Катманду: публикация Сурьи, 2003.

Узнайте о направлении индуцированного тока

Чтобы определить направление индуцированного тока, нужно знать поведение наведенного потока, когда магнит перемещается к проводящей катушке. Известно, что когда магнит перемещается к катушке, магнитная связь генерирует ЭДС, и ее направление всегда противоположно причине, вызывающей ее.Во время протекания тока бывают определенные случаи, в зависимости от его направления и других факторов, как указано ниже:

Случай 1: Перемещение магнита по направлению к катушке (против отталкивания)

Когда северный полюс перемещается к катушке, он индуцирует магнитное поле с северной полярностью, как будто полюса отталкиваются, чтобы удовлетворить условию противодействия причина. Поскольку северный полюс направляет поток наружу, индуцированное магнитное поле направлено влево, как показано на рисунке 2.Использование правила для большого пальца правой руки для определения направления индуцированного тока, то есть рассмотрение большого пальца вдоль магнитного поля и направление изгибающихся пальцев показывает направление индуцированного тока, которое направлено внутрь к плоскости бумаги.

Когда южный полюс перемещается к катушке, он индуцирует магнитное поле с полярностью юг, чтобы противостоять причине, которой является южный полюс.

Поскольку южный полюс направляет входящий поток, индуцированное магнитное поле направлено вправо, как показано на рисунке выше.Согласно правилу большого пальца правой руки, большой палец показывает направление индуцированного магнитного потока, а направление скрученных пальцев указывает направление индуцированного тока, который выходит наружу из-за плоскости бумаги.

Случай 2: перемещение магнита от катушки (против притяжения)

Когда северный полюс (полюс ближе к катушке) перемещается на расстояние от катушки, чтобы противодействовать изменению, индуцируется южный полюс и Как обсуждалось выше, согласно правилу большого пальца, южный полюс указывает на приток внутрь.Таким образом, индуцированное магнитное поле направлено вправо, а ток — в направлении загнутых пальцев, то есть наружу к плоскости бумаги.

Когда южный полюс (полюс ближе к катушке) перемещается на расстояние от катушки, чтобы противодействовать изменению, индуцируется северный полюс. Согласно правилу большого пальца, северный полюс указывает на внешний поток. Таким образом, индуцированное магнитное поле направлено вправо, а ток — в направлении загнутых пальцев, то есть внутрь к плоскости бумаги.

На рисунке 3 наведенная ЭДС всегда противодействует причине, вызывающей ее.

Закон Ленца

Воздействие на катушку или петлю изменяющегося магнитного потока приведет к возникновению тока, если цепь замкнута. Направление тока определяется законом Ленца:

Закон Ленца: изменяющийся магнитный поток индуцирует ЭДС, которая создает ток, который создает магнитное поле, которое имеет тенденцию противодействовать изменению магнитного потока .

Катушки и петли не любят меняться, и они будут пытаться противодействовать любым изменениям магнитного потока, наложенным на них. Они не увенчаются успехом — изменение может быть выполнено, но катушка или петля пытается противодействовать изменению, пока оно происходит.

Именно из-за этой тенденции к противодействию в законе Фарадея стоит знак минус.

Образный подход к закону Ленца

Во-первых, вам нужно помнить, что ток по часовой стрелке генерирует поле на странице внутри цикла.Ток против часовой стрелки генерирует поле вне страницы внутри цикла.

Чтобы объяснить приведенное ниже описание, возьмем пример петли в плоскости страницы с однородным магнитным полем, направленным внутрь страницы. Через некоторый промежуток времени поле удваивается. В каком направлении индуцируется ток в контуре при изменении поля?

Простой способ ответить на такой вопрос — нарисовать три картинки:

До: начертите линии поля в петле до того, как произойдет изменение.
После: начертите линии поля в петле после того, как произойдет изменение.
Чтобы противостоять: нарисуйте цикл с линиями поля так, чтобы при наложении изображений «После» и «Чтобы противостоять» результатом было изображение «До».

После того, как вы нарисовали картинку «Противоположность», определите направление тока вокруг петли, необходимое для создания поля в этом направлении. Это направление индуцированного тока.

Выражается в виде уравнения: «До» = «После» + «Чтобы противостоять».

Это соответствует противоположной природе закона Ленца. Цикл будет делать все возможное, чтобы поддерживать статус-кво (т.е. он будет работать, чтобы предотвратить изменение).

Этот графический подход хорошо работает для определения направления индуцированного тока. Однако одна проблема с ним заключается в том, что он может заставить вас поверить в то, что цикл успешно полностью отменяет любые наложенные на него изменения. Это не тот случай. Цикл борется с изменением, но в конце проигрывает, и поток в конечном итоге меняется на тот, который показан на рисунке «После».

Пример

Проволочная петля имеет площадь 0,5 м ² и сопротивление R = 0,1 Вт. Через петлю в страницу проходит однородное магнитное поле B = 1,0 Тл. Магнитное поле постепенно уменьшается от 1,0 Тл до 0 в течение 10 секунд.

Другими словами DB / Dt = -0,1 Т / с в течение 10 секунд.

Постройте график зависимости магнитного потока от времени. Постройте наведенный ток как функцию времени.

Какой ток индуцируется в проводе при уменьшении поля? Текущий по часовой стрелке или против часовой стрелки?

Чтобы найти ток, сначала найдите наведенную ЭДС:

— Н

DF _B

— Н

D
(BA cosq)

В этой ситуации N = 1, а A и q — константы.Это дает:

— А cos (q)

ДБ

-0,5 х 1 х -0,1

0,05 В

Знак здесь не имеет значения.

При изменении магнитного поля петля действует так, как если бы в ней была батарея. По закону Ома ток равен:

0.05

0,1

0,5 А

Изменение уменьшает количество линий поля, проходящих через цикл на страницу. Поле, создаваемое индуцированным током, должно быть на странице, чтобы противодействовать изменению. Для этого нужен ток по часовой стрелке.

Вернемся к нашему примеру и скажем, что вместо уменьшения поля до нуля за 10 секунд мы уменьшили его до нуля за 2 секунды.Ток по-прежнему будет по часовой стрелке, но он будет в 5 раз больше. Итак, мы получили бы ток в пять раз больше в течение 1/5 времени — что останется неизменным, независимо от того, как быстро мы сделаем изменение, если общее изменение потока будет одинаковым?

Для заданного изменения магнитного потока индуцированный ток, умноженный на время существования индуцированного тока, является постоянным.

DQ = I Dt, поэтому каждый раз течет одна и та же сумма заряда.

Найдите направление индуцированного тока в катушке для класса 12 по физике CBSE

Подсказка: Изменение магнитного потока через катушку индуцирует в ней ток.Направление индуцированного тока может быть задано законом Ленца, который гласит, что направление электрического тока, индуцированного в проводнике изменением магнитного поля, таково, что магнитное поле, создаваемое индуцированным током, противодействует начальному изменяющемуся магнитному полю.

Полный пошаговый ответ:
Когда магнитное поле изменяется через катушку, в катушке генерируется ток, известный как индуцированный ток. Направление этого индуцированного тока определяется законом Ленца.
Закон Ленца гласит: «Направление индуцированного тока из-за изменения магнитного поля таково, что он создает магнитное поле, которое противодействует начальному изменяющемуся магнитному полю.
Здесь ток, протекающий по проводу, создает магнитное поле. Направление создаваемого магнитного поля задается правилом большого пальца правой руки, согласно которому, когда мы указываем большим пальцем правой руки в направлении тока, скрученные пальцы указывают направление магнитного поля. Следовательно, с правой стороны проводника магнитное поле попадает в экран, как показано на рисунке ниже.

(a) Магнитное поле, создаваемое прямым проводом, линейно пропорционально электрическому току, проходящему через него.Поскольку ток увеличивается, магнитное поле также увеличивается, что приводит к индукции тока в катушке. Применяя закон Ленца, направление индуцированного тока через катушку — против часовой стрелки.

(b) Магнитное поле, создаваемое прямым проводом в любой точке, обратно пропорционально его отделению от провода. Поскольку катушка удаляется от провода, магнитное поле через нее уменьшается. Следовательно, по закону Ленца в катушке индуцируется ток по часовой стрелке.

Примечание: Электрический ток индуцируется в катушке, только если магнитное поле через нее изменяется.Если магнитное поле не изменяется через катушку, в ней не индуцируется ток.
Также, если поверхность катушки расположена параллельно направлению магнитного поля, ток в катушке не индуцируется.

CBSE NCERT Notes Класс 12 Физика Электромагнитная индукция

Направление наведенного тока: Закон Ленца

Наведенный ток противостоит ИЗМЕНЕНИЮ потока.

Пример 1: —

Рассмотрим область, в которой магнитное поле действует в направлении вниз.
Пусть магнитное поле будет 20Тл, и оно преобразуется в 10Тл в нисходящем направлении.
При изменении магнитного поля происходит изменение магнитного потока, равное уменьшению магнитного потока.
При изменении магнитного потока возникает индуцированный ток.
Поток индуцированного тока будет пытаться противодействовать уменьшению потока.
Следовательно, направление индуцированного потока также будет нисходящим.
Применяя правило для большого пальца правой руки Флеминга, направление тока будет задано по часовой стрелке.

Пример 2: —

Рассмотрим магнитное поле 20 Тл в направлении вверх. Если магнитный поток уменьшается до 10 Тл в направлении вниз.
И величина, и направление меняются.
Поскольку поток изменяется, возникает индуцированный ток.
Направление индуцированного потока будет в противоположном направлении.т.е. восходящее направление.
Индуцированный поток будет противодействовать изменению, которое является направлением вниз.
Направление тока будет против часовой стрелки.

Пример 3: —

Рассмотрим область с направленным вниз магнитным полем и прямоугольную петлю, которая входит в область магнитного поля.
В результате увеличения потока индуцированный поток будет противодействовать увеличению потока.т.е. это уменьшит поток.
Следовательно, индуцированный поток будет направлен вверх.
В результате индуцированный ток будет направлен против часовой стрелки.

Пример 4: —

Рассмотрим область, имеющую магнитное поле в направлении вниз и прямоугольную петлю, которая выходит из магнитного поля с некоторой скоростью v.
Поскольку он выходит, поэтому поток уменьшается, ток будет индуцироваться из-за изменения потока.
Индуцированный поток будет пытаться противодействовать изменению, т.е. он будет пытаться увеличить поток.
Наведенный поток направлен вниз, в результате направление тока будет по часовой стрелке.

Задача: — Используйте закон Ленца для определения направления индуцированного тока в ситуациях, описанных на рис .:

(а) Проволока неправильной формы, переходящая в круглую;

(б) Круглая петля, деформируемая в узкую прямую проволоку.

Ответ: — Согласно закону Ленца направление индуцированной ЭДС таково, что она имеет тенденцию производить ток, который противодействует изменению магнитного потока, создавшего его.

(a) Когда форма проволоки изменяется, поток, проникающий через единицу площади поверхности, увеличивается. В результате индуцированный ток создает встречный поток. Следовательно, индуцированный ток течет по adcb.

(b) Когда форма круглой петли деформируется в узкую прямую проволоку, поток, пронизывающий поверхность, уменьшается.Следовательно, индуцированный ток течет по

e = (4×3,14x50x0,1×10) / (2×3,14×0,2)

e = 5×10 ^-5 V a’d’c’b ’.

Часть 6: Электромагнитная индукция | ITACA

Мы видели, что всякий раз, когда электрический ток течет по проводнику, создается магнитное поле (раздел 4.3). Обратное также может происходить, и при определенных условиях магнитное поле может быть ответственным за протекание электрического тока. Это явление может происходить двумя способами:

Dynamic Induction — проводник движется в магнитном поле.
Статическая индукция — магнитное поле вокруг проводника изменяется.

В обоих случаях магнитное поле изменяется относительно проводника.

6.1 Динамическая индукция

Если концы металлической проволоки подсоединены к чувствительному индикаторному прибору, стрелка будет подпрыгивать, когда проволока внезапно проходит через полюса магнита (рисунок 6.1a). Движение иглы происходит из-за ЭДС, индуцируемой в проводе, когда он движется через магнитное поле, эта ЭДС вызывает протекание тока, если провод образует замкнутую цепь.Когда движение проволоки прекращается, стрелка возвращается к нулю, поскольку ЭДС больше не индуцируется (рисунок 6.1b). Если проволоку протянуть обратно через магнитное поле, будет видно, что потребности прыгают в противоположном направлении (рисунок 6.1c).

Рис. 6.1: (а) движущаяся проволока, наводящая ЭДС; б) когда провод неподвижен, ЭДС прекращается; (c) если направление движения провода меняется, то меняется и направление наведенной ЭДС.

Можно обнаружить, что величина наведенной ЭДС пропорциональна силе магнита, длине проводника в магнитном поле и скорости провода, таким образом;

где:
e = мгновенная наведенная ЭДС (В)
B = плотность потока магнитного файла (Т)
l = длина проводника в поле (м)
v = скорость проводника ( м / с) (обратите внимание, что скорость — это скорость в заданном направлении).

Следовательно, e будет постоянным значением, если проводник движется с постоянной скоростью через однородное поле. Однако в неоднородном поле или если скорость проводника непостоянна, наведенная ЭДС будет изменяться со временем, и e используется для обозначения мгновенной ЭДС, то есть ЭДС в данный момент.

Индуцированная ЭДС также может быть определена в терминах скорости, с которой магнитные линии потока «перерезаются» проводом. Если проводник отсекает один поток потока за одну секунду, наведенная ЭДС будет составлять один вольт.Таким образом:

где:
Φ = общий магнитный поток «отсечка» (Вт)
t = время, (с)

Направление наведенной ЭДС (очевидно, что направление тока в замкнутой цепи зависит от направления наведенной ЭДС) зависит от направления движения и направления магнитного поля (помните, что направление поля равно принято с севера на юг). Направление ЭДС, движения или поля можно найти с помощью правила правой руки (генератора) Флеминга (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2: Правило правой руки Флеминга. Убедитесь, что ток отображается в правильном направлении для указанного движения и поля на рисунке 6.1.

6.2 Простой генератор

Рассмотрим петлю из проволоки, вращающуюся между полюсами магнита, как показано на рисунке 9a. Соединения с концами проволоки выполняются с помощью щеток и контактных колец, так что петля может свободно вращаться. На рис. 6.3b показан вид вниз части петли AB в различных положениях, когда петля вращается в магнитном поле.Когда AB находится в положении 1 и 5, он движется по линиям потока, но не разрезает их, поэтому ЭДС не индуцируется. В положениях 2, 4, 6 и 8 AB разрезает силовые линии под углом, так что возникает ЭДС. В положениях 3 и 7 проводник движется прямо поперек силовых линий, разрезая его с максимальной скоростью, и индуцируется максимальная ЭДС. Правило правой руки Флеминга можно использовать для определения направления наведенной ЭДС и, следовательно, направления, в котором течет ток (рисунок 6.3b). Обратите внимание, что направление наведенной ЭДС (и тока) при движении катушки слева направо через поле противоположно направлению ЭДС, индуцированной при движении катушки справа налево.Величина и направление наведенной ЭДС показаны в зависимости от времени на рисунке 6.3c, это переменная ЭДС, которая попеременно действует в разных направлениях.

Рис. 6.3: (а) проводящая петля, вращающаяся в магнитном поле; (b) ток, протекающий в секции AB, когда он вращается через поле, крестик указывает, что ток течет на страницу, а точка указывает, что ток течет со страницы; (c) наведенная ЭДС в зависимости от положения петли.

Обратите внимание, что ток, протекающий на стороне контура AB в любой точке цикла, будет иметь направление, противоположное направлению тока, протекающего на стороне CD.Следовательно, ток будет течь вниз по одной стороне петли и обратно вверх по другой, уменьшаясь до нуля, когда петля находится в горизонтальном положении, прежде чем течь обратно по петле в противоположном направлении.

6.3 Статическая индикация

Если катушка с проволокой остается неподвижной, внутри нее все еще может быть наведена ЭДС, изменяя проходящее через нее магнитное поле. Следовательно, линии магнитного потока «разрезают» проводник, а не проводник «разрезают» линии магнитного потока. Когда происходит изменение магнитного потока, это часто называют изменением «потокосцепления», указывающим на то, что произошло изменение величины магнитного потока, «связанного» с проводником или катушкой или проходящего через них.

Если к катушке присоединен детектор, это будет означать, что ЭДС была наведена, когда внешнее магнитное поле увеличивается или уменьшается через катушку (рисунок 6.4b). Когда поле выключено или остается постоянным, индуктор покажет, что ЭДС не индуцируется (рисунок 6.4a). Величина наведенной ЭДС зависит от скорости, с которой изменяется магнитный поток, а не от величины, на которую изменяется магнитный поток: небольшое количество быстро меняющегося магнитного потока может вызвать большую ЭДС, чем большое изменение потока, происходящее медленно.

Рис. 6.4: (а) катушка, через которую не проходит поток; (б) изменяющийся магнитный поток, создающий наведенную ЭДС в катушке.

ЭДС в один вольт будет индуцироваться в катушке потоком, изменяющимся со скоростью один Вебер в секунду. Отсюда:

где:
e = средняя наведенная ЭДС (В)
Φ ₁ = конечное значение магнитного потока (Wb)
Φ ₂ = начальное значение магнитного потока (Wb)
t = время, затраченное на поток изменится с Φ ₁ на Φ ₂ (с).
N = количество витков на катушке.

Чтобы избежать вычислений, это уравнение предполагает, что изменение потока происходит с постоянной скоростью или, по крайней мере, любые колебания в изменении игнорируются, следовательно, e — это средняя ЭДС, индуцированная за период изменения потока.

Вышеприведенное уравнение предназначено для катушки, реагирующей на внешнее магнитное поле. Если катушка не находится во внешнем магнитном поле, а подключена через переключатель к источнику постоянного тока, она будет создавать собственное магнитное поле, поскольку будет действовать как соленоид (раздел 4.4). Как только переключатель замкнут, катушка начнет создавать магнитное поле. Магнитный поток будет проходить через саму катушку, и, поскольку этот поток увеличивается в момент нажатия переключателя, он вызывает ЭДС внутри катушки. Если бы эта наведенная ЭДС имела то же направление, что и источник питания, ток бесконтрольно увеличивался бы до тех пор, пока катушка не расплавилась. Следовательно, в этом случае наведенная ЭДС должна действовать против приложенной ЭДС, поскольку мы знаем, что катушки не плавятся самопроизвольно. Это явление известно как закон Ленца:

Направление наведенной ЭДС всегда таково, чтобы противодействовать вызывающему ее эффекту.

Таким образом, ЭДС, вызванная изменением магнитного потока, в свою очередь, вызванная увеличением тока, будет противодействовать току и пытаться предотвратить его протекание. Точно так же ЭДС, индуцированная понижающим током, будет пытаться поддерживать ток. Индуцированная ЭДС не может остановить изменение тока, поскольку ток в конечном итоге достигнет постоянного значения, и магнитный поток также станет постоянным, однако он замедляет его до тех пор, пока нет других изменений.

6.4 Взаимная индуктивность

Взаимная индукция возникает между двумя катушками, одна из которых создает магнитный поток по мере протекания через нее тока, а другая имеет ЭДС, индуцированную этим потоком в ней.

Рассмотрим две катушки, расположенные рядом друг с другом (рисунок 6.5a). Левая катушка подключена к источнику постоянного тока, а правая катушка подключена к детектору центрального нуля. Пока ток не течет в левой катушке, это не повлияет на правую катушку, и датчик остается на нуле (рисунок 6.5a). Когда переключатель замкнут, ток начинает течь через левую катушку, однако он не достигает постоянного значения сразу, а постепенно увеличивается из-за закона Ленца.В то время как ток увеличивается в левой катушке, магнитный поток, создаваемый ею, также увеличивается, часть этого потока проходит через правую катушку. Поскольку этот поток увеличивается, он вызывает ЭДС в правой катушке, и стрелка детектора перемещается от нуля (рисунок 6.5b).

Как только ток в левой катушке достигнет постоянного значения, поток, который он производит, также становится постоянным, и, следовательно, поток, проходящий через правую катушку, больше не изменяется. Следовательно, в правой катушке не возникает ЭДС, и детектор возвращается к нулю (рисунок 6.5в).

Если переключатель разомкнут, ток в левой катушке уменьшится до нуля, но из-за закона Ленца ток будет постепенно уменьшаться, таким образом, поток, проходящий через правую катушку, также уменьшается. Этот изменяющийся поток индуцирует ЭДС в правой катушке, и детектор перемещается от нуля (рисунок 6.5d). Обратите внимание, что отклонение стрелки детектора будет в направлении, противоположном тому, которое произошло при увеличении потока.

Как только ток в правой катушке достигает нуля, катушка больше не создает магнитный поток, и поэтому поток не проходит через правую катушку, и детектор возвращается к нулю.

Рисунок 6.5: Взаимная индукция между двумя катушками. См текст для деталей.

Это явление, когда ЭДС индуцируется в одной катушке при изменении тока в другой катушке, называется взаимной индукцией , а между катушками существует взаимная индукция (M). Обратите внимание, что индукция происходит по мере увеличения или уменьшения тока, но между двумя катушками существует определенная индуктивность, даже если ток постоянный. Единицей взаимной индуктивности является генри (Гн), и ее можно определить двумя способами —

(a) Взаимная индуктивность между двумя катушками составляет один генри, когда ток, изменяющийся в первой катушке со скоростью один ампер в секунду, индуцирует ЭДС в один вольт во второй катушке.Таким образом:

где:

e = средняя ЭДС, индуцированная во второй катушке (В)
M = взаимная индуктивность между катушками (H)
I1 = начальный ток в первом токе (A)
I2 = конечный ток в конечном токе (A)
t = время изменения (с)

Обратите внимание, что снова e — это средняя ЭДС, индуцированная, чтобы избежать образования камней.
(b) Взаимная индуктивность между двумя катушками равна одному генри, когда ток в один ампер в первой катушке создает магнитосцепление в один виток Вебера во второй катушке.Виток Вебера — это поток, проходящий через катушку, умноженный на количество витков в катушке. Таким образом:

где:
M = взаимная индуктивность между катушками (H)
Φ = величина магнитного потока, создаваемого первой катушкой, которая проходит через вторую (Wb)
N2 = количество витков во второй катушке
I1 = ток на второй катушке (А)

На практике на взаимную индуктивность катушек влияет ряд факторов. Всего:

количество витков в катушках — чем больше витков, тем выше взаимная индуктивность;
расстояние между катушками — чем больше расстояние, тем меньше взаимная индуктивность;
положение одной катушки относительно другой — если катушки расположены под прямым углом, небольшая часть магнитного потока, создаваемого первой катушкой, будет проходить через вторую, и взаимная индуктивность будет низкой.
наличие магнитной цепи — если обе катушки намотаны на железный сердечник, это не только увеличит установленный магнитный поток, но и направит почти весь его через вторую катушку, значительно увеличив взаимную индуктивность.

Обозначения взаимных индукторов показаны на рисунке 6.6.

Рисунок 6.6: Обозначения для (a) взаимной индуктивности с воздушным сердечником и (b) взаимной индуктивности с металлическим сердечником.

Пример

Две катушки с воздушным сердечником имеют взаимную индуктивность 0.4H и одна катушка на 1200 витков имеет потокосцепление 5nWb, когда в другой протекает постоянный ток, рассчитайте значение установившегося тока.

Когда ток в системе катушек увеличивается до 25 А, в катушке на 1200 витков индуцируется средняя ЭДС 80 В. Рассчитайте время, необходимое для изменения силы тока.

Для индукторов с железным сердечником величина установленного магнитного потока не будет прямо пропорциональна току намагничивания из-за явления, называемого насыщением. Об этом будет рассказано позже.

6.5 Собственная индуктивность

Когда мы рассматривали взаимную индукцию, мы увидели, что изменение тока, протекающего в одной катушке, создает изменяющийся магнитный поток, который индуцирует ЭДС во второй катушке. Однако первая катушка также испытывает изменяющийся магнитный поток, потому что поток проходит через обе катушки (рисунки 11b, c и d), поэтому ЭДС должна быть индуцирована и в первой катушке.

Индукция ЭДС в изолированной катушке из-за изменения тока внутри нее, которое приводит к изменению магнитной индукции, называется самоиндукцией (L).Единицей самоиндукции, как и взаимной индуктивности, является генри (H). Самоиндуктивность можно определить двумя способами —

(a) Собственная индуктивность катушки равна одному генри, когда скорость изменения тока в катушке один ампер в секунду индуцирует в ней ЭДС в один вольт. Таким образом:

где:
e = средняя наведенная ЭДС (В)
L = собственная индуктивность системы (H)
I ₁ = начальный ток в катушке (A)
I ₂ = конечный ток в катушке (A)
t = время, необходимое для тока от I ₁ до I ₂, (с)

(b) Собственная индуктивность катушки равна одному генри, если ток в один ампер в катушке создает в ней потокосцепление в один виток Вебера.Виток Вебера — это поток, проходящий через катушку, умноженный на количество витков в катушке. Таким образом:

где:
L = собственная индуктивность катушки (H)
Φ = магнитная индукция катушки (Wb)
N = количество витков
I = ток, переносимый системой (A)

Факторы, влияющие на самоиндукцию проводника:

количество витков — чем больше витков, тем выше собственная индуктивность;
расположение витков — короткая толстая катушка будет иметь большую собственную индуктивность, чем длинная тонкая;
наличие магнитной цепи — если катушка намотана на железный сердечник, тот же ток создаст больший магнитный поток и собственная индуктивность будет выше.

Рисунок 6.7: Обозначения для самоиндукторов: (а) с железным сердечником; (б) порошковая

Обозначение индуктора показано на рисунке 6.7.

Пример

Катушка

A имеет собственную индуктивность 3H и сопротивление 8 Ом. Рассчитайте ток, когда катушка подключена к источнику постоянного тока 12 В. Питание отключается, и ток падает до нуля за 0,2 с, рассчитайте среднюю наведенную ЭДС.

Отрицательный знак означает, что действует закон Ленца и индуцированная ЭДС будет противодействовать вызывающему ее изменению.В этом случае связующий поток уменьшается, потому что уменьшается ток, поэтому наведенная ЭДС пытается сохранить ток. Чем больше собственная индуктивность катушки, тем больше времени потребуется, чтобы ток снизился до нуля. Обратите внимание, что собственная индуктивность не влияет на установившийся ток, протекающий в системе постоянного тока, и I = U / R все еще можно использовать для определения установившегося тока (т.е. когда ток установившийся и не меняется, катушка действует как плоский резистор) . Поскольку ЭДС индуктивности препятствует любым изменениям тока, она называется обратной ЭДС . Он всегда будет противостоять переменам, но никогда не помешает им. Обратные ЭДС вызывают медленные изменения тока в системах постоянного тока с высокой индуктивностью. Катушки с железным сердечником и высокой самоиндукцией называют дросселями, потому что они сглаживают и подавляют колебания тока.

6.6 Энергия, запасенная в магнитном поле

Идеальная катушка индуктивности — это катушка с проводом, у которой есть индуктивность, но нет сопротивления. На практике это невозможно, так как катушки индуктивности сделаны из спиральной проволоки, а провода имеют сопротивление. Однако игнорирование сопротивления может помочь нам изучить изменения энергии, происходящие в индуктивности.Для создания магнитного поля требуется энергия, и эта энергия не теряется в виде тепла, а сохраняется в магнитном поле. Когда ток, вызывающий магнитное поле, отключается, поле коллапсирует, и накопленная энергия выделяется в цепь в виде наведенной обратной ЭДС.

Энергия, запасенная в магнитном поле, создаваемом током, протекающим в катушке, определяется выражением:

где:
W = энергия, запасенная в магнитном поле (Дж)
L = собственная индуктивность (H)
I = конечный ток, протекающий через катушку (A)

На практике индуктор будет состоять из катушки с проволокой, имеющей сопротивление.Это сопротивление может быть показано отдельно от индуктивности, как показано на рисунке 6.8.

Рисунок 6.8: Сопротивление и индуктивность катушки.

6.7 Кривые роста и спада

Для схемы, показанной на рисунке 6.8, как только переключатель замыкается, через катушку начинает течь постоянный ток. Начальная скорость нарастания тока будет высокой, что приведет к большой наведенной ЭДС. Согласно закону Ленца, эта ЭДС будет противодействовать току, и скорость увеличения тока будет снижаться до тех пор, пока не будет достигнут установившийся ток, с этого момента катушка действует как резистор.Следовательно, увеличение тока в зависимости от времени (рисунок 6.9) будет кривой, которая выравнивается при значении I = ER; где E — напряжение питания, R — сопротивление катушки.

Рисунок 6.9: График мгновенного значения тока (i) в зависимости от времени (t) для катушки индуктивности с сопротивлением (R) при подключении к источнику постоянного тока (с напряжением E). Сила тока стабилизируется (I).

Рисунок 6.10: График мгновенного тока (i) в зависимости от времени (t) для катушки индуктивности с сопротивлением (R) при отключении от источника постоянного тока (с напряжением E).Сила тока стабилизируется (I). τ — постоянная времени.

Когда переключатель на рисунке 6.9 размыкается, возникает затухающий ток, сначала быстрый, а затем более медленный, поскольку наведенная ЭДС препятствует изменению. Кривая зависимости мгновенного тока от времени (рисунок 6.10) обратна предыдущей кривой.

Отношение L / R называется постоянной времени (τ), которая может быть определена как время, необходимое напряжению или току для достижения своего конечного значения, если оно продолжало изменяться с начальной скоростью и:

При включении источника питания мгновенный ток (т.е.е. ток в любой момент времени, т ()) определяется по:

При отключении источника питания мгновенный ток равен:

где:
E = ЭДС питания (В)
R = сопротивление катушки (Ом)
t = время (с)

Два предыдущих уравнения включены для полноты картины, но не беспокойтесь о математике, если вы не знакомы с экспоненциальными функциями.

6.8 Переключение индуктивных цепей

Когда источник питания, подключенный к индуктивности, переключается, ток, поддерживающий магнитное поле, прекращается, и магнитный поток исчезает.Энергия в магнитном поле больше не может накапливаться и должна быть возвращена в цепь в виде тока, вызванного наведенной ЭДС. Таким образом, если источник питания просто отключен, внезапное высвобождение энергии может вызвать большую наведенную ЭДС, которая может вызвать искру на переключателе или расплавить изоляцию на проводе катушки. Это означает, что схема, показанная на рисунке 6.8, может быть довольно опасной. Чтобы избежать повреждений, схемы спроектированы таким образом, чтобы наведенная ЭДС могла управлять током в цепи разряда.На рисунке 6.11 показаны три возможных метода, которые можно использовать для рассеивания энергии, накопленной в магнитном поле индуктора.

На рисунке 6.11a, когда переключатель разомкнут, наведенная ЭДС пропускает ток через R _D, а не через переключатель. Однако значение R _D должно быть достаточно высоким, чтобы ток не протекал через него, когда переключатель замкнут, но достаточно низким, чтобы при разомкнутом переключателе через него протекал значительный ток, а не возникала дуга.

На рисунке 6.11b показана улучшенная схема, содержащая чувствительный к напряжению резистор. При нормальном напряжении питания эти резисторы имеют очень высокое сопротивление, и через них будет протекать небольшой ток. Однако, когда переключатель разомкнут, наведенная ЭДС вызывает падение сопротивления специального резистора и обеспечивает путь разряда для тока.

Третий вариант, показанный на рисунке 6.11c, заключается в установке диода вместо разрядного резистора. Диоды — это полупроводниковые устройства, которые имеют очень низкое сопротивление токам, текущим в направлении стрелки и блокирующим ток, протекающий в другом направлении.Следовательно, при замкнутом переключателе ток не может проходить через разрядную цепь. Когда переключатель разомкнут, индуцированная ЭДС проталкивает ток по цепи в противоположном направлении, а диод позволяет ему течь через разрядную цепь.

Рисунок 6.11: Цепи разряда (а) нормальный резистор; (б) резистор, чувствительный к напряжению; (c) диод.

Базовая электротехника

Индуцированный ток> Лаборатория поддержки лекций по физике и астрономии> USC Dana and David Dornsife College of Letters, Arts and Sciences

EM.2 (1) — Эксперимент Фарадея по электромагнитной индукции

В этой демонстрации используются индукционная катушка и лекционный гальванометр. Погруженный в катушку стержневой магнит создает в катушке электрический ток, который отображается на гальванометре. Когда магнит удаляется, возникает ток в противоположном направлении. Прогиб стрелки гальванометра хорошо виден всем классом.

Эксперимент Фарадея теперь проводится с одной петлей вместо катушки с проволокой.Прогиб гальванометра в этом случае намного меньше. Это также можно сделать с увеличивающимся числом петель, чтобы показать его зависимость от числа петель.

Верх

EM.2 (2) — Индукционные рельсы

К лекционному гальванометру подключаются две токопроводящие шины. Рельсы размещены вокруг магнитного поля большого подковообразного магнита. Когда проводник быстро скользит по рельсам, разрезая магнитное поле, индуцируется ЭДС.На индуцированную ЭДС указывает отклонение стрелки гальванометра. Переместите стержень в противоположном направлении, и стрелка гальванометра отклонится в противоположном направлении. Индуцированный ток направлен в таком направлении, чтобы создать магнитный поток, который противодействует изменению магнитного поля, вызванному скольжением проводника.

Верх

EM.2 (3) — Катушки с токовой связью

Две индукционные катушки соединены длинными проводами и расположены далеко друг от друга в аудитории.Рядом с ними расположены высокие стойки, так что стержневые магниты на пружинах колеблются в них. Когда один магнит настроен на колебание, индуцированный ток заставляет колебаться и другой.

Верх

EM.2 (4) — Индуцированный ток — две катушки

Одна индукционная катушка подключена к лекционным гальванометрам, как в EM.2 (2), а другая — к источнику питания постоянного тока и переключателю. Одна катушка установлена поверх другой, но они не подключены.Включите блок питания. Когда переключатель разомкнут или замкнут, ток, индуцированный в другой катушке, будет отображаться на гальванометре.

Железный сердечник, установленный через обе катушки, усилит эффект.

Верх

EM.2 (5) — Эксперимент с прыгающим кольцом

Индукционная катушка с очень длинным железным сердечником поддерживается вертикально, при этом часть стального сердечника выдвинута вверх. Сплошное металлическое кольцо установлено вокруг железного сердечника над катушкой.Индукционная катушка подключена к источнику переменного тока. Когда на катушку подается переменный ток, металлическое кольцо подбрасывается вверх в воздух. Попробуйте с разрезным кольцом, и ничего не произойдет.

Ток, наведенный в металлическом кольце, создает магнитное поле, которое противодействует полю, создаваемому индукционной катушкой.

Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео этой демонстрации.

Верх

EM.2 (6) — Погружная лампа

Используется та же установка, что и EM.2 (5), но теперь с опущенным железным сердечником, так что стакан может быть помещен поверх змеевика. Внутри стакана находится небольшая катушка с проволокой с небольшой лампочкой посередине. Когда на индукционную катушку подаётся переменная ЭДС, загорается фонарик. Наполните стакан водой, и он снова загорится при подаче переменного тока ЭДС.

Верх

EM.2 (7) — Магнитный фонарик

При встряхивании фонарика в течение 1 минуты будет светиться 1-2 часа. Внутри него две катушки, которые могут легко увидеть наблюдатели. Эта демонстрация демонстрирует принципы закона Ленца.

Верх

EM.2 (8) — Электромагнитное демпфирование

Индукционная катушка укладывается на бок и поддерживается так, чтобы стальной сердечник располагался горизонтально.Железный сердечник может выступать из катушки примерно на половину своей длины. Опорный стержень, прикрепленный к торцевой пластине индукционной катушки, удерживает медное или алюминиевое кольцо на сердечнике магнита с помощью шнура. Кольцо свободно висит вокруг сердечника. Катушка подключается к батарее 6 В или источнику постоянного тока через переключатель. Быстро замкните выключатель. Кольцо внезапно вытолкнется наружу, а затем медленно вернется в вертикальное положение без колебаний. Откройте переключатель, и кольцо сначала повернется к катушке, а затем начнет колебаться в своем свободном положении.

Когда переключатель замкнут, ток, наведенный в кольце, создает противоположное поле, которое, взаимодействуя с полем, создаваемым током в индукционной катушке, замедляет движение кольца. Энергия, передаваемая движением кольца, поглощается индуцированным током в кольце, таким образом обеспечивая превосходную демонстрацию электромагнитного затухания. Когда переключатель разомкнут, магнитное поле практически отсутствует и затухание не происходит.

Генератор с ручным заводом, подключенный к электрической лампочке, также является полезной демонстрацией закона Ленца, поскольку доброволец может проверить, что намного легче повернуть, когда в цепи нет нагрузки, т.е.е. когда лампочка отключена.

Верх

EM.2 (9) — Индукционная искровая катушка

Этот эксперимент демонстрирует электромагнитную индукцию: повторяющиеся обрывы первичного тока вызывают импульсы высокого напряжения на вторичных выводах. Это визуально наблюдается по возникающим искрам между этими выводами (расположенными наверху индукционной катушки). Аппарат подключен к источнику постоянного тока (напряжение ~ 7В, ток ~ 2А).

Включите устройство, убедившись, что вибратор расположен далеко от основного вывода. Медленно поверните ручку, чтобы переместить вибратор в сторону вывода, пока первый не начнет вибрировать и искры не начнут прыгать по вторичным выводам.

Верх

EM.2 (10) — Индукционная трубка

Цель этого эксперимента — продемонстрировать реализацию индукционного тока. К усилителю подключается трубка длиной примерно три фута с одинаково расположенными, плотно связанными катушками.Каждый набор катушек подключается к предыдущему набору, в конце концов, сходясь к месту подключения выводов. Индуцированный ток, собранный с катушек, передается от места подключения выводов к усилителю, где сигнал проявляется на слух через три пятидюймовых динамика. Сигнал может быть довольно низким, поэтому рекомендуется установить усилитель на максимальную громкость.

Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео этой демонстрации.

Верх

EM.2 (11) — Петля индукционного проводника

Цель этого эксперимента — показать, что напряжение (следовательно, ток) будет индуцироваться вокруг контура, когда магнитный поток, проходящий через контур, изменяется со временем. Величина наведенного напряжения зависит от количества витков в проводящей петле. В этом эксперименте есть три варианта. Чтобы увидеть изменение наведенного напряжения, воспользуемся проекционным измерителем. Чтобы максимизировать отклонение вольтметра, перемещайте петлю рукой вместо встроенного двигателя.(ПРИМЕЧАНИЕ: индуцированное напряжение вызывает небольшое отклонение вольтметра, чтобы произвести впечатление на учащегося, вы можете переключиться в режим тока, который максимизирует отклонение проекционного измерителя).

Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео этой демонстрации.

Верх

EM.2 (12) — Радио с двойной катушкой индуктивности

В этом эксперименте используются два набора туго намотанных катушек. Цель этого эксперимента — показать, как ток / напряжение могут передаваться от приемника к динамику за счет магнитной индукции.

Как найти направление индукционного тока: Направление индукционного тока. Правило Ленца. Вихревое поле.

Направление индукционного тока. Правило Ленца. Вихревое поле.

Направление индукционного тока: правило Ленца и опыт

Нужна помощь в учебе?

Направление индукционного тока. Правило Ленца

Технологическая карта урока физики в 9 классе по теме «Направление индукционного тока. Правило Ленца»

Сайт Никитина А.Н. — Направление индукционного тока.

Направление индукционного тока

Направление — индукционный ток — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Направление — индукционный ток

Правило Ленца 🐲 СПАДИЛО.РУ

Взаимодействие индукционного тока с магнитом

Правило Ленца

Направление наведенной ЭДС и тока | Примечания, видео, контроль качества и тесты | 12 класс> Физика> Электромагнитная индукция

Направление наведенной ЭДС и тока

Правило правой руки Флеминга

Методы создания индуцированной ЭДС

Индуцированная ЭДС в прямолинейном проводнике, движущемся в однородном магнитном поле: Двигательная ЭДС.

Индуцированная Э. М. в катушке, вращающейся в магнитном поле

Узнайте о направлении индуцированного тока

Закон Ленца

Образный подход к закону Ленца

Пример

Найдите направление индуцированного тока в катушке для класса 12 по физике CBSE

CBSE NCERT Notes Класс 12 Физика Электромагнитная индукция

Часть 6: Электромагнитная индукция | ITACA

6.1 Динамическая индукция

6.2 Простой генератор

6.3 Статическая индикация

6.4 Взаимная индуктивность

6.5 Собственная индуктивность

6.6 Энергия, запасенная в магнитном поле

6.7 Кривые роста и спада

6.8 Переключение индуктивных цепей

Индуцированный ток> Лаборатория поддержки лекций по физике и астрономии> USC Dana and David Dornsife College of Letters, Arts and Sciences

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Направление индукционного тока. Правило Ленца. Вихревое поле.

Направление индукционного тока: правило Ленца и опыт

Нужна помощь в учебе?

Направление индукционного тока. Правило Ленца

Технологическая карта урока физики в 9 классе по теме «Направление индукционного тока. Правило Ленца»

Сайт Никитина А.Н. — Направление индукционного тока.

Направление индукционного тока

Направление — индукционный ток — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Направление — индукционный ток

Правило Ленца 🐲 СПАДИЛО.РУ

Взаимодействие индукционного тока с магнитом

Правило Ленца

Направление наведенной ЭДС и тока | Примечания, видео, контроль качества и тесты | 12 класс> Физика> Электромагнитная индукция

Направление наведенной ЭДС и тока

Правило правой руки Флеминга

Методы создания индуцированной ЭДС

Индуцированная ЭДС в прямолинейном проводнике, движущемся в однородном магнитном поле: Двигательная ЭДС.

Индуцированная Э. М. в катушке, вращающейся в магнитном поле

Узнайте о направлении индуцированного тока

Закон Ленца

Образный подход к закону Ленца

Пример

Найдите направление индуцированного тока в катушке для класса 12 по физике CBSE

CBSE NCERT Notes Класс 12 Физика Электромагнитная индукция

Часть 6: Электромагнитная индукция | ITACA

6.1 Динамическая индукция

6.2 Простой генератор

6.3 Статическая индикация

6.4 Взаимная индуктивность

6.5 Собственная индуктивность

6.6 Энергия, запасенная в магнитном поле

6.7 Кривые роста и спада

6.8 Переключение индуктивных цепей

Индуцированный ток> Лаборатория поддержки лекций по физике и астрономии> USC Dana and David Dornsife College of Letters, Arts and Sciences

alexxlab

Вам также может понравиться

Почему в люстре часто перегорают лампочки: Почему перегорают лампочки. Часто перегорает лампа накаливания

Индукционный нагрев металла: Индукционный нагрев, основные принципы и технологии.

Магнитными и электрическими полями не отклоняется: Какое из трех типов излучений –a-,b-,y- излучение не отклоняется магнитным и электрическими полями?

Добавить комментарий Отменить ответ