Презентация Явление электромагнитной индукции. (лекция 3б) онлайн

Содержание слайда: Лекция 3б. Явление электромагнитной индукции Курс физики для студентов БГТУ Заочный факультет для специальностей ХТОМС, ХТНМС Кафедра физики БГТУ доцент Крылов Андрей Борисович

Содержание слайда: 1. Внешний вид установки Фарадея Суть опыта 1: постоянный магнит вводился / выводился в/из соленоид(а), подключенный к амперметру (гальванометру). При этом наблюдался электрический ток в цепи, исчезавший при прекращении движения магнита. Суть опыта 2: соленоид, подключенный к амперметру (гальванометру) , приближался / удалялся к/от постоянному магниту вводился в. При этом наблюдался электрический ток в цепи, исчезавший при прекращении движения соленоида. Направление тока при сближении/ удалении пары «соленоид-магнит» было различным.

Содержание слайда: Закон электромагнитной индукции Фарадея (первичная формула) Способы получения индукционного тока: 1-й способ: перемещение соединенной с гальванометром катушки, в магнитном поле, создаваемом другой катушкой с током. 2-й способ: Ток также появляется при движении катушки с током относительно первой катушки, при внесении сердечника в катушку с током, или вследствие изменения силы тока в ней. В обоих этих случаях гальванометр будет показывать наличие индукционного тока за счет индуцируемой ЭДС. Закон Фарадея: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна быстроте изменения магнитного потока Фm в этом контуре: Вывод из закона Фарадея: изменяющееся магнитное поле порождает в замкнутом проводнике ЭДС, т. е. электрическое поле. Вывод: электрическое поле порождается не только зарядами, но и изменяющимся магнитным полем. В данной формулировке остается открытым вопрос о знаке производной dФ/dt .

Содержание слайда: Закон электромагнитной индукции Фарадея-Ленца Правило Ленца: направление индукционного тока и, соответственно, знак ЭДС индукции определяются правилом Ленца, которое получено экспериментально: индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать причине, его вызывающей. Другими словами, индукционный ток создает магнитный поток, препятствующий изменению магнитного потока, вызывающего ЭДС индукции.

Содержание слайда: Механизмы появления ЭДС индукции

Содержание слайда: Выводы: ЭДС индукции зависит прямо пропорционально от:

Содержание слайда: 2. Формулировка явления самоиндукции Ток I, текущий в любом контуре, создает магнитный поток Ψ, пронизывающий этот же контур. При изменении I будет изменятся Ψ, следовательно в контуре будет наводится ЭДС индукции.

Содержание слайда: Потокосцепление и индуктивность Если в пространстве, где находится контур с током I, нет ферромагнетиков, то поле В, а значит, и полный магнитный поток Ψ через контур будут пропорциональны силе тока I, и можно написать: Ψ=NФ=LI где L − коэффициент, называемый индуктивностью контура. Индуктивность L − величина существенно положительная, так как Ψ и I всегда имеют одинаковые знаки. Вспомним, что полный магнитный поток Ψ называют потокосцеплением. Индуктивность L зависит от формы и размеров контура, а также от магнитных свойств окружающей среды. Если контур жесткий и поблизости от него нет ферромагнетиков, индуктивность является величиной постоянной, не зависящей от силы тока I. Единицей индуктивности является Генри (Гн). Индуктивностью 1 Гн обладает контур, магнитный поток через который при токе 1 А равен 1 Вб, значит 1 Гн =1 Вб/А.

Содержание слайда: Индуктивность соленоида Найдем индуктивность соленоида, пренебрегая краевыми эффектами. Пусть V − объем соленоида, n − число витков на единицу его длины,  − магнитная проницаемость вещества внутри соленоида.

Содержание слайда: ЭДС самоиндукции εiS При изменении тока в контуре в нем возникает ЭДС самоиндукции: Знак минус в этой формуле обусловлен правилом Ленца. Если: контур жесткий и нет ферромагнетика как сердечника Если наблюдается ферромагнетик:

Содержание слайда: 3. Энергия магнитного поля Выразим энергию через параметры магнитного поля

Содержание слайда: Плотность энергии магнитного поля Обозначим w – плотность энергии, или энергия в объеме V.

Содержание слайда: Спасибо за внимание! Курс физики для студентов БГТУ Заочный факультет для специальностей ЛИД, ТДП, ТДПС, МОЛК, МОЛКС Кафедра физики БГТУ доцент Крылов Андрей Борисович