Практикум 1-блок 1-билет. Кинематика
-билет. Электромагниттік индукция құбылысы
жүктеу/скачать 338,24 Kb.
|
практикум 1 блок
| 9-билет. Электромагниттік индукция құбылысы.
Электромагниттік индукция дегеніміз тұйық жүйедегі магниттік толқынның өзгеруі нәтижесінен, сол тұйық жүйеде электр тоғынын пайда болуы.Электромагниттік индукция 1831 жылы 29 тамызда Майкл Фарадеймен ашылған, оның зерттеулері бойынша тұйық жүйедегі магнитті толқынның өзгеру жылдамдығы, осы жүйеде пайда болған электр қозғаушы күшке тура пропорционал екенін ашты. Электрқозғаушы күш арқылы пайда болған электр тоғы индукциялық тоқ болып аталады. Ара қашықтағы біріне-бірі жақын орналасқан екі ab және cd параллель өткізгіштері бар деп көрейік. аb өткізгіші Б батареясының қысқыштарына қосылған, тізбек Қ кілтпен қосылады, оны тұйықтағанда өткізгіш арқылы a дан b-ға бағытталған ток жүреді. cd — өткізгішінің ұштарына сезгіш амперметр А қосылған, оның нұсқама р тілінің ауытқуы бойынша өткізгіште ток бар екеніне көз жеткізуге болады. Егерде осылай жиналған схемада К кілтті тұйықтасақ, онда тізбек тұйықталған сәтте амперемтрдің тілі ауытқып, cd— өткізгішінде ток бар екенін білдіреді, ал аз уақыт (секундтың бөлігіндей) өткеннен кейін амперметрдің нұскама тілі алғашқы (нольдік) орнына келеді. К кілтінің ажыратылуы тағы да амперметрдің нұсқама тілінің қысқа мерзімдік ауытқуына әкеп соғады, бірақта нұсқама тіл басқа жаққа ауытқып, қарама-қарсы бағыттағы токтың пайда болғанын көрсетеді. Амперметрдің нұсқама тілінің мұндай ауытқуын мынандай жағдайда да К кілтін тұйықтап, аб өткізгішін вг өткізгішіне жақындатсақ немесе одан алыстатсақ бақылауға болады. аб өткізгішін вг-ге жақындатқанда амперметрдің нұсқама тілі К кілтін тұйықтағандағы сияқты бағытта ауытқиды; өткізгіш аб-ны өткізгіш вг-ден алыстату К кілтін ажыратқандағы сияқты бағытта амперметрдің нұсқама тілінің ауытқуына әкеп соғады. Қозғалмайтын өткізгіштер мен тұйықталған К кілті жағдайында cd — өтікізгішінде, аб өткізгішіндегі токты өзгерте отырып ток тудыруға болады. Егерде орамасының ішіне тездетіп тұракты магнит (немесе электромагнит) кіргізсек онда ол кірген сәтте А амперметрдің нұсқама тілі ауытқиды, ал магнитті шығарған уақытта амперметрдің тілінің тағы да, бірақ та басқа жаққа қарай, ауытқығанын бақылауға болады. Осындай жағдайларда пайда болатын электр токтары индукциялық токтар деп аталады, ал осы индукциялық токтардың тууына әкелетін себепкер құбылыс — индукцияның электр қозғаушы күші деп аталады. Өткізгіштердегі бұл электр қозғаушы күші (ЭҚК) осы өткізгіштер ішінде тұратын, өзгеріп отыратын магнит өрістерін ің әрекетінен пайда болады. Магнит өрісінде орын ауыстырып тұратын өткізгіштегі индукцияның ЭҚК-нің бағыты оң қол ережесі бойынша анықталады, ол былай деп тұжырымдалады: егерде оң қолымыздың алақанын солтүстік полюсқа қаратып жайсақ, ол жазылған бас бармағымыз өткізгіш қозғалысының бағытын көрсетсе, онда қосылған төрт саусағымыз индукцияның электр қозғаушы күшінің бағытын көрсетеді. Қозғалмайтын тұйықталған өтікгізштің контуры арқылы өзгеріп отыратын магниттік ағын өтіп жатқан болса онда өткізгіш индукциясының электр қозғаушы күшінің бағытын, Максвелл ережесін қолдана отырып табуға болады. Ол ереже былайша тұжырымдалады. Егерде өткізгіштің тұйық контуры кеміп бара жатқан магнит ағынымен тесіліп өтетін болса, онда индукцияның ЭҚК-і, бұранданың тұтқасын бұрағанда магниттік сызықтар бағытымен ілгерілеме бұралып кіретін жағына қарай бағытталады. Ленц ережесі бойынша анықтайды, ол былайша тұжырымдалады: индукцияның электр қозғаушы күші әрқшанда мынандай бағытта болады, ол тудырған индукциялық ток өзін тудыратын себептерге қарама-қарсы әсер етеді. Тұйықталған өткізгіште туатын индукцияның ЭҚК-і осы өткізгіштің контурын тесіп өтетін магниттік ағынның өзгеру жылдамдығына пропорционал. Сонымен, егерде тұйықталған өткізгіштің контурын тесіп өтетін магниттік ағын ...t секунд ішінде ...Ф-ға азайса, онда магниттік ағынның азаюы ..Ф/t-ға тең болады. Осы қатынас индукцияның ЭҚК-і болып табылады, яғни е = Ф/t- мұндағы теріс таңба белгісі индукцияның ЭҚК-і тудырған ток осы ЭҚК-і тудыратын себептерге қарама-қарсы әсер ететінін көрсетеді. Өткізгшітің жүріп өткен һ жолын уақыт t-ға бөлгеннен шыққан бөлінді осы өткізгіштің қозғалу жылдамдығы болып табылады. Оны v әрпімен белгілесек, Е = Вlv болады. Егерде осы формулада магниттік индукция В тесламен, ұзындық l — метрмен және жылдамдық v — метр бөлінген секундпен (м/с) -берілсе, онда индукцияның ЭҚК-і вольтпен өлшенеді. Бұл формула магнит өрісіндегі өткізгіш, осы өрістің магниттік сызықтарына перпендикуляр бағытта орын ауыстырып отырса ғана дұрыс болады. Егерде өткізгіш магниттік сызықтарды қандай да болмасын бұрышпен қиып өтетін болса, онда Е=Вlv, мұндағы а — өткізгіштің қозғалу бағыты мен магниттік индукция векторының (магниттік сызықтардың) бағытының арасындағы бұрыш. жүктеу/скачать 338,24 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|