Fizika. 10 klasė. Elektromagnetinė indukcija.

Elektrovara saviindukcijoje

E = - n ΔΦ / Δt = - L ΔI / Δt Kai magnetinis srautas stiprėja (ΔΦ / Δt > 0), indukuotoji elektrovara E yra neigiama. Kai silpnėja (ΔΦ / Δt < 0) - teigiama.

Elektromagnetinės indukcijos reiškinys

Elektros srovės atsiradimas uždarame laidininke, kai jį kerta kintančio magnetinio lauko jėgų linijos

Kaip gaunama elektros srovė

Gaunama elektros generatoriais. Tai mašinos, kurios mechaninę ar kitokią energiją paverčia elektros energija. Jų veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos dėsniu.

Magnetą traukiant iš žiedo šiauriniu poliumi

Indukuotoji elektros srovė teka tokia kryptimi, kad jos magnetinio lauko jėgų linijos yra nukreiptos nuo tolstančio magneto, todėl į strypinį magnetą atgręžtas pietinis polius. Įvairiavardžiai poliai vienas kitą traukia ir žiedas vejasi magnetą.

Lenco taisyklė

Indukuotoji elektros srovė visada teka tokia kryptimi, kad jos sukurtas magnetinis laukas priešinasi priežasčiai, sukėlusiai šią srovę / Jei magnetinis laukas, kuriame yra uždaras laidininkas, stiprėja, indukuotoji srovė sužadina priešingos krypties magnetinį lauką, jei silpnėja - tos pačios krypties lauką.

Saviindukcijos reiškinys

Indukuotosios elektrovaros atsiradimas grandinėje kintant ja tekančios srovės stipriui. Šitokiu būdu indukuota elektrovara vadinama saviindukcine elektrovara, o jos sukelta elektros srovė - saviindukcine srove.

Kaip atskirti žeminamąjį ir aukštinamąjį transformatorius

Jei pirminė apvija turi daugiau ričių nei antroji, tai yra žeminamasis transformatorius. Jei pirminė ritė turi mažiau ričių nei antroji, tai yra aukštinamasis transformatorius.

Dešiniosios rankos taisyklė

Kai laidininko neapimi - magnetinio lauko linijos statmenai į delną. Nykštys rodo laidininko judėjimo kryptį. Kiti keturi ištiesti pirštai rodys elektros srovės kryptį. Kai apimi laidininką - ištiestas nykštys rodo srovės kryptį, pirštai rodo magnetinio lauko linijų kryptį.

Transformatorius

Keičia kintamosios srovės grandinės įtampą ir stiprį. Jį sudaro uždara geležinė šerdis, ant kurios yra užvyniotos dvi ritės. Vijų skaičius jose yra skirtingas. Prie kintamosios srovės šaltinio prijungta ritė vadinama pirmine apvija, o prie elektros imtuvų - antrinė apvija.

Kairiosios rankos taisyklė

Keturi ištiesti pirštai rodo elektros srovės kryptį. Magnetinio lauko linijos statmenai į delną. 90 laipsnių atlenktas nykštys rodo ampero jėgos kryptį.

Transformatoriaus taisyklė

Kiek kartų transformatorius paaukština arba pažemina įtampą, tiek pat kartų sumažėja arba padidėja srovės stipris.

Elektrovara

Lygi darbo, kurį atlieka jėgos, perkeldamos krūvininką šaltinio viduje priešinga elektrinio lauko veikimui kryptimi, ir krūvio santykiui E = A / q

Efektinė srovės stiprio vertė

Lygi stipriui tokios nuolatinės srovės, kuri tame pačiame laidininke per tą patį laiką išskiria tiek pat šilumos, kiek ir kintamoji. Nustatyta, kad kintamosios srovės stiprio efektinė vertė I yra √2 karto mažesnė už amplitudinė vertę. I = Im / √2

Ką veikia magnetinis laukas

Magnetinis laukas veikia tik judančius krūvininkus, jis negali tiesiogiai priversti judėti elektronų.

Magnetinis srautas

Magnetinių lauko linijų dydis. Jis žymimas raide Φ (Fi). Magnetinio srauto kitimo greitis lygus ΔΦ / Δt

Šiluminis ampermetras

Naudojamas matuoti kintamosios srovės stipriui. Svarbiausia tokio ampermetro dalis - plona vielutė. Prie jos per vidurį pritvirtinta kita vielutė. Pastaroji apsukta aplink ampermetro rodyklės skridinėlį ir sujungta su sypruokle, traukiančia vielutę žemyn.

Pagal ką nustatomas elektrovaros ženklas

Pagal Lenco taisyklę: kai magnetinis srautas, kertantis uždaro laidininko ribojamą plotą, stiprėja, indukuotoji elektrovara E yra neigiama, kai silpnėja - teigiama.

Transformatoriaus veikimo principas

Pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu. Kintamoji elektros srovė, tekėdama pirminės apvijos vijomis, sukuria transformatoriaus šerdyje kintamąjį magnetinį srautą. Jis veria abiejų ričių vijas ir indukuoja jose kintamąją elektrovarą, apytiksliai lygią įtampai.

Srovės stipris indikuotame laidininke

Proporcingas magnetinio srauto, veriančio uždaro laidininko ribojamą plotą, kitimo greičiui I = ΔΦ / Δt

Induktyvumas

Proporcingumo koeficientas - L. Matavimo vienetas Henris (H). L = 1 H = 1 V * s / A. Laidininko induktyvumas lygus 1 H, jei srovės stipriui per 1 s pakitus 1 A, laidininke atsiranda 1 V saviindukcinė elektrovara.

Saviindukcijos reiškinys plačiau

Ritės vijomis pradėjus tekėti elektros srovei, kartu su ja atsiranda ir ritę veriantis magnetinis srautas. Srovei stiprėjant, jis taip pat stiprėja. Dėl to pagal Lenco taisyklę vijose indukuojama priešingos krypties elektrovara. Ji lėtina srovės stiprėjimą gandinėje. Kai srovė ritėje pasiekia pastovų didumą, magnetinis srautas nustoja kisti ir saviindukcinė elektrovara pasidaro lygi nuliui.

Elektros generatoriaus veikimo principas

Rėmeliui atsidūrus pirmoje padėtyje, jo plokštuma lygiagreti su magnetinio lauko jėgų linijomis ir rėmelį veriantis magnetinis srautas lygus nuliui. Taip pat šioje padėtyje indukuota srovė įgyja didžiausią vertę. Sukant toliau, indukuotoji elektros srovė pradeda silpnėti, tačiau jos kryptis nesikeičia. Kai rėmelio plokštuma pasidaro statmena magnetinio lauko jėgų linijoms, indukuotoji srovė nebeteka. Rėmeliui pereinant iš antros padėties į trečia, srovė ima stiprėti, o jos kryptis pasikeičia į priešingą. Kai rėmelis atsiduria trečioje padėtyje, jame indukuota priešingos krypties srovė pasiekia didžiausią vertę. Toliau sukant ji teka ta pačia kryptimi, srovė silpnėja iki nulio, paskui, pakeitusi kryptį, vėl pradeda stiprėti.

Amplitudė

Skirtumas tarp didžiausios reikšmės ir nulio.

Elektros generatoriaus sandara

Sudaro rėmelis, du žiedai, kontaktus sujungta su išorine elektros grandine šepetėliais.

Kintamosios įtampos efektinė vertė

Taip pat √2 karto mažesnė už amplitudinę jos vertę. I = Um / √2

Kaip šiluminį ampermetrą paversti voltmetru

Tereikia prie jo nuosekliai prijungti rezistorių.

Kintamoji srovė

Tokia srovė, kurios stipris ir kryptis periodiškai kinta. Žymima simboliu ~

Kintamosios srovės periodas

Trumpiausias laikas T, po kurio pasikartoja srovės kryptis ir stipris.

Elektromagnetinės indukcijos dėsnis

Uždarame laidininke indukuota elektrovara yra tiesiogiai proporcinga magnetinio srauto kitimo greičiui - E = - ΔΦ / Δt (Matavimo vienetai Voltai)

Vėberis

Uždaro laidininko ribojamą plotą veriantis magnetinis srautas lygus vienam Vėberiui, jei, šiam srautui išnykstant per vieną sekundę, laidininke indukuojama vieno volto elektrovara. Φ = 1 Wb = 1 V * 1 s

Kas judina elektronus nejudančiame laidininke

Verčia judėti elektrinis laukas, atsiradęs kintant magnetiniam laukui. Šį lauką kuria laiko atžvilgiu kintantis magnetinis laukas. Tai sūkurinis elektrinis laukas, kurio jėgų linijos, kaip negu jau žinomo elektrinio lauko, yra uždaros.

Transformacijos koeficientas

k = n1 / n2. Aukštinamojo koeficientas k < 1, žeminamojo k > 1.

Kintamosios srovės dažnis

v yra periodui atvirkščias dydis v = 1 / T. Jis rodo, kiek srovės kitimo ciklų įvyksta per 1 s. Srovės dažnio matavimo vienetas yra hercas (Hz = 1 s-¹ ). Lietuvoje buties ir pramonės reikmėms naudojamos kintamosios srovės dažnis lygus 50 Hz. Per 1 s srovė 50 kartų teka viena kryptimi ir 50 kartų priešinga kryptimi.

Kuo pagrįsti kinamosios srovės stiprį ir įtampą matuojantys prietaisai

Šiluminiu srovės poveikiu, jie rodo efektinės šių dydžiu vertes

Magnetą kišant į žiedą šiauriniu poliumi

Žiedu ima tekėti indukuotoji elektros srovė, kurios magnetinio lauko jėgų linijos yra nukreiptos į šiaurinį magneto polių. Žiedo šiaurinis polius yra atgręžtas į strypinio magneto šiaurinį polių. Vienvardžiai poliai vienas kitą stumia, tad žiedas tolsta nuo magneto.