[8] fizyka ZJAWISKO INDUKCJI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

TEMAT:

ZJAWISKO INDUKCJI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

start

INDUKCJA elektromagnetyczna

Względny ruch magnesu i przewodnika sprawia, że zaczyna płynąć prąd. Nazywamy go prądem indukcyjnym.

W przewodniku umieszczonym w zmiennym polu magnetycznym powstaje napięcie elektryczne – zjawisko to nazywamy indukcją elektromagnetyczną.

Zjawisko indukcji elektromagnetycznej zostało odkryte niezależnie przez dwóch naukowców – Michaela Faraday'a i Josepha Henry'ego.

Podczas wkładania i wyjmowania magnesu z wnętrza zwojnicy stwierdzamy, że płynie w niej prąd. Jest to prąd indukcyjny, a zjawisko nazywamy indukcją elektromagnetyczną. Prąd powstaje również podczas obrotu magnesu wokół własnej osi, albo podczas ruchu zwojnicy względem magnesu. Stwierdzamy, że :

Warunkiem powstania prądu indukcyjnego jest zmiana strumienia magnetycznego obejmowanego przez obwód (w tym przypadku przez zwojnicę).

Kierunek prądu indukcyjnego w zwojnicy opisuje reguła Lenza zwana regułą przekory:

Kierunek siły elektromotorycznej i prądu indukcyjnego jest taki, aby pole magnetyczne przez niego wytworzone przeciwstawiało się zmianom pola magnetycznego, które go wywołało.

Jeśli magnes jest wyjmowany z wnętrza zwojnicy jak na rysunku, to prąd indukcyjny płynie tak, że na jej końcu bliższym wyjmowanego bieguna N, powstaje biegun S powstrzymujący oddalający się magnes. Gdy magnes ten będziemy wkładali, wtedy kierunek prądu indukcyjnego zmieni się na przeciwny i na końcu zwojnicy, bliższym wkładanemu biegunowi N, też powstanie biegun N, który będzie odpychał magnes, zapobiegając jego ruchowi do wnętrza zwojnicy.

Przykład 1

Zbliżając magnes do zwojnicy, kierunek siły elekromotorycznej i prądu indukcyjnego wytworzonego w zwojnicy jest taki, aby przeciwdziałać zbliżaniu się magnesu.

Od strony zbliżającego się magnesu mamy biegun S i magnes jest odpychany przez zwojnicę.

Przykład 2

Natomiast oddalając magnes, siła elektromotoryczna i prąd indukcyjny przybierają taki kierunek, aby magnes był przyciągany przez zwojnicę i od strony magnesu mamy biegun N.

W obu przypadkach podczas przesuwania magnesu wykonujemy pracę, która powoduje ukierunkowany ruch elektronów, czyli prąd elektryczny. Jeśli magnes nie będzie się poruszał względem zwojnicy, to nie zostanie wykonana praca pola magnetycznego i nie popłynie prąd indukcyjny.

Ruchowi magnesu względem zwojnicy przeciwstawia się pole magnetyczne pochodzące od prądu wzbudzonego w zwojnicy

a)

zbliżanie magnesu biegunem N powoduje powstanie pola w zwojnicy skierowanego biegunem N w stronę magnesu,

zbliżanie magnesu biegunem S – pole w zwojnicy skierowane biegunem S w stronę magnesu,

b)

oddalanie magnesu biegunem N – pole w zwojnicy skierowane biegunem S w stronę magnesu,

c)

oddalanie magnesu biegunem S– pole w zwojnicy skierowane biegunem N stronę magnesu.

d)

Zjawisko to znalazło zastosowanie w :

prądnicy: - urządzenie zamieniające energię mechaniczną w energię elektryczną (elektrownie, samochody)

silnikach elektrycznych: - urządzenia zamieniające energię elektryczną w energię mechaniczną, wiele urządzeń domowych (sokowirówka, odkurzacz)

transformatorach: - urządzenia stosowane do podwyższania lub obniżania napięcia prądu przemiennego (elektronika , elektrotechnika, ładowarki do telefonów)

budowa

zasada działania

po lekcji...