INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA CZ.1

indukcja elektromagnetyczna

Po odkryciu przez Hansa Christiana Oersteda w 1820 roku, że magnetyzm jest związany z elektrycznością, fizycy poszukiwali zjawiska odwrotnego. Między innymi Michael Faraday postawił sobie za zadanie „zamienić magnetyzm w elektryczność”. Pracował nad tym problemem przez 10 lat. Pracę zakończył pełnym sukcesem w roku 1831 – odkrył zjawisko, które zostało nazwane indukcją elektromagnetyczną. Zjawisko to polega na powstawaniu w obwodzie, jego fragmencie lub po prostu w przewodniku siły elektromotorycznej pod wpływem zmiennego strumienia pola magnetycznego. Jeżeli obwód jest zamknięty, indukuje się w nim prąd elektryczny.

zjawisko indukcji elektromagnetycznej

• Leboratorium Faradaya w Royal Instytution w Londynie i schemat doświadczenia wykonanego przez Faradaya

zjawisko indukcji elektromagnetycznej

Mechanizm tego zjawiska można objaśnić za pomocą siły Lorentza. Weźmy pod uwagę kawałek prostego pręta metalowego (w którym elektrony mogą się swobodnie przemieszczać) poruszającego się z prędkością prostopadle do swojej osi i do wektora indukcji jednorodnego pola magnetycznego. Wszystkie elektrony poruszają się wraz z prętem z prędkością i dzięki temu w polu magnetycznym działa na nie siła Lorentza: która spycha je na jeden koniec pręta. Ten koniec ładuje się ujemnie, drugi ma niedobór elektronów i jego efektywny ładunek jest dodatni. Zatem w pręcie wytwarza się pole elektryczne, które zapobiega dalszemu przemieszczaniu się elektronów.

SIŁA LORENTZA

notatka z lekcji

• INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA to zjawisko wzbudzenia prądu przez pole magnetycne.

• Przyczyną powstawania prądu w obwodzie poruszającym się w polu magnetycznym jest siła Lorentza, działająca na elektrony.

• Obwód może się zbliżać do źródła pola magnetycznego lub też się od niego oddalać. Im większa prędkość obwodu tym większe natężenie powstającego w nim prądu.

1. Uczniowie zbliżali zwojnicę do magnesu. Za pierwszym razem prędkość zwojnicy była niewielka, a za drugim dużo większa. W której sytuacji w zwojnicy powstał prąd o większym natężeniu?2. Przewód KL (ryc.) jest wyciągany z obszaru pola magnetycznego. Końce tego przewodu połączono ze sobą, tak że powstał zamknięty obwód. W którą stronę popłynie prąd w tym obwodzie?3. Podczas doświadczeń ze zjawiskiem indukcji elektromagnetycznej jeden z uczniów stwierdził, że do wytworzenia prądu indukcyjnego wystaraczy umieszczenie zwojnicy. Drugi uczeń zaproponował, żeby jednak umieścić ten magnes na zewnątrz zwojnicy. Czy w którymś tych przypadków popłynie prad indukcyjny? Uzasadnij odpowiedź.

ZADANIA

4. Do końców zwojnicy P podłączony jest opornik, a końce zwojnicy Q sa połączone z baterią. Zwojnica P oddala się od zwojnicy Q. Czy w zwojnicy P powstanie prąd indukcyjny? Uzasadnij odpowiedź. 5. W której z przedstawionych sytuacji w metalowym pierścieniu powstanie prąd indukcyjny? W każdej sytuacji pole magnetyczne jest jednorodne, a ruch pierścienia- jednostajny.

ZADANIA

PREZENTACJĘ WYKONAŁY NATALIA TOMCZYK ORAZ NATALIA MIKULSKA