В този урок ще бъде обяснено понятието индуктивна ЕМП и кога се появява. Щезгледаме и индуктивносттато ключовраметър за появатагнитен поток, когато в проводника се появи електрическо поле.
Електромагнитната индукция е генерирането електрически ток отгнитни полета, които се променят с течение времето. Благодарение откритиятарадей и Ленц закономерностите формулирани в закони, които въвеждат симетрия взбирането електромагнитните потоци. Теориятаксуел обединява познанията за електрическия ток игнитните потоци. Благодарение откритията Херц човечеството се запознава с телекомуникациите.
Съдържание
Магнитен поток
Около проводник с електрически ток се появява електромагнитно поле, но успоредно с това възниква и обратното явление - електромагнитна индукция.згледайтегнитния потокто пример: акомка с проводник е поставена в електрическо поле с индукция и се движи отгоредолу погнитните силови линии или отдясноляво перпендикулярно тях, тогавагнитният поток презмката ще бъде постоянна величина.
Акомката се върти около оста си, след известно времегнитният поток ще се промени с определена стойност. Това ще доведе до появата ЕМП вмката и електрически ток, който серича индукционен ток.
Индуктивна ЕМП
Неказберем подробно понятието индуктивна ЕМП. Когато един проводник е поставен вгнитно поле и се движи с пресичащи се линии полето, в проводника се появява електродвижеща сила,речена индуктивна ЕМП. Това се случва и ако проводникът остане неподвижен, агнитното поле се движи и пресича линиите полето с проводника.
Когато проводник, в който се генерира ЕМП, се свържекъсо с външна верига, през веригата започва тече индуктивен ток порадиличието това ЕМП. Електромагнитната индукция включва явлението индукция ЕМП в проводник в момента, в който той се пресича от линиигнитното поле.
Електромагнитната индукция е обратният процес преобразуване механичната енергия в електрически ток.зи концепция и нейните закони се използват широко в електротехниката и повечето електрическишини се основават това явление.
Фарадей и Ленц
Законитерадей и Ленц представляват законите електромагнитната индукция.
Фарадейзкрива, чегнитните ефекти се появяват в резултат промянатагнитния поток с течение времето. В момента, в който един проводник бъде пресечен от променливгнитен ток, в него се поражда електродвижеща сила, която води до електрически ток. И постоянниятгнит, и електромагнитът могат генерират ток.
Ученият установява, че интензитетът тока се увеличава, когато броят полевите линии, които пресичат веригата, се променя бързо. ЕМП електромагнитната индукция е в пряка зависимост отгнитния поток.
Съгласно законарадей формулата за електромагнитна индукция ЕМП се определя по следниячин:
E = - dF/dt.
Знакът минус показва връзката между полярността индуцираната ЕМП, посоката потока и променящата се скорост.
Според закона Ленц електродвижещата сила може серактеризирато функция нейната посока. Всяка промянагнитния поток вмотката води до ЕМП индукция,то при бърза промяна ЕМП се увеличава.
Ако бобина с индукционна ЕМП се свържекъсо с външна верига, през нея протича индукционен ток, който създавагнитно поле около проводника и придава бобината свойствата соленоид. В резултат това околомотката се формира собственогнитно поле.
Е.Х.Ленц установява закона, според който се определят посоката индукционния ток вмотката и ЕМП индукцията. Законът гласи, че индуктивното ЕМП вмотката образува ток вмотката в посока, в коятодениятгнитен потокмотката позволява се избегне промяна външниягнитен поток.
Законът Ленц се прилага за всички случаи индукция електрически ток в проводници, независимо от тяхната конфигурация иличина промяна външнотогнитно поле.
Движението проводник вгнитно поле
Стойността индуцираната ЕМП се определя в зависимост от дължината проводника, през който преминават линиите полето. При повече силови линии стойността индуцираната ЕМП се увеличава. С увеличаванетогнитното поле и индукцията в проводника възниква по-голяма стойност ЕМП. По тозичин стойността ЕМП в проводник, движещ се вгнитно поле, е в пряка зависимост от индукциятагнитното поле, дължината проводника и неговата скорост.
Тази зависимост е отразена във формулата E = Blv, където E е ЕМП индукцията; B е стойносттагнитната индукция; I е дължината проводника; v е скоростта движението му.
Обърнете внимание, че в проводник, който се движи вгнитно поле, индукцията ЕМП се появявамо когато пресича силовите линиигнитното поле. Ако проводникът се движи по линиите полето, не се индуцира ЕМП. Порадизи причина формулата се прилагамо когато движението проводника е перпендикулярно силовите линии.
Посоката индуцираната ЕМП и електрическия ток в проводника се определя от посоката движениемия проводник.зработено е правило дясната ръка, коетозкрива посоката. Ако държите дланта дясната си ръкака, че линиите полето влизат в нейната посока, алецът ви сочи посоката проводника, тогава останалите четири пръста показват посоката индуцираната ЕМП и посоката електрическия ток в проводника.
Въртяща семотка
Функцията генератора електрически ток се основава въртенетомотка вгнитен поток, в който има определен броймотки. ЕМП се индуцира в електрическа верига винаги, когато тя се пресича отгнитен поток, въз основа формулатагнитен поток F = B x S x cos α (магнитна индукция, умножена по площта повърхността, през която преминавагнитният поток, и косинуса ъгъла, образуван от вектора посоката и перпендикуляра къмвнината линията).
Според формулата F се влияе от промени в ситуациите:
- промянатагнитния поток променя вектора посоката;
- площта, заградена от веригата, се променя;
- ъгълът се променя.
Допустимо е се индуцира ЕМП, когатогнитът е неподвижен или токът е непроменен, номо чрез завъртанемотката около оста ѝ вмкитегнитното поле. В този случайгнитният поток се променя с промяната ъгъла. При въртенето симотката пресича линиитегнитния поток, в резултат което възниква ЕМП. Привномерно въртене себлюдава периодична промянагнитния поток. Същока броят силовите линии, които се пресичат всяка секунда, стававен презвни интервали от време.
На практика в генераторите за променлив токмотката остава неподвижна, а електромагнитът се върти около нея.
ЕМП замоиндукция
Когато променлив електрически ток преминава презмотка, се създава променливогнитно поле,рактеризиращо се с променящ сегнитен поток, който предизвиква ЕМП. Това явление серичамоиндукция.
Тъйтогнитният поток е пропорционален интензитета електрическия ток, формулата за ЕМПмоиндукция е следната:
F = L x I, където L е индуктивността, която се измерва в Gn. Стойността му се определя от броявивките единица дължина измера площтапречното им сечение.
Взаимно индуциране
Когато двемоткизположени една до друга, те проявяват ЕМП взаимна индукция, която се определя от конфигурацията двете вериги и тяхната взаимна ориентация. С увеличаванезстоянието между веригите стойността взаимната индуктивностмалява, тъйтомалява общият за дветемоткигнитен поток.
Неказгледаме по-отблизок се случва взаимната индукция. Има двемотки, едната с N1вивки, по която тече ток I1, който създавагнитен поток и преминава през вторатамотка с N2вивки.
Стойността взаимната индуктивност вторатамотка спрямо първатамотка:
M21 = (N2 x F21)/I1.
Стойностгнитния поток:
F21 = (M21/N2) x I1.
Индуцираната ЕМП се изчислява по формулата:
E2 = - N2 x dF21/dt = - M21x dI1/dt.
В първатамотка стойността индуцираната ЕМП е:
E1 = - M12 x dI2/dt.
Важно е се отбележи, че електродвижещата сила, предизвикана от взаимна индукция в една отмотките, при всички случаи е правопропорционална промяната електрическия ток в другатамотка.
Тогава се приема, че взаимната индуктивност евна:
M12 = M21 = M.
Вследствие това E1 = - M x dI2/dt и E2 = M x dI1/dt. M = K √ (L1 x L2), където K е коефициентът свързване между двете стойности индуктивността.
Интериндукцията се използва широко в трансформаторите, коитоват възможност за промяна стойностите променливия електрически ток. Устройството представлява двойкамотки, коитовити обща сърцевина. Токът в първатамотка формира променливгнитен поток вгнитната сърцевина и ток във вторатамотка. При по-малковивки в първатамотка, отколкото във втората,прежението се увеличава и съответно при повечевивки в първатамоткапрежениетомалява.
Освен за генериране и преобразуване електрическа енергия явлениетогнитна индукция се използва и в други устройства.пример при влаковете сгнитна левитация, които се движат без пряк контакт с тока в релсите, а няколконтиметра по-високо поради електромагнитно отблъскване.
Свързани статии:
