Įvadas
Šis straipsnis skirtas išnagrinėti magnetinės indukcijos priklausomybę nuo elektros srovės stiprio. Straipsnyje bus aptariami magnetiniai reiškiniai, jų kilmė, magnetinio lauko charakteristikos, Ampero jėga ir elektromagnetinės indukcijos reiškinys.
Magnetiniai Reiškiniai ir Jų Kilmė
Kiekvienas judantis krūvininkas sukuria elektrinį lauką, kuris kinta bėgant laikui, dėl to atsiranda ir magnetinis laukas. Magnetiniai reiškiniai yra susiję su krūvininkų judėjimu. Erdvėje apie elektros sroves (judančius elektros krūvius) atsiranda laukas, vadinamas magnetiniu lauku. Magnetinis laukas - ypatinga materijos forma, sudaranti sąlygas sąveikauti judančioms elektringosioms dalelėms.
Magnetinio Lauko Savybės:
- Magnetinį lauką sukuria elektros srovė (judantys krūviai).
- Magnetinis laukas aptinkamas pagal jo poveikį elektros srovei (judantiems krūviams).
- Magnetinis laukas egzistuoja realiai nepriklausomai nuo mūsų žinių apie jį.
Magnetinį lauką sukuria ne tik elektros srovė, bet ir nuolatiniai magnetai.
Atsakomybė už Gamtos Išsaugojimą
Svarbu jausti atsakomybę už gamtos išsaugojimą ir domėtis mokslo pažangos teigiamomis ir neigiamomis pasekmėmis.
Magnetinė Indukcija
Magnetinio lauko charakteristika vadinama magnetinės indukcijos vektoriumi ir žymima raide . Magnetinės indukcijos vektoriaus kryptimi laikoma kryptis iš magnetinės rodyklės pietinio poliaus S į šiaurinį polių N, kai rodyklė laisvai nusistovi magnetiniame lauke.
Taip pat skaitykite: Kraujo judėjimo iššūkiai
kryptį galima rasti taikant dešiniosios rankos taisyklę: jeigu dešine ranka apimtume laidininką taip, kad ištiestas nykštys rodytų srovės kryptį, tai keturi pirštai rodys magnetinio lauko jėgų linijų kryptį. kryptis sutampa su per tą tašką einančios magnetinio lauko linijos liestine.
Apskritiminės srovės arba solenoido magnetiniam laukui taikoma „atvirkščia“ taisyklė: dešine ranka reikia apimti ritę taip, kad pirštai rodytų srovės kryptį - tada ištiestas nykštys rodys magnetinio lauko jėgų kryptį. kryptis sutampa su einančios per tą tašką magnetinio lauko linijos liestine.
Svarbi magnetinės indukcijos linijų ypatybė - jos neturi nei pradžios nei galo. Jos yra uždaros. Laukai, kurių linijos yra uždaros vadinami sūkuriniais laukais.
Magnetinio Srauto Apskaičiavimas
Magnetinis srautas žymimas raide Φ .
Φ =Bscosα , α - kampas tarp magnetinės indukcijos vektoriaus ir rėmelio normalės.
Taip pat skaitykite: Pacientų agresijos tyrimai
Φ - parodo magnetinių linijų skaičių, kertantį kontūrą.
Ampero Jėga
Jei laidininką, kuriuo teka elektros srovė, patalpiname į magnetinį lauką, tai magnetinis laukas veikia tą laidininką Ampero jėga.
FA=BIlsin α
α - kampas tarp magnetinės indukcijos vektoriaus ir laidininko ilgio.
Ampero jėgos matavimo laboratorinis darbas apima jėgos, kuria vienalytis magnetinis laukas veikia laidą su srove, priklausomybės nuo srovės stiprio bei nuo kampo tarp magnetinės indukcijos ir srovės tekėjimo krypties matavimą.
Taip pat skaitykite: Priklausomybė nuo laiko
Aparatūra ir Darbo Metodas
Darbo metu naudojama aparatūra:
- Magnetas
- Nuolatinės srovės šaltinis
- Stačiakampis laidus rėmelis
- Jėgos jutiklis
- Niutonmetras
Darbą pradėkite įjungę užpakaliniame skyde esantį niutonmetro tinklo jungiklį. Matavimo ribos perjungiklį nustatykite padėtyje 200, jungiklį FAST SLOW (lėti-greiti matavimai) - padėtyje SLOW. Įjunkite srovės šaltinį, rankenėlę U max nustatykite vidurinėje padėtyje, rankenėlę Imax - kraštinėje kairėje padėtyje. Taip pat paruoškite darbui niutonmetrą: į padėtį SET (nustatymas) nuspaustą klavišą laikykite nuspaudę tol, kol prietaiso parodymo absoliutinė vertė pasidarys mažesnė už 0,3 mN. Šiuo veiksmu iš prietaiso parodymų išeliminavote laidininko su laikikliu sunkį. Tuomet pradėkite atlikinėti bandymus. Pirmo bandymo metu rankenėle Imax keiskite srovės stiprio 2A žingsniu, antro bandymo metu sukite magnetą, kas 30º taip pakeisdami kampą α tarp srovės ir magnetinio lauko krypčių.
Lorenco Jėga
Jėga, kuria magnetinis laukas veikia judančią elektringąją dalelę, vadinama Lorenco jėga. Lorenco jėgos modulis lygus l ilgio laidininko dalį veikiančios jėgos F modulio toje laidininko dalyje kryptingai judančių elektringųjų dalelių skaičiaus N santykiui.
Elektromagnetinės indukcijos reiškinys yra elektros srovės atsiradimas uždarame laidžiame kontūre, kintant skaičiui magnetinės indukcijos linijų, kertančių jo ribojamą plotą.
Elektromagnetinės Indukcijos Dėsnis
Elektromagnetinės indukcijos reiškinį galima stebėti bandymais. Indukuotosios srovės Ii kryptį galima rasti ir taikant dešiniosios rankos taisyklę: jei dešiniąją ranką laikysime taip, kad magnetinės linijos eitų į delną, o 900 kampu ištiestas nykštys rodytų laidininko judėjimo kryptį, tai ištiesti kiti keturi pirštai rodys indukuotosios srovės kryptį.
Bandymais nustatyta, kad indukuotosios srovės stiprumas yra tiesiog proporcingas kontūro ribojamą plotą kertančio magnetinio srauto kitimo greičiuiIi Pagal Omo dėsnį uždarai grandineiIi ═ Laidininko varža nepriklauso nuo magnetinio srauto kitimo greičio: ε i IiElektromagnetinės indukcijos dėsnis formuluojamas evj, o ne srovės stiprumui.
Saviindukcija
Kintant laidžiu uždaru kontūru (pavyzdžiui, rite) tekančios elektros srovės stipriui, kinta ir šios srovės sukurtas magnetinis laukas, o tuo pačiu ir magnetinis srautas, kuris veria tą kontūrą. Kintamas magnetinis laukas tame pačiame uždarame kontūre indukuota savo evj. Indukcinės evj atsiradimas elektros srovės grandinėje, kai kinta ja tekančios srovės stipris, vadinamas saviindukcija. Saviindukcija yra atskiras elektromagnetinės indukcijos atvejis. Savosios grandinės laiduose kintamo magnetinio lauko indukuotoji evj vadinama saviindukcine evj, o saviindukcinės evj sukelta srovė - saviindukcine srove. Saviindukcinės elektros srovė visada priešinasi ją sukėlusio elektros srovės kitimui. Jos kryptis nustatoma remiantis Lenco taisykle.
Pagal Lenco taisyklę saviindukcijos evj priešinasi srovės stiprėjimui, sujungus elektros grandinę, srovės silpnėjimui - išjungus grandinę. Įjungimo metu savindukcinė srovė teka pirminei srovei priešinga kryptimi ir ją slopina (mažina jos stiprį), o išjungimo metu savindukcinė srovė teka ta pačia kryptimi ir pirminę srovę palaiko. Todėl įjungiant ar išjungiant elektros srovės grandinę, kurioje yra ritė, elektros srovės stipris kinta palaipsniui.
Saviindukcijos reiškinį galima stebėtis sujungus elektrinę grandinę , kurią sudaro dvi vienodos lygiagrečiai sujungtos elektros lemputės, varžos rezistorius, ritė su geležine šerdimi, srovės šaltinis ir jungiklis. Prie vienos lemputės nuosekliai jai prijungiame rezistorių, o prie kitos - ritę. Rezistoriaus varža turi būti lygi varžai laido, iš kurio pagaminta ritė.
Induktyvumas
Uždaru laidžiu kontūru tekanti elektros srovė sukuria aplink jį magnetinį lauką. čia L - proporcingumo koeficientas. Dydis L vadinamas kontūro induktyvumu, arba saviindukcijos koeficientu. Jeigu uždaras laidus kontūras yra ritė ( arba solenoidas), tai šiuo atveju dydis L yra ritės ( arba solenoido) induktyvumas. Kontūro induktyvumas yra jo elektrinė charakteristika. Jis priklauso nuo:
- laidininko matmenų,
- jo geometrinės formos,
- aplinkos, kurioje yra šis laidininkas,
- magnetinių savybių (santykinės magnetinės skvarbos).
Induktyvumas nepriklauso nuo laidininku tekančios elektros srovės ir išreiškiamas formule: ═ Induktyvumo vienetas yra henris.
tags: #magnetines #indukcijos #priklausomybe #nuo #elektros #sroves