Электромагнитная индукция. Закон ЭМИ

1.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Майкл Фарадей
Взаимная индукция
Правило Ленца
Самоиндукция
Эмилий Ленц
Тест
Задачи
Кроссворд
Лабораторная
работа
Трансформатор
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире

2.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Майкл Фарадей
Тест
Кроссворд
Правило Ленца
Фарадей Майкл (1791—1867),
английский физик,
основоположник учения об
электромагнитном поле. Член
Лондонского королевского
общества и множества других
научных организаций, в том
Взаимнаячисле
индукция
Самоиндукция
иностранный
почётный
член Петербургской академии
наук. В 1831 г. учёный
обнаружил существование
электромагнитной индукции, в
последующие годы установил
законы этого явления.
Трансформатор
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
Эмилий Ленц
Задачи
Лабораторная
работа

3.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Майкл Фарадей
Тест
Кроссворд
Правило Ленца
Эмилий Христианович Ленц
(1804 - 1865), выдающийся
русский физик немецкого
происхождения. Выходец из
балтийских немцев. Является
одним из основоположников
электротехники.
его
Взаимная
индукция ССамоиндукция
именем связано открытие
закона, определяющего
тепловые действия тока, и
закона, определяющего
направление индукционного
тока.
Трансформатор
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
Эмилий Ленц
Задачи
Лабораторная
работа

4.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Майкл Фарадей
Тест
Кроссворд
Правило Ленца
Электромагнитная индукция
— явление
возникновения
Взаимная
индукция
Самоиндукция
электрического тока в
замкнутом контуре при
изменении магнитного потока,
проходящего через него.
Трансформатор
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
Эмилий Ленц
Задачи
Лабораторная
работа

5.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Майкл Фарадей
Взаимная индукция
Правило Ленца
Самоиндукция
Тест
Эмилий Ленц
Задачи
[email protected]
http:www.nsportal.ru/eskowatatyana
Кроссворд
Трансформатор
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
Лабораторная
работа

6.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Майкл Фарадей
Взаимная индукция
Правило Ленца
Самоиндукция
Тест
Эмилий Ленц
Задачи
ЭБС
http:www.ZNANIUM.COM,
Кроссворд
Трансформатор
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
http:www.IPRbooks.com
Лабораторная
работа

7.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Правило Ленца
Закон ЭМИ или закон
Взаимная
индукция
Самоиндукция
Фарадея:
ЭДС индукции,
возникающая в проводящем
контуре, равна скорости
изменения магнитного потока
через площадь, ограниченную
этим контуром
Майкл Фарадей
Эмилий Ленц
Тест
Задачи
Кроссворд
Трансформатор
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
Лабораторная
работа

8.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Майкл Фарадей
Тест
Правило Ленца
Взаимная индукция
Самоиндукция
W
–
энергия
(Дж),
2
LI
W
, L – индуктивность
2 контура (Гн),
Эмилий Ленц
Задачи
I – сила тока (А)
Кроссворд
Трансформатор
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
Лабораторная
работа

9.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Майкл Фарадей
Тест
Кроссворд
Правило Ленца
Индукционный ток в контуре Эмилий Ленц
Взаимная индукция
Самоиндукция
всегда имеет такое
направление, что создаваемое
им магнитное поле
Задачи
препятствует изменению
магнитного потока, вызвавшего
этот индукционный ток.
Трансформатор
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
Лабораторная
работа

10.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Майкл Фарадей
Взаимная индукция
Тест
Кроссворд
Трансформатор
Правило Ленца
Взаимная индукция –
явление возникновения
индуцированного
электрического поля в
проводниках, находящихся
вблизи других проводников,
Эмилий Ленц
по которым протекает
Самоиндукция
изменяющийся во времени
электрический ток.
На явленииЗадачи
взаимной
индукции основано
действие трансформатора.
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
Лабораторная
работа

11.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Майкл Фарадей
Взаимная индукция
Тест
Кроссворд
Трансформатор
Правило Ленца
Трансформатор –
устройствоЭмилий Ленц
Самоиндукция
предназначенное
для
преобразованияЗадачи
напряжения и
силы переменного
тока.
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
Лабораторная
работа

12.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Самоиндукция –
явление
возникновения
индуцированного
Майкл Фарадей
тока Взаимная
в цепи в индукция
результате
изменения тока в
Тест
этой цепи.
Кроссворд
Трансформатор
Правило Ленца
Самоиндукция
Эмилий Ленц
Задачи
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
Лабораторная
работа

13.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Генератор
электрического
Майкл Фарадей
Взаимная индукция
тока – устройство,
предназначенное для
Тест преобразования
различных видов
энергии в
электрическую.
Кроссворд
Трансформатор
Правило Ленца
Самоиндукция
Эмилий Ленц
Задачи
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
Лабораторная
работа

14.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Майкл Фарадей
Тест
Кроссворд
Взаимная индукция
Правило Ленца
Самоиндукция
http:www.nsportal.ru/e
skowa-tatyana
Трансформатор
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
Эмилий Ленц
Задачи
Лабораторная
работа

15.

Электромагнитная индукция
Закон ЭМИ
Майкл Фарадей
Взаимная индукция
Правило Ленца
Самоиндукция
Тест
Кроссворд
Эмилий Ленц
Задачи
http:www.nsportal.ru/e
Трансформаторskowa-tatyana
Генератор
Энергия магнитного поля
Электромагнитная индукция в
современном мире
Лабораторная
работа

16. Электромагнитная индукция

а) В соленоид, замкнутый на
гальванометр, вдвигается и
выдвигается постоянный магнит. На
гальванометре будет отклонение
стрелки, и оно будет тем больше, чем
быстрее происходит вдвижение и
выдвижение. При изменении полюсов
а)
магнита направление отклонения
стрелки изменится.
б) В соленоид, замкнутый на
гальванометр, вставлена катушка
(другой соленоид), через которую
пропускается ток. При включении и
выключении (т.е. при любом изменении
тока) происходит отклонение стрелки б)
гальванометра. Направление
отклонения изменяется при включении Вывод: сила индукционного тока не зависит
от способа изменения потока магнитной
– выключении, уменьшении –
индукции, а определяется лишь скоростью
увеличении тока, вдвигании –
его изменения.
выдвигании катушек.

17. Закон электромагнитной индукции (ЭМИ) или закон Фарадея

ЭДС индукции, возникающая в
проводящем контуре, равна скорости
изменения магнитного потока через
площадь, ограниченную этим
контуром:
Возникновение индукционного тока
означает, что в контуре действует
электродвижущая сила
– ЭДС
индукции.
Этот закон является универсальным:
ЭДС
не зависит от способа
изменения магнитного потока.
Вывод:
• Знак «минус» в законе Фарадея
показывает, что увеличение
потока (
>0) вызывает
<0,
т.е. поле индукционного тока направлено
навстречу потоку;
Уменьшение потока (
<0)
вызывает
>0, т.е. направление
потока и поля индукционного тока
совпадают.
Знак «минус» определяется правилом
Ленца.

18. Правило Ленца

• Индукционный ток в контуре
всегда имеет такое
направление, что создаваемое
им магнитное поле
препятствует изменению
магнитного потока,
вызвавшего этот
индукционный ток.
• При приближении магнита к
замкнутому проводнику
>0;
Bi поля
вектор магнитной индукции
индукционного тока I i направлен
противоположно вектору B внешнего
магнитного поля; направления Bi и I i
подчиняются правилу правого винта.
Применение правила Ленца

19. Трансформатор

Устройство трансформатора
Трансформатор состоит из двух
обмоток, одну из которых
называют первичной (число витков
n1), а другую вторичной (число
витков n2). Обе обмотки
укреплены на общем железном
сердечнике.
Коэффициент трансформации
Принцип работы трансформатора
Работа трансформатора основана на
явлении взаимной индукции. Переменный
ток первичной катушки (она подсоединена
к источнику переменного напряжения с
ЭДС) создает в сердечнике
трансформатора переменный магнитный
поток. Изменение этого потока вызывает
во вторичной обмотке появление ЭДС
взаимной индукции, а во вторичной
самоиндукции.
u1/u2 = n1/n2 = E1/E2 = k.
Это отношение показывает, во сколько раз ЭДС во вторичной обмотке
трансформатора больше (меньше), чем в первичной.
Если k<1 – трансформатор повышающий (увеличивает переменную ЭДС и понижает
ток); если k>1 – трансформатор понижающий (уменьшает ЭДС и повышает ток).

20. Самоиндукция

Самоиндукция является важным частным случаем электромагнитной индукции, когда
изменяющийся магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции, создается током в самом
контуре. Если ток в рассматриваемом контуре по каким-то причинам изменяется, то
изменяется и магнитное поле этого тока, а, следовательно, и собственный магнитный
поток, пронизывающий контур. В контуре возникает ЭДС самоиндукции, которая
согласно правилу Ленца препятствует изменению тока в контуре.
Физическая величина, показывающая зависимость
ЭДС самоиндукции от размеров и формы
проводника и от среды, в которой находится
проводник, называется коэффициентом
самоиндукции или индуктивностью.
Единица индуктивности в СИ называется генри
(Гн). Индуктивность контура или катушки равна 1
Гн, если при силе постоянного тока 1 А
собственный поток равен 1 Вб: 1 Гн = 1 Вб / 1 А.
ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию силы тока при включении цепи и
убыванию силы тока при размыкании цепи.

21. Генератор

Генератор преобразовывает
различные виды энергии
(механическую, химическую,
тепловую, световую и др.) в
электрическую.
Работа современных генераторов
основана на явлении
электромагнитной индукции. При
вращении рамки в магнитном поле
в ней возникает переменная ЭДС
индукции.
Во всех промышленных
генераторах переменного тока
витки, в которых индуцируется
переменный ток, устанавливают
неподвижно, а вращается
магнитная система.
Неподвижную часть генератора называют
статором, а подвижную – ротором. Если
ротор вращать с помощью внешней силы, то
вместе с ним будет вращаться и магнитное
поле, создаваемое им, при этом в проводниках
статора индуцируется ЭДС.

22. Электромагнитная индукция в современном мире

•Запись и воспроизведение информации. Микрофоны.
Явление электромагнитной индукции позволяет считывать видео– и
аудиоинформацию с магнитных лент. Магнитная лента – тонкая
пластмассовая лента, покрытая слоем ферромагнитного порошка. При
записи информации на магнитную ленту сигнал подается на
записывающую головку (ферромагнетик С-образной формы с
зазором).Магнитное поле, возникающее в зазоре, ориентирует
беспорядочно расположенные домены на движущейся магнитной ленте.
При воспроизведении записи остаточная индукция доменов, движущихся
вместе с лентой, создает магнитное поле в зазоре головки
воспроизведения. Это поле в результате электромагнитной индукции
вызывает ЭДС индукции в выходной обмотке головки, подобную
записанному сигналу.
•Детектор металла (Металлоискатели)
Для обнаружения металлических предметов применяются специальные
детекторы. В аэропортах детектор металла фиксирует поля
индукционных токов в металлических предметах. Магнитное поле В0,
создаваемое током I0 передающей катушки, индуцирует в металлических
предметах токи, препятствующие (по правилу Ленца) изменению
магнитного потока. В свою очередь, магнитное поле В' этих токов
индуцирует в катушке-приемнике ток I, запускающий сигнал тревоги.

23. Электромагнитная индукция в современном мире

•Поезда на магнитной подушке
В поезде на магнитной подушке сверхпроводящие катушки с
током, размещенные на дне вагона, индуцируют ток в
алюминиевых катушках на полотне дороги. Отталкивание
сверхпроводящих катушек и катушек на полотне дороги
приподнимает вагон над землей. Движение поезда вызывается
взаимодействием сверхпроводящих катушек, расположенных
вдоль стенок вагонов, и катушек внутри ограничительных
бортиков полотна дороги.
Эффект магнитной левитации заключается в удерживании
физического объекта в определённой точке пространства при
помощи магнитного поля компенсирующего силу тяжести
действующую на объект.
Состав левитирует за счёт отталкивания одинаковых полюсов
магнитов и, наоборот, притягивания разных полюсов. Движение
осуществляется линейным двигателем, расположенным либо на
поезде, либо на пути, либо и там, и там.

24. Задача № 1

Какая сила тока в контуре индуктивностью
5мГн создает магнитный поток 0,02 Вб?
4мА
250 мА
250 А
0,1 А
4А
0,1 мА

25.

Задача № 2
Магнитный поток через контур за 0,05 с
равномерно уменьшился от 10 мВБ до 0 мВб.
Каково значение ЭДС в контуре в это время?
2В
5В
0,05 В
0,5 В
0,02 В
0,2 В

26.

Задача № 3
Каково значение энергии магнитного поля
катушки индуктивностью 5 Гн при силе тока
в ней 400 мА?
0,4 Дж
0,8 Дж
2 Дж
1000 Дж
1 Дж
4 Дж

27.

Задача № 4
Магнитный
поток
через
соленоид,
содержащий 500 витков провода, равномерно
убывает со скоростью 60 мВб/c. Определить
ЭДС индукции в соленоиде.
30000 В
1,2 В
300 В
12 В
30 В
0,12 В

28.

Задача № 5
В катушке индуктивностью 0,2 Гн сила
тока 10 А. Какова энергия магнитного поля
этой катушки? Как изменится энергия поля,
если сила тока увеличится вдвое?
10 Дж,
в 2 раза
20 Дж,
в 4 раза
20 Дж,
в 2 раза
50 Дж,
в 4 раза
20 Дж,
в 4 раза
10 Дж,
в 4 раза

29.

Задача № 6
При изменении силы тока в катушке,
индуктивность которого 0,11 Гн, в 5,13 раз
энергия магнитного поля изменилась на 16,2
Дж. Найти начальные значения энергии и
силы тока.
0,64 Дж; 3,41 А
0,64 Дж; 0,341 А
6,4 Дж; 3,41 А
0,64 Дж; 3 А
64 Дж; 3,41 А
6 Дж; 3,41 А