Электромагнитная индукция

1.

2.

Открытие явления (2, 3)
Природа явления (4 – 10)
Характеристика вихревого электрического поля (11, 12)
Таблица сопоставления полей (13,40)
Памятка (14,15)
Аналитическое объяснение опытных фактов (16)
Закон электромагнитной индукции (17 – 21)
Определение явления (22)
Способы получения индукционного тока (23 – 25)
Правило Ленца (26– 28)
Простейшие ситуации применения правила Ленца (29 – 32)
Взаимодействие магнита и индукционного тока (33 – 36)
Учет правила Ленца в формуле закона (37,38)
Применения явления (39)
План сообщения об ученом (41), источники (42)

3.

Открыто
Майклом
Фарадеем в
1831 году

4.

Майкл Фарадей
(1791 — 1867)
Выдающийся английский физик и
химик, член Лондонского
королевского общества,
основоположник учения об
электромагнитном поле
Открыл:
закон электромагнитной индукции
законы электролиза,
явление вращения плоскости
поляризации света в магнитном
поле,
явления диамагнетизма и
парамагнетизма
Первый получил хлор в жидком
состоянии.

5.

Переменное магнитное поле B,Ф
Порождает в
замкнутом проводящем
контуре
Индукционный ток Ii

6.

Ток – это упорядоченное движение
заряженных частиц

7.

Переменное магнитное поле B,Ф
?
Свободные заряды в контуре q0, , N
приходят в движение, создавая
Индукционный ток Ii

8.

Поле
Магнитное ?
FЛ q0υBsin
Электрическое?
Fэл q0 E

9.

Однородное?
A qE(d1 d 2 )
Неоднородное?
A q( 1 2 )

10.

Переменное магнитное поле B,Ф
порождает
ε,
Вихревое электрическое поле i E
действует на
Свободные заряды в контуре q0, , N
приходят в движение, создавая
Индукционный ток Ii

11.

εi q
Aвих р .
εi
1 Дж
1 Кл
1В
A
εi q 1
вих р .
ЭДС индукции
показывает, какую
работу совершает
вихревое
электрическое поле по
перемещению
единичного заряда по
замкнутому контуру

12.

Напряжение
ЭДС индукции
εi q
Aвих р .
U
A
U
εi q 1
вих р .
εi
1 Дж
1 Кл
1В
A
q
A
q 1
U 1 Кл 1 В
1 Дж

13.

В чем отличие вихревого электрического поля от потенциального?
Вид
Вопросы поля
Электростатическое
Магнитное
Вихревое
электрическое
Источник
поля
Электрические
заряды
Движущиеся
заряды , ток
Изменяющееся
магнитное поле
Что служит
Электрические
заряды
Движущиеся
заряды ,ток
Электрические
заряды
Потенциальное,
работа по
замкнутому контуру
равна нулю
Вихревое, работа Вихревое, работа
по замкнутому
по замкнутому
контуру не равна контуру не равна
нулю
нулю
индикатором
Потенциальное
или
вихревое
Линии поля Не замкнуты,
(замкнутые начинаются и
или
кончаются на
незамкнутые)
зарядах
Замкнутые
Замкнутые

14.

Переменное магнитное поле B,Ф
порождает
ε,
Вихревое электрическое поле i E
действует на
Свободные заряды в контуре q0, , N
приходят в движение, создавая
Индукционный ток Ii

15.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ (явление)
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ (явление)
МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ (явление)
САМОИНДУКЦИЯ (явление)
ВЗАИМОИНДУКЦИЯ (явление)
МАГНИТНАЯ (величина, B)
КОЭФФИЦИЕНТ САМОИНДУКЦИИ
/ИНДУКТИВНОСТЬ/ (величина, L)
ЭДС ИНДУКЦИИ (величина,
εi)
ЭДС САМОИНДУКЦИИ (величина,
ε)
is

16.

Анализ формулы
N витков в контуре
меняет его S
N вносимых
Ii N вносимых
(выносимых)
(выносимых)
магнитов меняет
магнитов
численное значение B
BScos
Скорость внесения
Ii скорости
(вынесения)
внесения (вынесения)
магнитов в контур
магнитов
влияет на быстроту
Сила индукционного тока изменения Ф
Опытные факты
Ii N витков в катушке
зависит от быстроты изменения магнитного
потока

17.

Величина, стоящая слева от знака «равно» есть быстрота
изменения той величины, что стоит справа от знака «равно» в
числителе перед дельтой.
s x x0 x
υ
t
t
t
υ υ0 υ
a
t
t
A W
N
t
t
p
F
t
q
I
t

18.

Закон Ома
I
U
R
ε
I
R r
Ii
εi
R

19.

Индукционный ток зависит от быстроты
изменения магнитного потока
Переменное магнитное поле B,Ф
порождает
ε,
Вихревое электрическое поле i E
действует на
Свободные заряды в контуре q0, , N
приходят в движение, создавая
Индукционный ток Ii
Ii
t
Ii
εi
R
i
t
ε

20.

F
B A max
Il
B 1 Тл 1 Н
А м
t
BScos 1Вб 1 Тл м
2
q
I
t
I 1A
q It
q 1 Кл 1 А с
A Fs
A 1 Дж 1 Н м
εi q
εi
Aвих р .
1 Дж
1 Кл
1В
Вб
с
Тл м
с
Н
м2
А м
с
Н м2
А м
с
Н м 1
А с
Н м
А с
Дж
Кл
В
2
Н м
А
с

21.

εi t
ЭДС индукции прямо пропорциональна
быстроте изменения магнитного потока
В такой записи справедлив
для случая линейного
(равномерного) изменения
магнитного потока.

22.

Электромагнитная индукция –
явление, возникновения вихревого
электрического поля, создающего
электрический ток в замкнутом
проводящем контуре при изменении
потока магнитной индукции через
поверхность, ограниченную этим
контуром.
Возникающий при этом ток называют
индукционным.

23.

BScos
Ф 2 1
B2 Scos B1Scos
( B2 B1 ) Scos BS cos
BS 2cos BS1cos
B( S 2 S1 )cos B Scos
BS cos 2 BS cos 1
BS (cos 2 cos 1 ) BS (cos )

24.

Способы получения индукционного тока
(магнитное поле создано постоянным магнитом)
Ф
i
t
BScos
BScos
Вносить и выносить
магнит в контур
B Scos
Деформировать весь
контур
S NS1
Менять число витков
S NS1 в контуре
Деформировать один
S N S1 виток контура
BS (cos )
Поворачивать магнит
или контур
относительно оси
контура

25.

Способы получения индукционного тока
(магнитное поле создано током)
Фt
i
BScos
LI
Перемещать катушку
относительно
контура (и наоборот)
BScos
Включать
(выключать) ток в
катушке
L I
L
LI
Способ
0 N S
l
2
0 N 2 S
L
l
2
0 N S
L
0 ( N 2 ) S
L
l
l
1
L 0 N 2 S
l
Менять силу тока в
катушке
Вносить (выносить)
сердечник
Деформировать
контур
Менять число
витков в катушке
Менять расстояние

26.

Правило Ленца (1834 год):
Возникающий в замкнутом проводящем контуре
индукционный ток всегда имеет такое
направление, что его собственное магнитное
поле мешает изменению того магнитного потока,
которым этот ток порожден.
Или: индукционный ток всегда препятствует
причине его порождающей.

27.

ЛЕНЦ, Эмилий
Христианович
( 1804 – 1863 )
Выдающийся русский физик,
один из создателей учения об
электричестве и теоретических
основ электротехники.
Долгие годы возглавлял
кафедру физики и физической
географии в Петербургском
университете, а с 1863 г. был
ректором университета.
В курсе физики основные
выводы Ленца известны как
"Правило Ленца" и "Закон
Джоуля - Ленца".

28.

порождает
ε,
Вихревое электрическое поле i E
действует на
Свободные заряды в контуре q0,
приходят в движение, создавая
Индукционный ток Ii
создает
Свое магнитное поле Bi
Мешает изменению
Переменное магнитное поле B,Ф

29.

S
B 0
N
B
B

30.

S
N
B
B
B 0

31.

N
υ
S
B
B
B 0

32.

N
υ
S
B
B
B 0

33.

S
B 0
N
N
S
B
B
Отталкиваются

34.

S
B 0
N
S
N
B
Притягиваются
B

35.

N
υ
B 0
S
S
N
B
B Отталкиваются

36.

N
υ
B 0
S
N
S
B
Притягиваются
B

37.

Ток в контуре имеет
отрицательное
направление
( i 0 ), если B B , (т.е. >0).
Ток в контуре имеет положительное направление
0
( i
), если B B , (т.е. <0).
C учетом правила Ленца (знака) выражение для
закона электромагнитной индукции
записывается: .
ε
ε
Ф
i
t

38.

Закон ЭМИ
Ф
i
t
ЭДС индукции равна взятой с
обратным знаком скорости
изменения магнитного потока
В такой записи справедлив для случая
линейного (равномерного) изменения
магнитного потока

39.

Индукционный генератор
Индукционная плавильная печь
Трансформатор
Индукционная варочная панель
Индукционный нагреватель
Индукционный насос
Индукционный датчик перемещений
Индукционный дефектоскоп
Счетчик электроэнергии
Электродинамический микрофон
Спидометр
Демпфер

40.

В чем отличие вихревого электрического поля от
потенциального?
Вид поля
Электростатическое
Магнитное
Вихревое
электрическое
Вопросы
Источник поля
Электрические
заряды
Движущиеся
заряды , ток
Изменяющееся
магнитное поле
Индикатор поля
Электрические
заряды
Движущиеся
заряды ,ток
Электрические
заряды
Потенциальное
или вихревое
Потенциальное
Вихревое
Вихревое
Работа поля по
замкнутому
контуру
Равна нулю
Не равна нулю
Не равна нулю
Линии поля
(замкнутые или
незамкнутые)
Не замкнуты,
начинаются и
кончаются на зарядах
Замкнутые
Замкнутые

41.

Фамилия,
имя,
годы жизни
Портрет
Страны, в
которых
работал
Вклад в другие науки
Что более всего поразило в биографии
Основной
вклад
в развитие
физики
Символ
открытия
или рисунок
установки, на
которой работал
учёный

42.

Источники:
1. Г.Н.Степанова Физика, 9 класс – СПб.: ООО «СТП
Школа», 2003
2. http://tek.mhost.ru/opengrom.html
3. http://www.edu.delfa.net/CONSP/mag2.html
4. http://phizmatcolledge.ru/stati/eksperiment.html
5. http://fizika-solodova-em.narod.ru/uroke.html
6. Анимированные рисунки предоставлены учителями
физики 569 школы Невского района г. С-Петербурга
Адрес автора презентации:
r1t1v@yandex.ru