www.wikidata.uk-ua.nina.az

Електромагнітна індукція Електромагні тна інду кція явище створення в просторі вихрового електричного поля змінним магні

Електромагнітна індукція

Електромагні́тна інду́кція — явище створення в просторі вихрового електричного поля змінним магнітним потоком. Одним із наслідків електромагнітної індукції є зв'язок між змінними електричним та магнітними полями в електромагнітній хвилі, інший наслідок, практично важливий для генерації електричного струму, — виникнення електрорушійної сили в провідному контурі, магнітний потік через який змінюється. Одиниці вимірювання електромагнітної індукції — тесла (в системі СІ), гаус (у системі СГС); 1 Тл = 104 Гс.

Явище електромагнітної індукції відкрив у 1831 році Майкл Фарадей. До того було відомо, що електричний струм у провіднику створює магнітне поле. Однак оберненого явища не спостерігалося. Постійне магнітне поле не створює електричного струму. Фарадей встановив, що струм виникає при зміні магнітного поля. Якщо підносити й віддаляти до рамки з провідного матеріалу постійний магніт, то стрілка підключеного до рамки вольтметра відхилятиметься, детектуючи електричний струм. Ще краще це явище проявляється, якщо вставляти (виймати) магнітне осердя в котушку з намотаним провідником.

Електрорушійна сила Редагувати

Вчений фізик Фарадей встановив кількісний закон електромагнітної індукції, описавши його рівнянням:

де

Якщо в провіднику виникає електрорушійна сила, то відповідно, індукований в ньому струм буде визначатися за законом Ома формулою

де R — опір провідника. Такий струм називається індукційним струмом.

Закон електромагнітної індукції в інтегральній формі Редагувати

Джеймс Клерк Максвелл узагальнив закон електромагнітної індукції, записавши його через напруженість електричного поля і магнітну індукцію.

де  — напруженість електричного поля,  — магнітна індукція, c — швидкість світла у вакуумі.

Закон електромагнітної індукції в диференціальній формі Редагувати

Закон електромагнітної індукції в диференціальній формі задається другим рівнянням Максвела

Електричне поле, яке виникає при зміні магнітного поля призводить до появи електрорушійної сили.

Закон електромагнітної індукції для випадку змінного у часі контуру Редагувати

Можна помітити, що інтегральне рівняння Максвелла для ротора напруженості електричного поля, не враховує залежності поверхні від часу, а отже, оператор похідної по часу не можна виносити за інтеграл, не зафіксувавши при цьому елемент вектора площі . Проте результат, що отриманий при виведенні цього рівняння, можна узагальнити. Для цього треба взяти повну похідну від виразу :

Оскільки елемент вектора площі дорівнює

що описується як сегмент кривої , що був пройдений за час із швидкістю , то, використовуючи роторне рівняння Максвелла для напруженості електричного поля і щойно написане, можна отримати, що

Цей вираз називається законом Фарадея для випадку змінного у часі контуру.

Використання Редагувати

Явище електромагнітної індукції використовується у генераторах електричного струму, трансформаторах, динамо-машинах, лічильниках електроенергії тощо, тобто є основою виробництва й споживання електричної енергії.

  1. Формули на цій сторінці записані в системі СГС (СГСГ). Для перетворення в Міжнародну систему величин (ISQ) дивись Правила переводу формул із системи СГС в систему ISQ.

Література Редагувати

  • Maxwell, James Clerk (1881), A treatise on electricity and magnetism, Vol. II, Chapter III, § 530, p. 178. [ 30 червня 2019 у Wayback Machine.] Oxford, UK: Clarendon Press. ISBN 0-486-60637-6.


Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Elektromagni tna indu kciya yavishe stvorennya v prostori vihrovogo elektrichnogo polya zminnim magnitnim potokom Odnim iz naslidkiv elektromagnitnoyi indukciyi ye zv yazok mizh zminnimi elektrichnim ta magnitnimi polyami v elektromagnitnij hvili inshij naslidok praktichno vazhlivij dlya generaciyi elektrichnogo strumu viniknennya elektrorushijnoyi sili v providnomu konturi magnitnij potik cherez yakij zminyuyetsya Odinici vimiryuvannya elektromagnitnoyi indukciyi tesla v sistemi SI gaus u sistemi SGS 1 Tl 104 Gs Yavishe elektromagnitnoyi indukciyi vidkriv u 1831 roci Majkl Faradej Do togo bulo vidomo sho elektrichnij strum u providniku stvoryuye magnitne pole Odnak obernenogo yavisha ne sposterigalosya Postijne magnitne pole ne stvoryuye elektrichnogo strumu Faradej vstanoviv sho strum vinikaye pri zmini magnitnogo polya Yaksho pidnositi j viddalyati do ramki z providnogo materialu postijnij magnit to strilka pidklyuchenogo do ramki voltmetra vidhilyatimetsya detektuyuchi elektrichnij strum She krashe ce yavishe proyavlyayetsya yaksho vstavlyati vijmati magnitne oserdya v kotushku z namotanim providnikom Zmist 1 Elektrorushijna sila 2 Zakon elektromagnitnoyi indukciyi v integralnij formi 3 Zakon elektromagnitnoyi indukciyi v diferencialnij formi 4 Zakon elektromagnitnoyi indukciyi dlya vipadku zminnogo u chasi konturu 5 Vikoristannya 6 LiteraturaElektrorushijna sila RedaguvatiVchenij fizik Faradej vstanoviv kilkisnij zakon elektromagnitnoyi indukciyi opisavshi jogo rivnyannyam E N d F d t displaystyle mathcal E N d Phi over dt nbsp de E displaystyle mathcal E nbsp elektrorushijna sila ERS yaka vinikaye v kotushci sho perebuvaye u zminnomu magnitnomu poli u voltah N kilkist vitkiv u kotushci F magnitnij potik u veberah Yaksho v providniku vinikaye elektrorushijna sila to vidpovidno indukovanij v nomu strum bude viznachatisya za zakonom Oma formuloyu I E R displaystyle I frac mathcal E R nbsp de R opir providnika Takij strum nazivayetsya indukcijnim strumom Zakon elektromagnitnoyi indukciyi v integralnij formi RedaguvatiDzhejms Klerk Maksvell uzagalniv zakon elektromagnitnoyi indukciyi zapisavshi jogo cherez napruzhenist elektrichnogo polya i magnitnu indukciyu E d l 1 c F t 1 c t B d S displaystyle oint mathbf E d mathbf l frac 1 c frac partial Phi partial t frac 1 c frac partial partial t int mathbf B d mathbf S nbsp de E displaystyle mathbf E nbsp napruzhenist elektrichnogo polya B displaystyle mathbf B nbsp magnitna indukciya c shvidkist svitla u vakuumi Zakon elektromagnitnoyi indukciyi v diferencialnij formi RedaguvatiZakon elektromagnitnoyi indukciyi v diferencialnij formi zadayetsya drugim rivnyannyam Maksvela 1 rot E 1 c B t displaystyle text rot mathbf E frac 1 c frac partial mathbf B partial t nbsp Elektrichne pole yake vinikaye pri zmini magnitnogo polya prizvodit do poyavi elektrorushijnoyi sili Zakon elektromagnitnoyi indukciyi dlya vipadku zminnogo u chasi konturu RedaguvatiMozhna pomititi sho integralne rivnyannya Maksvella dlya rotora napruzhenosti elektrichnogo polya ne vrahovuye zalezhnosti poverhni vid chasu a otzhe operator pohidnoyi po chasu ne mozhna vinositi za integral ne zafiksuvavshi pri comu element vektora ploshi d S displaystyle d mathbf S nbsp Prote rezultat sho otrimanij pri vivedenni cogo rivnyannya mozhna uzagalniti Dlya cogo treba vzyati povnu pohidnu vid virazu 1 c B d S displaystyle frac 1 c int mathbf B d mathbf S nbsp 1 c d d t t t 0 B d S 1 c B t d S 0 1 c B 0 d S t d t displaystyle frac 1 c frac d dt t t 0 int mathbf B d mathbf S frac 1 c int frac partial mathbf B partial t d mathbf S 0 frac 1 c int mathbf B 0 frac d mathbf S t dt nbsp Oskilki element vektora ploshi dorivnyuye d S d l v 0 d t displaystyle d mathbf S d mathbf l times mathbf v 0 dt nbsp sho opisuyetsya yak segment krivoyi d l displaystyle d mathbf l nbsp sho buv projdenij za chas d t displaystyle dt nbsp iz shvidkistyu v 0 displaystyle mathbf v 0 nbsp to vikoristovuyuchi rotorne rivnyannya Maksvella dlya napruzhenosti elektrichnogo polya i shojno napisane mozhna otrimati sho 1 c d d t t t 0 B d S E d S 0 1 c B 0 d l v 0 E 0 d l 1 c v 0 B 0 d l E 0 1 c v 0 B 0 d l displaystyle frac 1 c frac d dt t t 0 int mathbf B d mathbf S int nabla times mathbf E d mathbf S 0 frac 1 c int mathbf B 0 cdot d mathbf l times mathbf v 0 int mathbf E 0 d mathbf l frac 1 c int mathbf v 0 times mathbf B 0 d mathbf l int left mathbf E 0 frac 1 c mathbf v 0 times mathbf B 0 right d mathbf l nbsp 1 q F L d l F i n d F i n d 1 c d F d t displaystyle frac 1 q int mathbf F L d mathbf l mathbf F ind Rightarrow mathbf F ind frac 1 c frac d Phi dt nbsp Cej viraz nazivayetsya zakonom Faradeya dlya vipadku zminnogo u chasi konturu Vikoristannya RedaguvatiYavishe elektromagnitnoyi indukciyi vikoristovuyetsya u generatorah elektrichnogo strumu transformatorah dinamo mashinah lichilnikah elektroenergiyi tosho tobto ye osnovoyu virobnictva j spozhivannya elektrichnoyi energiyi Formuli na cij storinci zapisani v sistemi SGS SGSG Dlya peretvorennya v Mizhnarodnu sistemu velichin ISQ divis Pravila perevodu formul iz sistemi SGS v sistemu ISQ Literatura RedaguvatiMaxwell James Clerk 1881 A treatise on electricity and magnetism Vol II Chapter III 530 p 178 Arhivovano 30 chervnya 2019 u Wayback Machine Oxford UK Clarendon Press ISBN 0 486 60637 6 nbsp Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Elektromagnitna indukciya amp oldid 34886969