Presentación sobre física de inducción electromagnética. Presentación sobre el tema "Inducción electromagnética. Los experimentos de Faraday". El fenómeno de la inducción electromagnética.
"Convertir el magnetismo en electricidad..." El físico inglés Michael Faraday, al conocer los experimentos de Oersted, se propuso la tarea de "convertir el magnetismo en electricidad". Resolvió este problema durante 10 años, de 1821 a 1831. Faraday demostró que un campo magnético puede generar electricidad.
La importancia de la EMR para la física y la tecnología La acción de los generadores de corriente eléctrica en todas las centrales eléctricas de la Tierra se basa en el fenómeno de la EMR. El físico alemán Heinrich Helmholtz dijo: “Mientras la gente disfrute de los beneficios de la electricidad, recordará el nombre de Faraday”.
Basándonos en los experimentos de Faraday, podemos concluir en qué condiciones se puede observar el fenómeno EMR: El fenómeno de la inducción electromagnética consiste en la aparición de una corriente inducida en un circuito cerrado cuando el flujo magnético cambia a través de un área limitada por el circuito.
Cambio en el tiempo del campo magnético en el que se encuentra el circuito en reposo. La corriente de inducción en un circuito cerrado estacionario ubicado en un campo magnético alterno es causada por el campo eléctrico generado por el campo magnético alterno (campo eléctrico de remolinos)
El fenómeno de la inducción electromagnética.
"Los accidentes felices sólo llegan a una parte de la mente preparada".
L.Pasternak
La experiencia del científico danés Oersted
1820
1777 – 1851
Michael Faraday
1791 – 1867, físico inglés,
Miembro honorario de San Petersburgo
Academia de Ciencias (1830),
Fundador de la doctrina del campo electromagnético; introdujo los conceptos de "campo eléctrico" y "campo magnético";
expresó la idea de existencia
ondas electromagnéticas .
1821 año: “Convertir el magnetismo en electricidad”.
1931 año – corriente eléctrica recibida usando un campo magnético
"Inducción electromagnética" -
Palabra latina que significa " guía"
El experimento de M. Faraday
“Se enrolló un alambre de cobre de 203 pies de largo en un ancho carrete de madera, y entre sus vueltas se enrolló un alambre de la misma longitud, aislado del primero con un hilo de algodón.
Una de estas espirales estaba conectada a un galvanómetro, la otra a una batería potente...
Cuando se cerró el circuito, se observó una acción repentina pero extremadamente débil en el galvanómetro, y el mismo efecto se observó cuando se detuvo la corriente.
Con el paso continuo de corriente a través de una de las espirales, no fue posible detectar desviaciones de la aguja del galvanómetro…”
¿Qué vemos?
Conclusión de la experiencia. :
- La corriente que surge en la bobina (circuito cerrado) se llama
inducción.
- La diferencia entre la corriente resultante y lo que sabíamos anteriormente es que para recibirlo no se necesita ninguna fuente actual.
La conclusión general de Faraday
La corriente de inducción en un circuito cerrado ocurre cuando el flujo magnético cambia a través del área limitada por el circuito.
Inducción electromagnética Es un fenómeno físico que consiste en la aparición de una corriente eléctrica en un circuito conductor, que está en reposo en un campo magnético variable en el tiempo o se mueve en un campo magnético constante de tal manera que el número de líneas de inducción magnética que atraviesan el cambios de circuito.
La corriente que surge se llama inducción .
¿Cuál es el motivo de la ocurrencia? ¿Corriente inducida en la bobina?
Considere un imán:
¿Qué puedes decir sobre el imán?
Cuando introducimos un imán en el circuito cerrado de una bobina, ¿Qué cambia para él?
¿Cómo determinar la dirección de la corriente de inducción?
Vemos que la dirección de la corriente de inducción es diferente en estos experimentos.
Basándose en la ley de conservación de la energía, el científico ruso Lenz Ofrecido regla , que determina la dirección de la corriente de inducción.
El físico ruso Emil Lenz.
1804 – 1865
0, si se extiende, entonces ∆Ф 0). 3. Determine la dirección de las líneas de inducción del campo magnético B′ creado por la corriente inducida (si ∆Ф 0, entonces las líneas B y B′ están dirigidas en direcciones opuestas; si ∆Ф 0, entonces las líneas B y B′ son codirigido). 4. Usando la regla de gimlet (mano derecha), determine la dirección de la corriente de inducción. ∆ Ф se caracteriza por un cambio en el número de líneas de inducción magnética B que penetran en el circuito "ancho="640" 1. Determine la dirección de las líneas de inducción del campo externo B (proveniente de norte y están incluidos en S ).
2. Determine si el flujo magnético a través del circuito aumenta o disminuye (si el imán se mueve hacia el anillo, entonces ∆Ф 0, si está extendido, entonces ∆Ф 0).
3. Determine la dirección de las líneas de inducción del campo magnético B′ creado por la corriente de inducción (si ∆Ф 0, entonces las líneas B y B′ están dirigidas en direcciones opuestas; si ∆Ф 0, entonces las líneas B y B′ son codireccionales).
4. Usando la regla de gimlet (mano derecha), determine la dirección de la corriente de inducción.
∆ F
caracterizado por el cambio
número de líneas de inducción magnética B,
impregnando el contorno
Fórmula matemática de la ley de la inducción electromagnética.
ε = - ΔΦ/Δ t
ΔΦ/Δ t - tasa de cambio del flujo magnético (unidades Wb/s )
La fem inducida en un circuito cerrado es igual en magnitud a la tasa de cambio del flujo magnético a través de la superficie delimitada por el circuito.
ley electromagnética inducción
La EMF de la inducción electromagnética en un circuito cerrado es numéricamente igual y de signo opuesto a la tasa de cambio del flujo magnético a través de la superficie delimitada por este circuito.
La corriente en el circuito tiene una dirección positiva a medida que disminuye el flujo magnético externo.
Disco duro de la computadora.
La inducción electromagnética en el mundo moderno.
Grabadora de vídeo.
Detector de policía.
Detector de metales en aeropuertos
Tren de levitación magnética
Mostrando videos sobre la aplicación del fenómeno de la inducción electromagnética: detector de metales, registro de información en medios magnéticos y lectura de ellos - disco “Física grados 7-11. Biblioteca de ayudas visuales" Complejos educativos.
institución educativa municipal
"Escuela secundaria nº 72"
Electrodinámica Inducción electromagnética
(Parte 1)
preparó la presentación
profesor de fisica e informatica
V. S. Dubovik
Sarátov
Inducción electromagnética
En esta lección debes estudiar las siguientes preguntas:
- el fenómeno de la inducción electromagnética;
- diferencia entre campos eléctricos y magnéticos alternos y constantes;
- flujo magnético;
- dirección de la corriente de inducción;
- regla de Lenz;
- ley de inducción electromagnética;
- campo eléctrico de vórtice;
- fem inducida en conductores en movimiento;
- Aplicación del fenómeno de la inducción electromagnética.
Como resultado, deberías aprender:
- determinar la dirección de la corriente de inducción de inducción magnética;
- calcular el flujo magnético;
- Calcule la fem inducida.
Para esto:
- Estudiar los materiales de los libros de texto;
- Responda las preguntas de autocontrol;
- Considere la metodología para la resolución de problemas de este tipo;
Descubrimiento del fenómeno de la inducción electromagnética.
MICHAEL FARADAY
(1791-1867)
Grabado: Michael Faraday dando una conferencia demostrando sus experimentos en la Royal Institution de Londres en 1830.
Observando el fenómeno de la inducción electromagnética.
El fenómeno de aparición de campos electromagnéticos en un circuito cuando cambia el flujo magnético que pasa a través del circuito se llama inducción electromagnética.
Flujo magnético. Ley de Inducción Electromagnética
Flujo magnético Φ a través del área S el contorno se llama valor:
Φ = B · S porque α
La unidad SI de flujo magnético se llama vberom (Wb). Un campo magnético con una inducción de 1 T crea un flujo magnético igual a 1 Wb, que penetra en la dirección normal un contorno plano con un área de 1 m 2 .
Faraday estableció experimentalmente que cuando cambia el flujo magnético en un circuito conductor, surge una fem inducida E Indiana , igual a la tasa de cambio del flujo magnético a través de la superficie delimitada por el contorno, tomada con un signo menos:
0, y el EMF ind I ind fluye hacia la dirección positiva seleccionada para evitar el circuito. La regla de Lenz refleja el hecho experimental de que EMF ind y ΔФ/Δt siempre tienen signos opuestos (el signo “menos” en la fórmula de Faraday). La regla de Lenz tiene un profundo significado físico: expresa la ley de conservación de la energía." width="640" Dirección de la corriente de inducción. La regla de Lenz
La experiencia demuestra que la corriente de inducción excitada en un circuito cerrado cuando cambia el flujo magnético siempre se dirige de tal manera que el campo magnético que crea evita el cambio en el flujo magnético que provoca la corriente de inducción. Esta afirmación se llama regla de Lenz (1833).
Lenz Emily Khristianovich
Ilustración de la regla de Lenz.
En este ejemplo, ΔФ/ Δ t 0, y el EMF ind I ind fluye hacia la dirección positiva seleccionada para evitar el circuito.
La regla de Lenz refleja el hecho experimental de que EMF ind y ΔФ/Δt siempre tienen signos opuestos (el signo “menos” en la fórmula de Faraday). La regla de Lenz tiene un significado físico profundo: expresa la ley de conservación de la energía.
EMF de inducción en conductores en movimiento.
La aparición de fem inducida se explica por la acción de la fuerza de Lorentz sobre las cargas libres en los conductores en movimiento. La fuerza de Lorentz desempeña en este caso el papel de una fuerza externa.
Trabajo realizado por la fuerza F L en el camino. yo igual a A = F L · yo= eυB yo .
Según la definición de EMF
La relación para EMF ind se puede dar de la forma habitual. Con el tiempo Δt, el área del contorno cambia en ΔS = yoυΔt. El cambio en el flujo magnético durante este tiempo es igual a
ΔΦ = BlυΔt. Por eso,
resolución de problemas
resolución de problemas
B i
resolución de problemas
resolución de problemas
resolución de problemas
resolución de problemas
resolución de problemas
resolución de problemas
resolución de problemas
El signo "-" se puede ignorar porque No especificado
cómo cambia el flujo magnético.
resolución de problemas
resolución de problemas
resolución de problemas
resolución de problemas
§§ 11.13, Ex.2 (8.9)
Considere todos los problemas de las versiones de prueba del Examen Estatal Unificado para 2006 - 2009. sobre el tema de la inducción electromagnética.
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
En 1824, el francés Arago descubrió que las oscilaciones de una aguja magnética suspendida librementese desvanecen mucho más rápido si hay una placa magnética debajo de ellos. Experimentos posteriores demostraron que cuando una placa de cobre gira rápidamente, una aguja magnética ubicada encima de ella comienza a oscilar en la misma dirección.
El inglés Faraday dio una explicación a esto.
(1831). Partió del hecho de que los campos eléctricos y magnéticos están interconectados, y si alrededor de un conductor con
la corriente eléctrica produce una corriente magnética, entonces lo contrario también es cierto: APARIENCIA
CORRIENTE ELECTRICA EN UN CONDUCTOR CERRADO,
BAJO LA INFLUENCIA DE UN CAMPO MAGNÉTICO. Faraday realizó una serie de experimentos. A no magnético
1
la varilla está enrollada con dos piezas de cobre pro- K
agua. Uno (1) conectado a la batería B WTOB
enjambre (2) al galvanómetro G. A constante
corriente en el cable 1, la aguja del galvanómetro no
GRAMO
se desvía, y esto significa que no hay corriente en el cable 2. 2
Cuando se cerró y abrió el interruptor K, la aguja del galvanómetro se desvió leve y rápidamente
volvió a su posición original, lo que mostró
la aparición en el circuito 2 de una corriente de corta duración denominada CORRIENTE DE INDUCCIÓN. La dirección de este
La corriente al abrir y cerrar la llave era opuesta. No estaba claro qué lo estaba causando.
la aparición de corriente de inducción: un cambio en la corriente inicial o campo magnético. Si a la bobina K₂ con un galvanómetro G K₁ I
S
1
conectar la bobina K₁ con la batería B
B
creando una corriente I 1, entonces en K₂ habrá
norte
corriente I 2. Al retirar la bobina K₁ de
La corriente K₂ I 2 surge, pero se dirige K₂ I
2
opuesto.
GRAMO
La corriente de inducción ocurre de la misma manera.
si a una bobina con un galvanómetro
Traiga el imán y muévalo a lo largo de la bobina.
La dirección de la corriente de inducción depende de qué extremo del imán estaba frente a la bobina y de
si se acercaba o se alejaba.
El motivo de la aparición de la corriente de inducción I 2 es
Cambio en el campo magnético creado por la bobina.
K₁ o imán.
LEY DE FARADAY
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
El fenómeno descubierto por Faraday se denominó:INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA – ocurrencia
Fuerza electromotriz en un conductor que se mueve.
campo magnético, o en un circuito conductor cerrado cuando cambia su enlace de flujo. (debido a
movimiento del circuito en un campo magnético o cambios
el campo mismo).
La aparición de una corriente de inducción en el circuito indica
la presencia en el circuito de una fuerza electromotriz (EMF), llamada fuerza electromagnética
inducción (inducción fem Ei).
El valor de la corriente inducida y, por tanto, de la fem inducida.
determinado únicamente por la tasa de cambio del flujo magnético.
LEY DE FARADAY DE INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
La FEM de inducción electromagnética en el circuito es numéricamente igual y de signo opuesto a la tasa de cambio.flujo magnético a través de una superficie limitada
este contorno.
La ley es universal Ei no depende del método de cambio.
flujo magnético.
d
Ei
dt
LEY BÁSICA DE LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
La unidad de Ei es V (voltio).
Wb
tm2
nortem2
j
A B C
d
EN
dt
Con
Con
A
metro
Con
A
Con
A
Con
LA REGLA DE LENZ
El signo “-” indica que el aumento del caudal d dt 0causa fem inducida menos que cero d dt 0 Ei 0
es decir, el campo de la corriente inducida se dirige hacia el flujo, y viceversa, d dt 0 Ei 0, es decir, la dirección del flujo y los campos de la corriente inducida coinciden.
El signo “-” es una expresión matemática REGLAS DE LENZ
– regla general para encontrar la dirección de la corriente de inducción.
La corriente inducida en el circuito siempre tiene una dirección tal que el campo magnético que crea evita el cambio en el flujo magnético que lo provocó.
corriente inducida. Para explicar la aparición de fem inducida en conductores estacionarios, Maxwell sugirió que cualquier campo magnético alterno excita un campo eléctrico en el espacio circundante, que es la causa de la aparición de corriente inducida en
conductor.
La circulación del vector fuerza de este campo E B a lo largo de cualquier contorno fijo L es
EMF de inducción electromagnética.
d
Ei E B dl
dt
l
ROTACIÓN DEL CUADRO EN UN CAMPO MAGNÉTICO
Deje que el marco gire uniformemente ωS
xia con velocidad angularw constante,
α
en un campo magnético uniforme
EN
con inducción B const.
Flujo magnético acoplado a
marco en cualquier momento t será igual a:
Bn S BS cos BS coste t
t – ángulo de rotación del marco en el momento t.
Cuando el marco gira, surgirá en él una fem inducida Ei d dt BS sin t, que varía según una ley armónica.
Ei máx BS Ei Ei máx sen t Si un marco gira en un campo magnético uniforme, entonces
en él aparece un EMF variable, que varía según
ley armónica.
El fenómeno de la inducción electromagnética fue la base.
a partir de los cuales se crearon motores, generadores y transformadores eléctricos.
GENERADORES – utilizados para transformar uno
tipo de energía a otro.
El generador más simple que convierte mecánico.
energía en energía de campo eléctrico: el marco discutido anteriormente gira en un campo magnético uniforme. Proceso de conversión mecánica
la energía es convertible en energía eléctrica. Sobre este principio
basado en la acción de motores eléctricos que convierten energía eléctrica V energía mecánica.
Corrientes de Foucauld (CORRIENTE DE FOUCAULD)
La corriente de inducción ocurre no sólo enalambres delgados, pero también en conductores macizos macizos colocados en un campo magnético alterno. Estas corrientes resultan estar cerradas en el espesor del conductor y
llamadas corrientes de Foucault o Foucault.
Las corrientes de Foucault obedecen a la regla de Lenz: sus
El campo magnético está dirigido de manera que
contrarrestar el cambio en el flujo magnético que induce el vórtice
corrientes.
Las corrientes parásitas ocurren en cables que transportan corriente alterna.
Se puede determinar la dirección de las corrientes de Foucault.
yo
0
dt
I
yo
0
dt
I vierta de acuerdo con la regla de Lenz: si la corriente primaria I aumenta (dI dt 0), entonces las corrientes de Foucault se dirigen en contra de la dirección de I, y si disminuye (dI dt 0), entonces en la dirección.
La dirección de las corrientes parásitas de manera que impidan un cambio en la corriente primaria dentro del conductor.
y contribuir a su cambio cerca de la superficie.
Son manifestaciones del efecto piel o efecto superficie.
Dado que las corrientes de alta frecuencia prácticamente fluyen en finas
capa superficial, luego se hacen cables para ellos
hueco.
TRANSFORMADORES DE INDUCCIÓN MUTUA DE AUTOINDUCCIÓN DE INDUCTANCIA DE BUCLE
INDUCTANCIA. AUTOINDUCCIÓN
Una corriente eléctrica que fluye por un circuito crea a su alrededor un campo electromagnético cuya inducción es proporcional a la corriente. Por lo tanto, vinculado al circuito.El flujo magnético es proporcional a la corriente en el circuito.
LI
L – inductancia del circuito (coeficiente de inducción)
Cuando la corriente en el circuito cambia, cambiará.
también lo es el flujo magnético que se le atribuye, lo que significa que se inducirá una FEM en el circuito.
La aparición de fem inducida en un circuito conductor,
cuando la fuerza actual cambia en él, se llama -
AUTOINDUCCIÓN. La unidad de inductancia es Henry (H).
1 H – inductancia de dicho circuito, flujo magnético
cuya autoinductancia a una corriente de 1 A es igual a 1 Wb.
Para un solenoide infinitamente largo, el flujo magnético total (enlace de flujo) será igual a:
norte 2i
norte 0
S
yo
Esto significa que la inductancia de un circuito infinitamente largo es:
norte2s
L 0
yo
La inductancia del solenoide depende del número de vueltas N,
longitud l, área del solenoide S y permeabilidad magnética de la sustancia a partir de la cual está hecho el solenoide.
CEM DE AUTOINDUCCIÓN
La inductancia del circuito depende en general sólodesde forma geométrica, tamaño y pro magnético
inutilidad ambiente contorno, y, puedes
Digamos que la inductancia de un circuito es análoga a la capacitancia eléctrica de un conductor solitario.
Aplicando la ley de Faraday a la autoinducción (Ei d dt)
obtenemos:
d
d
dL
yo
es
lili yo
dt
dt
dt
dt
Si el circuito no está deformado (L const) y el campo magnético
la permeabilidad del medio ambiente no cambia
por eso:
yo
es l
dt El signo "-" muestra que la presencia de inductancia en el circuito ralentiza el cambio de corriente en el mismo.
Si la corriente aumenta con el tiempo, entonces ES 0 y dI dt 0 entonces
hay una corriente de autoinducción dirigida hacia la corriente causada por una fuente externa y la inhibe
aumentar.
Si con el tiempo la corriente disminuye ES 0 y dI dt 0, entonces la corriente inducida tiene la misma dirección que
Disminuyendo la corriente en el circuito y ralentizando su disminución.
El circuito, al tener una determinada inductancia, adquiere inercia eléctrica: cualquier cambio
Cuanto mayor es la inductancia del circuito, más fuertemente se inhibe la corriente.
CORRIENTES AL ABRIR Y CERRAR EL CIRCUITO
Para cualquier cambio en la intensidad de la corriente en un circuito conductor.Se produce una fem de autoinducción, como resultado de lo cual aparecen corrientes adicionales en el circuito llamado
EXTRACORRIENTES DE AUTOINDUCCIÓN. En concordancia con reglas
Lenz, siempre están dirigidos para evitar un cambio en la corriente en el circuito (opuesto a la corriente de
R
mi
A
fuente actual).
Considere un circuito que tiene una fuente toL
ka con EMF E, resistencia resistencia R, inductor L. Bajo la influencia de EMF externos en el circuito.
fluye corriente continua I 0 E R.
En el momento t=0 la fuente actual se apagó. La corriente a través de la bobina L disminuirá. ¿Qué provocará la aparición de fem autoinductiva Es L dI dt obstructiva? según la regla de reducción de Lenz
actual En cada momento del tiempo
La corriente está determinada por la ley de Ohm:
ES
yo
yo
R
I
IR L
dt
R
dt
I
l
I
I0
cortocircuito
apertura
t
Integrando esta expresión sobre I (cambiando de I 0 a I) y
por t (cambiando de 0 a t) obtenemos:
I
RT
en
I0
l
yo yo 0e
t
Actual en el momento t después de apagar la fuente.
l
– tiempo de relajación constante (tiempo durante el cual
entonces la corriente disminuye en un factor de e).
Cuanto mayor sea la inductancia del circuito y menor la resistencia, menor y por tanto más lenta será la disminución. Hay corriente en el circuito cuando se abre.
Cuando el circuito está cerrado, además del EMF externo E,
Fem autoinductiva Es L dI dt evitando que la corriente aumente. Según la ley de Ohm:
yo
IR E Es E - L
dt
du
dt
Déjate IR E
tu
En el momento del cierre del circuito, la intensidad de la corriente es I 0 y u E, lo que significa integrar sobre u (de E a IR E) y sobre t (de 0 a t)
IR y t
obtenemos
en
mi
t
yo yo 0 (1 e)
mi
Actual en el momento t después del encendido. (Yo 0).
R
INDUCCIÓN MUTUA
Considere dos conos fijosI1 1 I 2 2tours 1 y 2 ubicados cerca
de cada uno. El circuito 1 tiene fugas
la corriente I1 y el flujo magnético generado por este circuito son proporcionales a I1.
Denotaremos por 21 la parte del flujo magnético que penetra en el circuito 2. 21 L21 I1 (L21 es el coeficiente de proporcionalidad).
Si la corriente I1 cambia, entonces se induce Ei 2 en el circuito 2.
EMF, que, según la ley de Faraday, es igual y de signo opuesto a la tasa de cambio del campo magnético.
flujo 21 creado por la corriente en el primer circuito y penetrando en el circuito 2. re 21
di1
Ei 2
L21
dt
dt
De manera similar, cuando fluye corriente en el circuito 2, obtenemos:
12 L12 Yo 2
re 12
yo 2
Ei1
L12
dt
dt
El fenómeno de aparición de EMF en uno de los circuitos, cuando
El cambio en la intensidad de la corriente en otro se llama.
POR INDUCCIÓN MUTUA.
L12 y L21 – inductancia mutua de los circuitos, depende
sobre la forma geométrica de las dimensiones, la posición relativa de los contornos y la permeabilidad magnética
ambiente. La unidad de medida es Henry (H).
L12 L21
Los experimentos han demostrado que: Calculemos la inductancia mutua.
yo
dos bobinas enrolladas en una bobina I
1
N2
Núcleo toroidal puro.
N1
S
Inducción del campo magnético creado por la primera bobina, con el número de vueltas N1, corriente I 1 y
permeabilidad magnética de la longitud del núcleo l
N1 yo 1
es igual a:
B 0
yo
Flujo magnético a través de una vuelta de la segunda bobina:
N1 yo 1
2 BS 0
S
yo
Flujo magnético total (enlace de flujo) a través de
devanado secundario que contiene N 2 vueltas:
N1 N 2
norte 2 2 0
I1S
yo Dado que el enlace de flujo es creado por la corriente I 1, entonces:
N1 N 2
L21 0
S
I1
yo
Si calculamos el flujo magnético creado por la bobina 2 a través de la bobina 1, entonces para la inductancia L12 obtenemos de manera similar el mismo valor. Medio
inductancia mutua de dos bobinas enrolladas
núcleo toroidal común:
N1 N 2
L12 L21 0
S
I1
yo
TRANSFORMADORES
Por primera vez se instalaron transformadoresR1
diseñado por electricistas rusos E1 N1
N 2E2
técnico técnico P.N. Yáblochkov
(1847-1894) y el físico I.F. Usagin (1855-1919).
El principio de funcionamiento de los transformadores utilizados para
aumentar o disminuir el voltaje de CA
actual, se basa en el fenómeno de la inducción mutua.
Deje que las bobinas (devanados) primaria y secundaria que tienen vueltas N1 y N2, respectivamente, se monten sobre un núcleo de hierro cerrado. Los extremos del primer devanado.
unido a la fuente EDSE1, en ella surge una corriente alterna I 1, creando un flujo magnético alterno en el núcleo del transformador, prácticamente completamente localizado en el núcleo de hierro,
lo que significa que penetra completamente en las espiras del secundario.
devanados Un cambio en este flujo provoca la aparición de una fem de inducción mutua en el devanado secundario,
y en el EMF primario de la autoinducción.
La corriente I 1 del devanado primario se determina mediante la ley de Ohm, donde R1 es la resistencia del devanado primario.
re N1
E1
I1 R1
dt
La caída de voltaje I1 R1 a través de la resistencia R1 en campos que varían rápidamente es pequeña en comparación con cada
de EMF, y podemos suponer que:
d
E1 N1
dt EMF de inducción mutua que surge en el devanado secundario:
d(norte)
d
E2
norte 2
dt
dt
Comparación de los valores de EMF mutuo E2 y autoinducción E1
2
obtenemos:
N2
E2
E1
N1
E2 – EMF que surge en el segundo devanado, el signo “-” es
indica que la FEM en el primer y segundo devanado está en fase opuesta.
N2
– relación de transformación, muestra la velocidadN1
sólo una vez que la FEM en el devanado secundario es mayor (menor)
que en el primario. Despreciando las pérdidas de energía (aproximadamente 2%) y aplicando la ley de conservación de la energía, podemos suponer que
E2 Yo 2 E1 Yo1
Por eso:
N2
1
N1
E2
yo1 norte 2
E1 yo 2 N1
– transformador elevador creciente
EMF alterno y corriente reductora (aplicada
para transmitir electricidad a largas distancias)
N2
1 – transformador reductor reductor
N1EMF y corriente de refuerzo (utilizada en soldadura eléctrica, que requiere alta corriente a bajo voltaje).
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Resumen de la presentación.
La presentación "Inducción electromagnética" describe la experiencia de Faraday, el descubrimiento de la inducción electromagnética y la ley que la rige, el método para obtener una corriente de inducción, etc. La segunda mitad de la presentación contiene una serie de tareas y tareas que ayudarán a los estudiantes a prepararse para la Examen de Estado.
- el experimento de Faraday;
- Flujo magnético;
- Ley de inducción electromagnética de Faraday;
- regla de Lenz;
- Obtención de corriente de inducción.
Para llevar a cabo una lección por parte de un maestro.
Para realizar un trabajo de prueba/verificación
Formato
pptx (powerpoint)
Número de diapositivas
Popova I.A.
Audiencia
Palabras
Abstracto
Presente
Objetivo
Diapositiva 1
Diapositiva 2
Objetivo
Repetición de los conceptos básicos de cinemática, tipos de movimiento, gráficas y fórmulas de cinemática de acuerdo con el codificador GIA y el plan para la versión demostrativa de la prueba de examen.
Diapositiva 3
Descubrimiento del fenómeno de la inducción electromagnética.
- El fenómeno de la inducción electromagnética fue descubierto por el destacado físico inglés M. Faraday en 1831. Consiste en la aparición de una corriente eléctrica en un circuito conductor cerrado cuando el flujo magnético que penetra en el circuito cambia con el tiempo.
- Faraday Miguel (22.09.1791–25.08.1867)
- Físico y químico inglés.
Diapositiva 4
El experimento de Faraday
Diapositiva 5
El fenómeno de la inducción electromagnética.
El fenómeno de la inducción electromagnética consiste en la aparición de una corriente eléctrica en un circuito conductor cerrado cuando el flujo magnético que penetra en el circuito cambia con el tiempo.
Diapositiva 6
El fenómeno de la inducción electromagnética.
Diapositiva 7
Flujo magnético
- El flujo magnético Φ a través del área S del circuito es la cantidad
- Φ = B S porque α
- donde B es la magnitud del vector de inducción magnética,
- α – ángulo entre el vector y la normal al plano del contorno
- La unidad SI de flujo magnético se llama weber (Wb)
Diapositiva 8
El fenómeno de la inducción electromagnética.
Diapositiva 9
Ley de inducción electromagnética de Faraday
La regla de Lenz:
- Cuando el flujo magnético cambia en un circuito conductor, surge una fem inducida Eind, igual a la tasa de cambio del flujo magnético a través de la superficie delimitada por el circuito, tomada con un signo menos:
- En este ejemplo, un ind< 0. Индукционный ток Iинд течет навстречу выбранному положительному направлению обхода контура.
Diapositiva 10
Dependencia de la corriente de inducción de la tasa de cambio del flujo magnético.
Diapositiva 11
La regla de Lenz
- yo caso
- II caso
- III caso
- caso intravenoso
Diapositiva 12
Cambio de flujo magnético
Un cambio en el flujo magnético que penetra en un circuito cerrado puede ocurrir por dos razones:
- El flujo magnético cambia debido al movimiento del circuito o sus partes en un campo magnético constante en el tiempo.
- Cambio en el tiempo del campo magnético con un circuito estacionario.
Diapositiva 13
Obtención de corriente inducida
Diapositiva 14
Alternador
Diapositiva 15
El fenómeno de la inducción electromagnética se observa en casos.
- movimiento del imán con respecto a la bobina (o viceversa);
- movimiento de las bobinas entre sí;
- cambiar la intensidad de la corriente en el circuito de la primera bobina (usando un reóstato o cerrando y abriendo un interruptor);
- rotación del circuito en un campo magnético;
- rotación del imán dentro del circuito.
Diapositiva 16
Consideremos las tareas.
Una selección de tareas sobre cinemática (de las tareas de la Academia Estatal de Artes 2008-2010)
Diapositiva 17
Tareas
Cuando el polo sur del imán se inserta en la bobina, el amperímetro registra la aparición de una corriente de inducción. ¿Qué se debe hacer para aumentar la fuerza de la corriente de inducción?
- aumentar la velocidad de inserción del imán
- inserte un imán en la bobina con el polo norte
- cambiar la polaridad de la conexión del amperímetro
- tome un amperímetro con un valor de división más bajo
Diapositiva 18
La bobina está conectada a un galvanómetro. ¿En cuál de los siguientes casos se produce una corriente eléctrica en él? A) Se introduce un electroimán en la bobina. B) La bobina contiene un electroimán.
- Sólo A.
- Sólo B.
- En ambos casos.
- En ninguno de los casos anteriores.
Diapositiva 19
Dos bobinas idénticas A y B están conectadas cada una a su propio galvanómetro. Se inserta una tira magnética en la bobina A y la misma tira magnética se retira de la bobina B. ¿En qué bobinas detectará el galvanómetro la corriente inducida?
- en ninguno de los
- en ambas bobinas
- solo en la bobina A
- solo en carrete
Diapositiva 20
Una vez que el imán cae a través de un anillo metálico estacionario con el polo sur hacia abajo, la segunda vez con el polo norte hacia abajo. Corriente de anillo
- ocurre en ambos casos
Diapositiva 21
La corriente en la bobina cambia según el gráfico de la figura. ¿En qué intervalos de tiempo se puede detectar no sólo un campo magnético, sino también un campo eléctrico cerca del extremo de la bobina?
- De 0 a 2 s y de 5 a 7 s.
- Sólo de 0 a 2 s.
- Sólo de 2 a 5 s.
- En todos los intervalos de tiempo especificados.
Diapositiva 22
Se empuja un imán dentro del anillo de metal durante los primeros dos segundos, durante los dos segundos siguientes el imán se deja inmóvil dentro del anillo y durante los dos segundos siguientes se retira del anillo. ¿En qué intervalos de tiempo fluye corriente en la bobina?
- 0–6 segundos
- 0–2 s y 4–6 s
- 2 a 4 segundos
- sólo 0-2 s
Diapositiva 23
Se inserta un imán permanente en un anillo de aluminio cerrado sobre una suspensión larga y delgada (ver figura). La primera vez, por el polo norte, la segunda, por el polo sur. Donde
- En ambos experimentos el anillo es repelido por el imán.
- En ambos experimentos el anillo es atraído por el imán.
- en el primer experimento el anillo es repelido por el imán, en el segundo el anillo es atraído por el imán
- en el primer experimento el anillo es atraído por el imán, en el segundo el anillo es repelido por el imán
Diapositiva 24
El imán se retira del anillo como se muestra en la figura. ¿Qué polo magnético está más cerca del anillo?
- del Norte
- del Sur
- negativo
- positivo
Diapositiva 25
La figura muestra una demostración de un experimento para verificar la regla de Lenz. El experimento se realiza con un anillo macizo, no cortado, porque
- el anillo macizo está hecho de acero y el anillo cortado está hecho de aluminio
- Un campo eléctrico de vórtice no surge en un anillo sólido, pero sí en un anillo cortado.
- En un anillo macizo se produce una corriente inducida, pero no en un anillo cortado.
- Una fem inducida ocurre en un anillo sólido, pero no en un anillo cortado.
Diapositiva 26
La figura muestra dos formas de rotar un marco en un campo magnético uniforme. actual en el marco
- ocurre en ambos casos
- no ocurre en ninguno de los casos
- ocurre sólo en el primer caso
- ocurre sólo en el segundo caso
Diapositiva 27
La figura muestra el momento de un experimento de demostración para probar la regla de Lenz, cuando todos los objetos están inmóviles. El polo sur del imán está dentro del anillo de metal sólido, pero no lo toca. El balancín con anillos metálicos puede girar libremente alrededor del soporte vertical. Cuando el imán salga del anillo,
- quedarse quieto
- moverse en sentido antihorario
- oscilar
- sigue el imán
Diapositiva 28
Literatura
- http://sitio/
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Abstracto
Profesor de física
Belovo 2013
Nota explicativa
Literatura
Peryshkin, A.V., Física. Séptimo grado. Libro de texto para escuelas secundarias / A. V. Peryshkin. - M.: Avutarda, 2009. – 198 p.
Peryshkin, A.V., Física. Octavo grado. Libro de texto para escuelas secundarias / A. V. Peryshkin. - M.: Avutarda, 2009. – 196 p.
Institución educativa no estándar presupuestaria municipal
“Gimnasio nº 1 que lleva el nombre de Tasirov G.Kh. Ciudad de Belovo"
Inducción electromagnética. Los experimentos de Faraday Preparación para el examen estatal.
Manual metodológico (presentación)
Profesor de física
Belovo 2013
Nota explicativa
Manual metodológico (presentación) “Inducción electromagnética. Los experimentos de Faraday. "Preparación para el examen estatal" se elaboró de acuerdo con los requisitos para la Certificación final estatal (SFA) en Física 2010 y tiene como objetivo preparar a los graduados de la escuela secundaria para el examen.
La brevedad y claridad de la presentación le permite repetir de manera rápida y eficiente el material tratado al repetir un curso de física en el noveno grado, así como utilizar ejemplos de versiones de demostración del Examen Académico Estatal de Física de 2008-2010 para mostrar la aplicación. de leyes y fórmulas básicas en versiones de tareas de examen en los niveles A y B.
El manual también se puede utilizar para los grados 10 y 11 cuando se repiten temas relevantes, lo que ayudará a guiar a los estudiantes para un examen optativo en sus últimos años.
Nota: el archivo de película excede el tamaño máximo de carga en el portal y, cuando se comprime, la calidad de reproducción se ve afectada. Por lo tanto, para insertar videoclips en diapositivas (las recomendaciones se indican en la presentación), descargue la película de las direcciones indicadas en las diapositivas e insértelas en los lugares indicados. Al insertar, configure "reproducir automáticamente al mostrar diapositivas", en la pestaña "Opciones", marque la casilla "Pantalla completa"
Literatura
Zorin, N.I. GIA 2010. Física. Tareas formativas: 9º grado / N.I. Zorín. – M.: Eksmo, 2010. – 112 p. – (Certificación estatal (final) (en una nueva forma).
Kabardin, O.F. Física. 9no grado: colección tareas de prueba para la preparación para la certificación final del curso escolar básico / O.F. Kabardin. – M.: Avutarda, 2008. – 219 p.;
Peryshkin, A.V., Física. Séptimo grado. Libro de texto para escuelas secundarias / A. V. Peryshkin. - M.: Avutarda, 2009. – 198 p.
Peryshkin, A.V., Física. Octavo grado. Libro de texto para escuelas secundarias / A. V. Peryshkin. - M.: Avutarda, 2009. – 196 p.
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