Prezentacija o fizici elektromagnetske indukcije. Prezentacija na temu "Elektromagnetska indukcija. Faradayevi pokusi." Fenomen elektromagnetske indukcije






“Pretvorite magnetizam u elektricitet...” Engleski fizičar Michael Faraday, saznavši za Oerstedove eksperimente, postavio si je zadatak “pretvoriti magnetizam u elektricitet”. Rješavao je ovaj problem 10 godina - od 1821. do 1831. Faraday je dokazao da magnetsko polje može generirati struja.


Značaj EMR-a za fiziku i tehniku ​​Djelovanje generatora električne struje u svim elektranama na Zemlji temelji se na fenomenu EMR-a. Njemački fizičar Heinrich Helmholtz rekao je: “Sve dok ljudi uživaju u blagodatima električne energije, sjećat će se imena Faraday.”










Na temelju Faradayevih pokusa možemo zaključiti pod kojim uvjetima se može promatrati fenomen EMR-a: Fenomen elektromagnetske indukcije sastoji se u pojavi inducirane struje u zatvorenom krugu kada se magnetski tok mijenja kroz područje ograničeno krugom.






Promjena tijekom vremena magnetskog polja u kojem strujni krug miruje Indukcijska struja u stacionarnom zatvorenom krugu koji se nalazi u izmjeničnom magnetskom polju uzrokovana je električnim poljem koje stvara izmjenično magnetsko polje (vrtložno električno polje)






Fenomen elektromagnetske indukcije

"Sretne nezgode dolaze samo jednom dijelu pripremljenog uma."

L. Pasternak


Iskustvo danskog znanstvenika Oersteda

1820

1777. – 1851. godine






Michael Faraday

1791. – 1867., engleski fizičar,

Počasni član St

Akademija znanosti (1830.),

Utemeljitelj doktrine elektromagnetskog polja; uveo pojmove “električno” i “magnetsko polje”;

izrazio ideju postojanja

Elektromagnetski valovi .

1821 godine: “Pretvorite magnetizam u elektricitet”.

1931 godine – primili električnu struju pomoću magnetskog polja



"Elektromagnetska indukcija" -

Latinska riječ koja znači " smjernice"


Pokus M. Faradaya

“Bakrena žica duga 203 stope bila je namotana na široki drveni kalem, a između njezinih zavoja bila je namotana žica iste duljine, od početka izolirana pamučnom niti.

Jedna od tih spirala bila je spojena na galvanometar, druga na jaku bateriju...

Kad je strujni krug bio zatvoren, primijećen je iznenadni, ali izuzetno slab učinak na galvanometru, a isti je učinak primijećen kad je struja zaustavljena.

Uz kontinuirani prolaz struje kroz jednu od spirala, nije bilo moguće otkriti odstupanja igle galvanometra ... "



Što vidimo?

Zaključak iz iskustva :

  • Struja koja nastaje u zavojnici (zatvoreni krug) naziva se

indukcija.

  • Razlika između dobivene struje i onoga što smo ranije znali je ta primiti ga nije potreban izvor struje.

Faradayev opći zaključak

Indukcijska struja u zatvorenoj petlji nastaje kada se magnetski tok mijenja kroz područje ograničeno petljom.


Elektromagnetska indukcija je fizikalna pojava koja se sastoji od pojave električne struje u vodljivom krugu, koji ili miruje u vremenski promjenjivom magnetskom polju, ili se giba u konstantnom magnetskom polju na takav način da broj linija magnetske indukcije koje prodiru kroz promjene kruga.

Struja koja nastaje zove se indukcija .





Koji je razlog nastanka inducirana struja u zavojnici?


Razmotrimo magnet:

Što možete reći o magnetu?


Kada uvedemo magnet u zatvoreni krug zavojnice, Što se mijenja za njega?


Kako odrediti smjer indukcijske struje?

Vidimo da je smjer indukcijske struje različit u ovim pokusima.






Na temelju zakona održanja energije, ruski znanstvenik Lenz ponudio Pravilo , koji određuje smjer indukcijske struje.

Ruski fizičar Emil Lenz

1804. – 1865. godine




0, ako se proteže, tada je ∆F 0). 3. Odredite smjer indukcijskih linija magnetskog polja B′ koje stvara inducirana struja (ako je ∆F 0, onda su linije B i B′ usmjerene u suprotnim smjerovima; ako je ∆F 0, onda su linije B i B′ surežirao). 4. Koristeći gimlet pravilo (desna ruka), odredite smjer indukcijske struje. ∆ F karakterizira promjena u broju linija magnetske indukcije B koje prodiru u krug "width="640"

1. Odredite smjer indukcijskih linija vanjskog polja B (koji dolaze iz N i uključeni su u S ).

2. Odredite povećava li se ili smanjuje magnetski tok kroz krug (ako se magnet pomakne u prsten, tada je ∆F 0, ako je prošireno, tada je ∆F 0).

3. Odredite smjer indukcijskih linija magnetskog polja B′ koje stvara indukcijska struja (ako je ∆F 0, tada su pravci B i B′ usmjereni u suprotnim smjerovima; ako je ∆F 0, tada su pravci B i B′ susmjerni).

4. Koristeći gimlet pravilo (desna ruka), odredite smjer indukcijske struje.

∆ F

karakterizira promjena

broj linija magnetske indukcije B,

prožimajući konturu




Matematička formula za zakon elektromagnetske indukcije

ε = - ΔΦ/Δ t 

ΔΦ/Δ t - brzina promjene magnetskog toka (jedinice Wb/s )

Inducirana emf u zatvorenoj petlji jednaka je po veličini brzini promjene magnetskog toka kroz površinu omeđenu petljom.


Elektromagnetski zakon indukcija

EMF elektromagnetske indukcije u zatvorenoj petlji brojčano je jednak i suprotnog predznaka brzini promjene magnetskog toka kroz površinu omeđenu tom petljom.

Struja u krugu ima pozitivan smjer kako se vanjski magnetski tok smanjuje.












Računalni tvrdi disk.

Elektromagnetska indukcija u suvremenom svijetu

Video snimač.

Detektor policajca.

Detektor metala u zračnim lukama

Magnetski levitacijski vlak

Prikaz videa o primjeni fenomena elektromagnetske indukcije: detektor metala, snimanje informacija na magnetske medije i čitanje s njih - disk “Fizika razredi 7-11. Knjižnica vizualnih pomagala" Obrazovni kompleksi.

Općinska obrazovna ustanova

"Srednja škola br. 72"

Elektrodinamika Elektromagnetska indukcija

(1. dio)

Pripremio prezentaciju

profesorica fizike i informatike

V.S.Dubovik

Saratov


Elektromagnetska indukcija

U ovoj lekciji trebali biste proučiti sljedeća pitanja:

  • fenomen elektromagnetske indukcije;
  • razlika između izmjeničnih i konstantnih električnih i magnetskih polja;
  • magnetski tok;
  • smjer indukcijske struje;
  • Lenzovo pravilo;
  • zakon elektromagnetske indukcije;
  • vrtložno električno polje;
  • inducirana emf u pokretnim vodičima;
  • primjena fenomena elektromagnetske indukcije.

Kao rezultat toga, trebali biste naučiti:

  • odrediti smjer indukcijske struje magnetske indukcije;
  • izračunati magnetski tok;
  • izračunati induciranu emf.

Za ovo:

  • Proučiti materijale iz udžbenika;
  • Odgovorite na pitanja o samokontroli;
  • Razmotriti metodologiju rješavanja problema ove vrste;

Otkriće fenomena elektromagnetske indukcije

MICHAEL FARADAY

(1791-1867)

Graviranje: Michael Faraday drži predavanje demonstrirajući svoje pokuse na Kraljevskom institutu u Londonu 1830.


Uočavanje pojave elektromagnetske indukcije

Fenomen pojave EMF-a u krugu kada se mijenja magnetski tok koji prolazi kroz krug naziva se elektromagnetska indukcija.


Magnetski tok. Zakon elektromagnetske indukcije

Magnetski tok Φ kroz područje S kontura se naziva vrijednost:

Φ = B · S cos α

SI jedinica magnetskog toka naziva se vberom (Wb). Magnetski tok od 1 Wb stvara magnetsko polje s indukcijom od 1 T, prodirući u normalnom smjeru kroz ravnu konturu s površinom od 1 m 2 .

Faraday je eksperimentalno utvrdio da kada se magnetski tok promijeni u vodljivom krugu, nastaje inducirana emf E ind , jednaka brzini promjene magnetskog toka kroz površinu ograničenu konturom, uzeta s predznakom minus:


0, a EMF ind I ind teče prema odabranom pozitivnom smjeru zaobilaženja kruga. Lenzovo pravilo odražava eksperimentalnu činjenicu da EMF ind i ΔF/Δt uvijek imaju suprotne predznake (predznak "minus" u Faradayevoj formuli). Lenzovo pravilo ima duboko fizičko značenje - ono izražava zakon održanja energije." width="640"

Smjer indukcijske struje. Lenzovo pravilo

Iskustvo pokazuje da je indukcijska struja koja se pobuđuje u zatvorenoj petlji pri promjeni magnetskog toka uvijek usmjerena tako da magnetsko polje koje ono stvara sprječava promjenu magnetskog toka koja uzrokuje indukcijsku struju. Ova se tvrdnja naziva Lenzovim pravilom (1833).

Lenz Emily Christianovich

Ilustracija Lenzova pravila.

U ovom primjeru, ΔF/ Δ t 0, a EMF ind I ind teče prema odabranom pozitivnom smjeru zaobilaženja kruga.

Lenzovo pravilo odražava eksperimentalnu činjenicu da EMF ind i ΔF/Δt uvijek imaju suprotne predznake (predznak "minus" u Faradayevoj formuli). Lenzovo pravilo ima duboko fizičko značenje – ono izražava zakon održanja energije.


EMF indukcije u pokretnim vodičima

Pojava inducirane emf objašnjava se djelovanjem Lorentzove sile na slobodne naboje u vodičima koji se kreću. Lorentzova sila u ovom slučaju igra ulogu vanjske sile.

Rad koji vrši sila F L na putu l jednako A = F L · l= eυB l .

Prema definiciji EMF

Odnos za EMF ind može se dati uobičajeni oblik. Tijekom vremena Δt površina konture se mijenja za ΔS = lυΔt. Promjena magnetskog toka za to vrijeme jednaka je

ΔΦ = BlυΔt. Stoga,


Rješavanje problema


Rješavanje problema

B ja


Rješavanje problema


Rješavanje problema


Rješavanje problema


Rješavanje problema


Rješavanje problema


Rješavanje problema


Rješavanje problema

Znak “-” može se zanemariti jer nije specificirano

kako se mijenja magnetski tok.


Rješavanje problema


Rješavanje problema


Rješavanje problema


Rješavanje problema


Domaća zadaća

§§ 11.13, primjer 2 (8.9)

Razmotrite sve probleme iz probnih verzija Jedinstvenog državnog ispita za 2006. - 2009. na temu elektromagnetske indukcije.

ELEKTROMAGNETSKA INDUKCIJA

Godine 1824. Francuz Arago otkrio je da oscilacije slobodno obješene magnetske igle
blijede puno brže ako se ispod njih nalazi magnetska ploča. Kasniji pokusi pokazali su da kada se bakrena ploča brzo okreće, magnetska igla koja se nalazi iznad nje počinje oscilirati u istom smjeru.
Objašnjenje za to dao je Englez Faraday
(1831). Polazio je od činjenice da su električna i magnetska polja međusobno povezana, a ako se oko vodiča sa
električna struja proizvodi magnetsku struju, tada vrijedi i obrnuto: IZGLED
ELEKTRIČNA STRUJA U ZATVORENOM VODIČU,
POD UTJECAJEM MAGNETSKOG POLJA.

Faraday je proveo niz eksperimenata. Na nemagnetske
1
šipka je namotana s dva komada bakrenih pro- K
voda. Jedan (1) spojen na bateriju B WTOB
roj (2) na galvanometar G. Pri konstanti
struja u žici 1, igla galvanometra ne
G
odstupa, a to znači da nema struje u žici 2. 2
Pri zatvaranju i otvaranju sklopke K, igla galvanometra lagano je i brzo skrenula
vratio u prvobitni položaj, što je pokazalo
pojava u krugu 2 kratkotrajne struje koja se naziva INDUKCIJSKA STRUJA. Pravac ovoga
struja pri otvaranju i zatvaranju ključa bila je suprotna. Nije bilo jasno što je tome uzrok
pojava indukcijske struje: promjena početne struje ili magnetskog polja.

Ako na zavojnicu K₂ s galvanometrom G K₁ I
S
1
spojite zavojnicu K₁ s baterijom B
B
stvarajući struju I 1, tada će u K₂ biti
N
struja I 2. Prilikom uklanjanja K₁ zavojnice iz
K₂ struja I 2 nastaje, ali je usmjerena K₂ I
2
suprotan.
G
Indukcijska struja se javlja na isti način
ako na zavojnicu s galvanometrom
donesite magnet i pomičite ga po zavojnici.
Smjer indukcijske struje ovisi o tome koji je kraj magneta bio okrenut prema zavojnici i na
bilo da se približavao ili udaljavao.
Razlog pojave indukcijske struje I 2 je
promjena magnetskog polja koje stvara zavojnica
K₁ ili magnet.

FARADAYEV ZAKON

ELEKTROMAGNETSKA INDUKCIJA

Fenomen koji je otkrio Faraday nazvan je:
ELEKTROMAGNETSKA INDUKCIJA – pojava
elektromotorna sila u vodiču koji se kreće
magnetskom polju, ili u zatvorenoj vodljivoj petlji kada se mijenja veza toka. (zbog
kretanje kruga u magnetskom polju ili promjene
samo polje).
Pojava indukcijske struje u krugu ukazuje
prisutnost u krugu elektromotorne sile (EMS), koja se naziva elektromagnetska sila
indukcija (induction emf Ei).
Vrijednost inducirane struje, a time i inducirane emf
određena samo brzinom promjene magnetskog toka.

FARADAYEV ZAKON ELEKTROMAGNETSKE INDUKCIJE

EMF elektromagnetske indukcije u krugu brojčano je jednak i suprotnog predznaka brzini promjene
magnetski tok kroz ograničenu površinu
ovu konturu.
Zakon je univerzalan, tj. ne ovisi o načinu promjene
magnetski tok.
d
Ei
dt
OSNOVNI ZAKON ELEKTROMAGNETSKE INDUKCIJE
Jedinica za Ei je V (volt).
Wb
T m 2
N m2
J
A B c
d
U
dt
S
S
A
m
S
A
S
A
S

LENZOVO PRAVILO

Znak “-” označava da je povećanje protoka d dt 0
uzrokuje induciranu emf manje od nule d dt 0 Ei 0
odnosno polje inducirane struje usmjereno je prema strujanju i obrnuto d dt 0 Ei 0, odnosno smjer strujanja i polja inducirane struje se podudaraju.
Znak “-” je matematički izraz LENZOVA PRAVILA
– opće pravilo pronaći smjer indukcijske struje.
Inducirana struja u krugu uvijek ima takav smjer da magnetsko polje koje stvara sprječava promjenu magnetskog toka koja ju je uzrokovala
inducirana struja.

Da bi objasnio pojavu inducirane emf u nepokretnim vodičima, Maxwell je pretpostavio da svako izmjenično magnetsko polje pobuđuje električno polje u okolnom prostoru, što je uzrok pojave inducirane struje u
dirigent.
Kruženje vektora jakosti ovog polja E B duž bilo koje fiksne konture L je
EMF elektromagnetske indukcije.
d
Ei E B dl
dt
L

ROTACIJA OKVIRA U MAGNETSKOM POLJU

Neka okvir jednoliko rotira ω
S
xia s kutnom brzinomw const,
α
u jednoličnom magnetskom polju
U
uz indukciju B konst.
Magnetski tok povezan s
okvir u bilo kojem trenutku t će biti jednak:
Bn S BS cos BS cos t
t – kut zakreta okvira u trenutku t.
Kada se okvir okreće, u njemu će nastati inducirana emf Ei d dt BS sin t, koja se mijenja prema harmonijskom zakonu.
Ei max BS Ei Ei max sin t

Ako okvir rotira u jednoličnom magnetskom polju, tada
u njemu se pojavljuje promjenjivi EMF, koji varira prema
harmonijski zakon.
Osnova je bila pojava elektromagnetske indukcije
na temelju kojih su nastali elektromotori, generatori i transformatori.
GENERATORI – koriste se za transformaciju
vrsta energije na drugu.
Najjednostavniji generator koji pretvara mehanički
energija u energiju električnog polja - gore razmatrani okvir koji rotira u jednoličnom magnetskom polju. Proces mehaničke pretvorbe
energija se pretvara u električnu energiju. Na ovom principu
na temelju djelovanja elektromotora koji pretvaraju električna energija V mehanička energija.

Vrtložne struje (FOUCAULDOVE STRUJE)

Indukcijska struja javlja se ne samo u
tanke žice, ali i u masivnim čvrstim vodičima postavljenim u izmjenično magnetsko polje. Te struje ispadaju zatvorene u debljini vodiča i
nazvane vrtložne ili Foucaultove struje.
Foucaultove struje pokoravaju se Lenzovu pravilu: njihova
magnetsko polje je usmjereno tako da
suprotstaviti se promjeni magnetskog toka izazivajući vrtlog
struje.
Vrtložne struje se javljaju u žicama kroz koje teče izmjenična struja.
Može se odrediti smjer Foucaultovih struja
dI
0
dt
ja
dI
0
dt
ja

liti prema Lenzovom pravilu: ako primarna struja I raste (dI dt 0) onda su Foucaultove struje usmjerene protiv smjera I, a ako opada (dI dt 0) onda u smjeru.
Smjer vrtložnih struja takav da sprječavaju promjenu primarne struje unutar vodiča
i doprinose njegovoj promjeni blizu površine.
To su manifestacije efekta kože ili površinskog efekta.
Budući da visokofrekventne struje praktički teku u tankom
površinski sloj, zatim se za njih izrađuju žice
šuplje.

INDUKTIVNOST PETLJE SAMOINDUKCIJSKI MEĐUSOBNI INDUKCIJSKI TRANSFORMATORI

INDUKTIVNOST. SAMOINDUKCIJA

Električna struja koja teče u krugu stvara oko sebe elektromagnetsko polje čija je indukcija proporcionalna struji. Stoga, povezan sa strujnim krugom
magnetski tok proporcionalan je struji u krugu.
LI
L – induktivitet kruga (koeficijent indukcije)
Kada se struja u krugu promijeni, ona će se promijeniti
kao i magnetski tok koji je povezan s njim, što znači da će se u krugu inducirati EMF.
Pojava inducirane emf u vodljivom krugu,
kada se u njemu promijeni jakost struje naziva se -
SAMOINDUKCIJA.

Jedinica induktiviteta je Henry (H).
1 H – induktivitet takvog strujnog kruga, magnetski tok
čija je samoinduktivnost pri struji od 1 A jednaka 1 Wb.
Za beskonačno dug solenoid, ukupni magnetski tok (fluksna veza) bit će jednak:
N 2I
N 0
S
l
To znači da je induktivitet beskonačno dugog kruga:
N 2S
L 0
l
Induktivitet solenoida ovisi o broju zavoja N,
duljina l, površina solenoida S i magnetska permeabilnost tvari od koje je solenoid izrađen.

EMF SAMOINDUKCIJE

Induktivitet kruga ovisi samo općenito
od geometrijskog oblika, veličine i magnetske pro
bezvrijednost okoliš kontura, i, možete
reći da je induktivitet strujnog kruga analog električnog kapaciteta usamljenog vodiča.
Primjena Faradayeva zakona na samoindukciju (Ei d dt)
dobivamo:
d
d
dL
dI
Es
LI L I
dt
dt
dt
dt
Ako krug nije deformiran (L const), a magnetski
propusnost okoline se ne mijenja
stoga:
dI
Es L
dt

Znak "-" pokazuje da prisutnost induktiviteta u krugu usporava promjenu struje u njemu.
Ako struja raste tijekom vremena, tada je ES 0 i dI dt 0
postoji struja samoindukcije usmjerena prema struji uzrokovanoj vanjskim izvorom i koči je
povećati.
Ako se tijekom vremena struja smanjuje ES 0 i dI dt 0, tada inducirana struja ima isti smjer kao
smanjuje struju u krugu i usporava njezino smanjenje.
Krug, koji ima određeni induktivitet, stječe električnu inerciju: svaka promjena
Što je veći induktivitet kruga, struja je jače inhibirana.

STRUJE PRI OTVARANJU I ZATVARANJU KRUGA

Za svaku promjenu jakosti struje u vodljivom krugu
dolazi do samoindukcije emf uslijed koje se u krugu tzv
EKSTRASTRUJE SAMOINDUKCIJE. Prema pravilu
Lenz, uvijek su usmjereni tako da spriječe promjenu struje u krugu (suprotno od struje iz
R
E
DO
izvor struje).
Razmotrimo sklop koji ima izvor toL
ka s EMF E, otpornik R, induktor L. Pod utjecajem vanjskog EMF-a u krugu
teče istosmjerna struja I 0 E R.
U trenutku t=0 izvor struje je bio isključen. Struja kroz zavojnicu L će se smanjiti. Što će uzrokovati pojavu samoinduktivne emf Es L dI dt opstruktivne

prema Lenzovom pravilu redukcije
Trenutno U svakom trenutku vremena
Struja je određena Ohmovim zakonom:
ES
dI
dI
R
ja
IR L
dt
R
dt
ja
L
ja
I0
kratki spoj
otvor
t
Integriranjem ovog izraza preko I (promjenom od I 0 do I) i
pomoću t (promjenom od 0 do t) dobivamo:
ja
Rt
ul
I0
L
I I 0e
t
Struja u trenutku t nakon gašenja izvora.
L
– vremenska konstanta relaksacije (vrijeme tijekom kojeg
tada struja opada za faktor e).
Što je veći induktivitet strujnog kruga i manji otpor, to je manji, a time i sporiji pad

U krugu postoji struja kada se otvori.
Kada je krug zatvoren, pored vanjskog EMF E,
Samoinduktivni emf Es L dI dt sprječava povećanje struje. Prema Ohmovom zakonu:
dI
IR E Es E - L
dt
du
dt
Neka u IR E
u
U trenutku zatvaranja strujnog kruga jakost struje je I 0 i u E, što znači integriranje po u (od E do IR E) i preko t (od 0 do t)
IR E t
dobivamo
ul
E
t
I I 0 (1 e)
E
Struja u trenutku t nakon uključivanja. (I 0).
R

MEĐUSOBNA INDUKCIJA

Promotrimo dva fiksna stošca I1 1 I 2 2
ture 1 i 2 nalaze se u blizini
jedni od drugih. Krug 1 curi
struja I1 i magnetski tok koji stvara ovaj krug proporcionalni su I1.
Označimo s 21 onaj dio magnetskog toka koji prodire kroz krug 2. 21 L21 I1 (L21 je koeficijent proporcionalnosti).
Ako se struja I1 promijeni, tada se u krugu 2 inducira Ei 2
EMF, koji je, prema Faradayevom zakonu, jednak i suprotnog predznaka brzini promjene magnetskog
protok 21 stvoren strujom u prvom krugu i prodornom krugu 2.

d 21
dI1
Ei 2
L21
dt
dt
Slično, kada struja teče u krugu 2, dobivamo:
12 L12 I 2
d 12
dI 2
Ei1
L12
dt
dt
Fenomen pojave EMF-a u jednom od krugova, kada
promjena jakosti struje u drugoj zove se
MEĐUSOBNIM NAVODOM.
L12 i L21 – međusobni induktivitet krugova, ovise
o geometrijskom obliku dimenzija, relativnom položaju kontura i magnetskoj propusnosti
okoliš. Mjerna jedinica je Henry (H).
L12 L21
Eksperimenti su pokazali da:

Izračunajmo međusobnu induktivnost
l
dvije zavojnice namotane na zavojnicu I
1
N2
čista toroidalna jezgra.
N1
S
Indukcija magnetskog polja koju stvara prvi svitak, s brojem zavoja N1, strujom I 1 i
magnetska permeabilnost duljine jezgre l
N1 I 1
jednako je:
B 0
l
Magnetski tok kroz jedan zavoj druge zavojnice:
N1 I 1
2 BS 0
S
l
Ukupni magnetski tok (fluks veza) kroz
sekundarni namot koji sadrži N 2 zavoja:
N1 N 2
N 2 2 0
I1 S
l

Budući da vezu toka stvara struja I 1 tada:
N1 N 2
L21 0
S
I1
l
Ako izračunamo magnetski tok koji stvara zavojnica 2 kroz zavojnicu 1, tada za induktivitet L12 na sličan način dobivamo istu vrijednost. Sredstva
međusobna induktivnost dvaju namotanih svitaka
zajednička toroidalna jezgra:
N1 N 2
L12 L21 0
S
I1
l

TRANSFORMATORI

Po prvi put transformatori su
R1
dizajnirali ruski električari E1 N1
N 2E2
tehnički tehničar P.N. Jabločkov
(1847-1894) i fizičar I.F. Usagin (1855-1919).
Princip rada transformatora koji se koriste za
povećati ili smanjiti izmjenični napon
struje, temelji se na fenomenu međusobne indukcije.
Neka primarni i sekundarni svitak (namoti) s N1 odnosno N2 zavoja budu postavljeni na zatvorenu željeznu jezgru. Krajevi prvog namota
priključen na izvor EDSE1, u njemu nastaje izmjenična struja I 1, stvarajući izmjenični magnetski tok u jezgri transformatora, praktički

potpuno lokaliziran u željeznoj jezgri,
što znači da potpuno prodire u zavoje sekundara
namoti Promjena ovog toka uzrokuje pojavu međusobne indukcijske emf u sekundarnom namotu,
a u primarnom EMF samoindukcije.
Struja I 1 primarnog namota određena je pomoću Ohmovog zakona gdje je R1 otpor primarnog namota.
d N1
E1
I1 R1
dt
Pad napona I1 R1 na otporu R1 u brzo promjenjivim poljima je malen u usporedbi sa svakim
od EMF, i možemo pretpostaviti da:
d
E1 N1
dt

EMF međusobne indukcije koja nastaje u sekundarnom namotu:
d(N)
d
E2
N 2
dt
dt
Uspoređujući vrijednosti međusobnog EMF E2 i samoindukcije E1
2
dobivamo:
N2
E2
E1
N1
E2 - EMF koji nastaje u drugom namotu, znak "-" je
pokazuje da su EMF u prvom i drugom namotu suprotne faze.
N2
– omjer transformacije, pokazuje brzinuN1
samo kada je EMF u sekundarnom namotu veći (manji)
nego u primarnoj.

Zanemarujući gubitke energije (cca 2%), a primjenjujući zakon održanja energije, možemo pretpostaviti da
E2 I 2 E1 I1
Stoga:
N2
1
N1
E2
I1 N 2
E1 I 2 N1
– pojačavajući transformator
izmjenični EMF i redukcijska struja (primijenjena
za prijenos električne energije na velike udaljenosti)
N2
1 – silazni transformator redukcijski
N1EMF i pojačana struja (koristi se u električnom zavarivanju, koje zahtijeva visoku struju pri niskom naponu).




























Omogući efekte

1 od 28

Onemogući efekte

Pogledaj slično

Ugradite kod

U kontaktu s

Kolege

Telegram

Recenzije

Dodajte svoju recenziju


Sažetak za prezentaciju

U prezentaciji "Elektromagnetska indukcija" opisano je Faradayevo iskustvo, otkriće elektromagnetske indukcije i zakonitosti koje vladaju, način dobivanja indukcijske struje itd. Druga polovica prezentacije sadrži niz zadataka i zadataka koji će učenicima pomoći u pripremi za Državni ispit.

  • Faradayev pokus;
  • Magnetski tok;
  • Faradayev zakon elektromagnetske indukcije;
  • Lenzovo pravilo;
  • Dobivanje indukcijske struje.

    Format

    pptx (powerpoint)

    Broj slajdova

    Popova I.A.

    Publika

    riječi

    Sažetak

    Predstaviti

    Svrha

    • Voditi nastavu od strane učitelja

      Za provođenje testa / provjere

Slajd 1

Slajd 2

Cilj

Ponavljanje temeljnih pojmova kinematike, vrsta gibanja, grafova i formula kinematike u skladu s kodifikatorom GIA i planom demonstracijske verzije ispitnog rada.

Slajd 3

Otkriće fenomena elektromagnetske indukcije

  • Fenomen elektromagnetske indukcije otkrio je izvanredni engleski fizičar M. Faraday 1831. godine. Sastoji se od pojave električne struje u zatvorenom vodljivom krugu kada se magnetski tok koji prodire u krug mijenja tijekom vremena.
  • Faraday Michael (22.09.1791. – 25.08.1867.)
  • engleski fizičar i kemičar.

  • Slajd 4

    Faradayev eksperiment

  • Slajd 5

    Fenomen elektromagnetske indukcije

    Fenomen elektromagnetske indukcije sastoji se u pojavi električne struje u zatvorenom vodljivom krugu kada se magnetski tok koji prodire kroz krug mijenja tijekom vremena.

    Slajd 6

    Fenomen elektromagnetske indukcije

  • Slajd 7

    Magnetski tok

    • Magnetski tok Φ kroz područje S kruga je veličina
    • Φ = B S cos α
    • gdje je B veličina vektora magnetske indukcije,
    • α – kut između vektora i normale na konturnu ravninu
    • SI jedinica magnetskog toka naziva se weber (Wb)

  • Slajd 8

    Fenomen elektromagnetske indukcije

  • Slajd 9

    Faradayev zakon elektromagnetske indukcije

    Lenzovo pravilo:

    • Kada se magnetski tok promijeni u vodljivom krugu, nastaje inducirana emf Eind, jednaka brzini promjene magnetskog toka kroz površinu ograničenu krugom, uzeta s predznakom minus:
    • U ovom primjeru, ind< 0. Индукционный ток Iинд течет навстречу выбранному положительному направлению обхода контура.

  • Slajd 10

    Ovisnost indukcijske struje o brzini promjene magnetskog toka

  • Slajd 11

    Lenzovo pravilo

    • I slučaj
    • II slučaj
    • III slučaj
    • IV slučaj

  • Slajd 12

    Promjena magnetskog toka

    Promjena magnetskog toka koji prodire kroz zatvoreni krug može se dogoditi iz dva razloga:

    • Magnetski tok se mijenja zbog kretanja kruga ili njegovih dijelova u vremenski konstantnom magnetskom polju.
    • Promjena vremena magnetskog polja kod stacionarnog kruga.

  • Slajd 13

    Dobivanje inducirane struje

  • Slajd 14

    Alternator

  • Slajd 15

    Fenomen elektromagnetske indukcije opaža se u slučajevima

    • kretanje magneta u odnosu na zavojnicu (ili obrnuto);
    • kretanje zavojnica jedna u odnosu na drugu;
    • promjena jakosti struje u krugu prve zavojnice (pomoću reostata ili zatvaranje i otvaranje sklopke);
    • rotacija kruga u magnetskom polju;
    • rotacija magneta unutar kruga.

  • Slajd 16

    Razmotrimo zadatke

    Izbor zadataka iz kinematike (iz zadataka Državne umjetničke akademije 2008.-2010.)

  • Slajd 17

    Zadaci

    Kada se južni pol magneta umetne u zavojnicu, ampermetar bilježi pojavu indukcijske struje. Što treba učiniti da se poveća jakost indukcijske struje?

    • povećati brzinu umetanja magneta
    • umetnite magnet u zavojnicu sa sjevernim polom
    • promijeniti polaritet priključka ampermetra
    • uzeti ampermetar s nižom vrijednošću podjele

  • Slajd 18

    Zavojnica je spojena na galvanometar. U kojem se od navedenih slučajeva u njemu javlja električna struja? A) U zavojnicu je gurnut elektromagnet. B) Zavojnica sadrži elektromagnet.

    1. Samo A.
    2. Samo B.
    3. U oba slučaja.
    4. Ni u jednom od navedenih slučajeva.

  • Slajd 19

    Dva identična svitka A i B spojena su svaki na svoj galvanometar. Magnetna traka umetnuta je u zavojnicu A, a ista magnetna traka uklonjena je iz zavojnice B. U kojim zavojnicama će galvanometar detektirati induciranu struju?

    1. ni u jednom od
    2. u obje zavojnice
    3. samo u zavojnici A
    4. samo u kolutu

  • Slajd 20

    Jednom magnet pada kroz nepomični metalni prsten s južnim polom prema dolje, drugi put sa sjevernim polom prema dolje. Prstenasta struja

    1. javlja se u oba slučaja

  • Slajd 21

    Struja u zavojnici mijenja se prema grafu na slici. U kojim vremenskim intervalima se ne samo magnetsko, već i električno polje može detektirati blizu kraja zavojnice?

    1. Od 0 do 2 s i od 5 do 7 s.
    2. Samo od 0 do 2 s.
    3. Samo od 2 do 5 s.
    4. U svim navedenim vremenskim intervalima.

  • Slajd 22

    Prve dvije sekunde magnet se gura u metalni prsten, sljedeće dvije sekunde magnet ostaje nepomičan unutar prstena, a sljedeće dvije sekunde se uklanja iz prstena. U kojim vremenskim intervalima teče struja u zavojnici?

    1. 0–6 s
    2. 0–2 s i 4–6 s
    3. 2–4 s
    4. samo 0-2 s

  • Slajd 23

    Trajni magnet umetnut je u zatvoreni aluminijski prsten na tankom dugom ovjesu (vidi sliku). Prvi put - na sjevernom polu, drugi put - na južnom polu. pri čemu

    1. u oba pokusa prsten se odbija od magneta
    2. u oba pokusa prsten privlači magnet
    3. u prvom pokusu prsten se odbija od magneta, u drugom se prsten privlači prema magnetu
    4. u prvom pokusu prsten privlači magnet, u drugom se prsten odbija od magneta

  • Slajd 24

    Magnet se uklanja iz prstena kao što je prikazano na slici. Koji je pol magneta najbliži prstenu?

    1. sjeverni
    2. južni
    3. negativan
    4. pozitivan

  • Slajd 25

    Slika prikazuje demonstraciju eksperimenta za provjeru Lenzova pravila. Pokus se provodi s čvrstim prstenom, a ne s izrezanim, jer

    1. puni prsten izrađen je od čelika, a rezani prsten izrađen je od aluminija
    2. vrtložno električno polje ne nastaje u čvrstom prstenu, ali u presječenom prstenu nastaje
    3. Inducirana struja javlja se u čvrstom prstenu, ali ne i u izrezanom prstenu.
    4. Inducirana emf javlja se u čvrstom prstenu, ali ne i u izrezanom prstenu.

  • Slajd 26

    Na slici su prikazana dva načina zakretanja okvira u jednoličnom magnetskom polju. Struja u okviru

    1. javlja se u oba slučaja
    2. ne javlja ni u jednom od slučajeva
    3. javlja se samo u prvom slučaju
    4. javlja se samo u drugom slučaju

  • Slajd 27

    Slika prikazuje trenutak demonstracijskog eksperimenta za testiranje Lenzova pravila, kada su svi objekti nepomični. Južni pol magneta je unutar čvrstog metalnog prstena, ali ga ne dodiruje. Klackalica s metalnim prstenovima može se slobodno okretati oko okomitog nosača. Kad se magnet pomakne iz prstena, hoće

    1. budi miran
    2. kretati u smjeru suprotnom od kazaljke na satu
    3. oscilirati
    4. slijedite magnet

  • Slajd 28

    Književnost

    • http://site/

    • Pogledaj sve slajdove

    Sažetak

    Učiteljica fizike

    Belovo 2013

    Objašnjenje

    Književnost

    Peryshkin, A.V., Fizika. 7. razred. Udžbenik za srednje škole / A. V. Peryshkin. - M.: Bustard, 2009. – 198 str.

    Peryshkin, A.V., Fizika. 8. razred. Udžbenik za srednje škole / A. V. Peryshkin. - M.: Bustard, 2009. – 196 str.

    Općinska proračunska nestandardna obrazovna ustanova

    „Gimnazija br. 1 nazvana po Tasirov G.Kh. Grad Belovo"

    Elektromagnetska indukcija. Faradayevi pokusi Pripreme za državnu maturu.

    Metodički priručnik (prezentacija)

    Učiteljica fizike

    Belovo 2013

    Objašnjenje

    Metodički priručnik (prezentacija) “Elektromagnetska indukcija. Faradayevi pokusi. Pripreme za državnu maturu" sastavljen je prema zahtjevima za državnu završnu maturu (DSM) iz fizike 2010. i namijenjen je pripremi maturanata za ispit.

    Sažetost i preglednost prezentacije omogućuje brzo i učinkovito ponavljanje pređenog gradiva pri ponavljanju kolegija fizike u 9. razredu, kao i korištenjem primjera demo verzija Državne mature iz fizike 2008.-2010. za prikaz primjene osnovnih zakona i formula u verzijama ispitnih zadataka na A i B razini.

    Priručnik se može koristiti i za 10.-11. razred pri ponavljanju relevantnih tema, što će pomoći učenicima pri izbornom ispitu u završnim godinama.

    Napomena: filmska datoteka premašuje maksimalnu veličinu za učitavanje na portalu, a kada je komprimirana, kvaliteta reprodukcije je lošija. Stoga, za umetanje video isječaka na slajdove (preporuke su navedene u prezentaciji), preuzmite film s adresa navedenih na slajdovima i umetnite ih na naznačena mjesta. Prilikom umetanja postavite "automatski reproduciraj pri prikazivanju slajdova", na kartici "Opcije" označite okvir "Cijeli zaslon"

    Književnost

    Zorin, N.I. GIA 2010. Fizika. Zadaci za obuku: 9. razred / N.I. Zorin. – M.: Eksmo, 2010. – 112 str. – (Državna (završna) svjedodžba (u novom obliku).

    Kabardin, O.F. Fizika. 9. razred: zbirka ispitni zadaci za pripremu završne svjedodžbe za tečaj osnovne škole / O.F. Kabardin. – M.: Bustard, 2008. – 219 str.;

    Peryshkin, A.V., Fizika. 7. razred. Udžbenik za srednje škole / A. V. Peryshkin. - M.: Bustard, 2009. – 198 str.

    Peryshkin, A.V., Fizika. 8. razred. Udžbenik za srednje škole / A. V. Peryshkin. - M.: Bustard, 2009. – 196 str.

    Preuzmite sažetak