Corrente di induzione. Corrente di induzione Come creare corrente di induzione a breve termine

Sai già che attorno a una corrente elettrica c'è sempre un campo magnetico. La corrente elettrica e il campo magnetico sono inseparabili l'uno dall'altro.

Ma se elettricità, come si suol dire, “crea” un campo magnetico, quindi non esiste un fenomeno opposto? È possibile “creare” una corrente elettrica utilizzando un campo magnetico?

Un simile compito all'inizio del XIX secolo. Molti scienziati hanno cercato di risolverlo. Lo ha affermato anche lo scienziato inglese Michael Faraday. "Converti il ​​magnetismo in elettricità": così Faraday scrisse questo problema nel suo diario nel 1822. Lo scienziato impiegò quasi 10 anni di duro lavoro per risolverlo.

Michael Faraday (1791-1867)
Fisico inglese. Scoperto il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, extracorrenti durante la chiusura e l'apertura

Per capire come Faraday è riuscito a “trasformare il magnetismo in elettricità”, eseguiamo alcuni degli esperimenti di Faraday utilizzando strumenti moderni.

La Figura 119, a mostra che se un magnete viene spostato in una bobina chiusa a un galvanometro, l'ago del galvanometro viene deviato, indicando la comparsa di una corrente induttiva (indotta) nel circuito della bobina. La corrente indotta in un conduttore rappresenta lo stesso movimento ordinato di elettroni della corrente ottenuta da cella galvanica o batteria. Il nome “induzione” indica solo il motivo del suo verificarsi.

Riso. 119. Il verificarsi di corrente di induzione quando un magnete e una bobina si muovono l'uno rispetto all'altro

Quando il magnete viene rimosso dalla bobina, si osserva nuovamente una deflessione dell'ago del galvanometro, ma nella direzione opposta, che indica la presenza di corrente nella bobina nella direzione opposta.

Non appena il movimento del magnete rispetto alla bobina si ferma, la corrente si ferma. Di conseguenza, la corrente nel circuito della bobina esiste solo mentre il magnete si muove rispetto alla bobina.

L'esperienza può essere cambiata. Metteremo una bobina su un magnete stazionario e la rimuoveremo (Fig. 119, b). E ancora puoi scoprire che mentre la bobina si muove rispetto al magnete, la corrente appare di nuovo nel circuito.

La Figura 120 mostra la bobina A collegata al circuito sorgente di corrente. Questa bobina viene inserita in un'altra bobina C collegata al galvanometro. Quando il circuito della bobina A viene chiuso e aperto, nella bobina C appare una corrente indotta.

Riso. 120. Il verificarsi di corrente di induzione durante la chiusura e l'apertura di un circuito elettrico

È possibile provocare la comparsa di una corrente di induzione nella bobina C modificando l'intensità della corrente nella bobina A o spostando queste bobine l'una rispetto all'altra.

Facciamo un altro esperimento. Posizioniamo un contorno piatto di un conduttore in un campo magnetico, le cui estremità saranno collegate a un galvanometro (Fig. 121, a). Quando il circuito viene ruotato, il galvanometro rileva la comparsa di una corrente di induzione al suo interno. Apparirà una corrente anche se un magnete viene ruotato vicino al circuito o al suo interno (Fig. 121, b).

Riso. 121. Quando un circuito ruota in un campo magnetico (magnete rispetto al circuito), un cambiamento nel flusso magnetico porta alla comparsa di una corrente indotta

In tutti gli esperimenti considerati, la corrente indotta si è generata quando è cambiato il flusso magnetico che attraversa l'area coperta dal conduttore.

Nei casi mostrati nelle Figure 119 e 120, il flusso magnetico è cambiato a causa di un cambiamento nell'induzione del campo magnetico. Infatti, quando il magnete e la bobina si muovevano l’uno rispetto all’altro (vedi Fig. 119), la bobina cadeva in aree di campo con maggiore o minore induzione magnetica (poiché il campo del magnete non è uniforme). Quando il circuito della bobina A (vedi Fig. 120) è stato chiuso e aperto, l'induzione del campo magnetico creato da questa bobina è cambiata a causa di un cambiamento nell'intensità della corrente al suo interno.

Quando una spira metallica veniva ruotata in un campo magnetico (vedi Fig. 121, a) o un magnete rispetto alla spira (vedi Fig. 121, b"), il flusso magnetico cambiava a causa di un cambiamento nell'orientamento di questa spira rispetto alle linee di induzione magnetica.

Così,

• con qualsiasi cambiamento nel flusso magnetico che penetra nell'area limitata da un conduttore chiuso, in questo conduttore si forma una corrente elettrica, esistente durante l'intero processo di modifica del flusso magnetico

Questo è il fenomeno dell'induzione elettromagnetica.

La scoperta dell'induzione elettromagnetica è una delle conquiste scientifiche più notevoli della prima metà del XIX secolo. Ha causato l'emergere e il rapido sviluppo dell'ingegneria elettrica e dell'ingegneria radio.

Basandosi sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica furono creati potenti generatori di energia elettrica, al cui sviluppo presero parte scienziati e tecnici paesi diversi. Tra loro c'erano i nostri compatrioti: Emilius Khristianovich Lenz, Boris Semenovich Jacobi, Mikhail Iosifovich Dolivo-Dobrovolsky e altri, che hanno dato un grande contributo allo sviluppo dell'ingegneria elettrica.

Domande

1. Qual era lo scopo degli esperimenti illustrati nelle Figure 119-121? Come sono stati eseguiti?
2. In quali condizioni negli esperimenti (vedi Fig. 119, 120) si è formata una corrente indotta in una bobina chiusa al galvanometro?
3. Qual è il fenomeno dell'induzione elettromagnetica?
4. Qual è l'importanza della scoperta del fenomeno dell'induzione elettromagnetica?

Esercizio 36

1. Come creare una corrente di induzione a breve termine nella bobina K 2 mostrata nella Figura 118?
2. L'anello di filo è posto in un campo magnetico uniforme (Fig. 122). Le frecce riportate accanto all'anello mostrano che nei casi a e b l'anello si muove rettilineamente lungo le linee di induzione del campo magnetico, e nei casi c, d ed e ruota attorno all'asse OO." In quale di questi casi si può si forma una corrente indotta nell'anello?

Domande.

1. Qual era lo scopo degli esperimenti illustrati nelle Figure 126-128? Come sono stati eseguiti?

Gli esperimenti sono stati condotti con l'obiettivo di creare e determinare le condizioni per il verificarsi di una corrente di induzione. Per fare ciò, nei primi due esperimenti (Fig. 126), sono stati utilizzati una bobina collegata ad un galvanometro e un magnete. Nel primo esperimento è stato spostato un magnete, nel secondo è stata spostata una bobina. Nel terzo esperimento (Fig. 127), il magnete è stato sostituito con una seconda bobina collegata al circuito. Nel quarto e quinto (Fig. 128), il telaio è stato ruotato all'interno del magnete (a) e il magnete all'interno del telaio (b).

2. In quali condizioni si è formata una corrente indotta in tutti gli esperimenti in una bobina chiusa a un galvanometro?

La corrente è nata quando il campo magnetico è cambiato.

3. Cos'è il fenomeno dell'induzione elettromagnetica?

Quando il flusso magnetico che attraversa il circuito di un conduttore chiuso cambia, in questo conduttore si forma una corrente elettrica, che non si ferma mentre avviene il cambiamento.

4. Qual è l'importanza della scoperta del fenomeno dell'induzione elettromagnetica?

La scoperta dell'induzione elettromagnetica permise di produrre corrente elettrica su scala industriale, così come furono creati i generatori di energia elettrica.

Esercizi.

1. Come creare una corrente di induzione a breve termine nella bobina K2 mostrata nella Figura 125?

Con qualsiasi metodo che modifichi la corrente nel circuito e, di conseguenza, il flusso magnetico: 1) reostato; 2) chiave; 3) modificando la posizione della bobina K 2.

2. L'anello di filo è posto in un campo magnetico uniforme (Fig. 129). Le frecce riportate accanto all'anello mostrano che nei casi a e b l'anello si muove rettilineamente lungo le linee di induzione del campo magnetico, e nei casi c, d ed e ruota attorno all'asse OO." In quale di questi casi si può si forma una corrente indotta nell'anello?

La corrente di induzione si verifica nel caso d), perché Allo stesso tempo, cambia il flusso magnetico che penetra nell'anello.

La CORRENTE DI INDUZIONE è una corrente elettrica che si verifica quando il flusso di induzione magnetica cambia in un circuito conduttivo chiuso. Questo fenomeno è chiamato induzione elettromagnetica. Vuoi sapere in quale direzione è la corrente di induzione? Rosinductor è un portale di informazioni commerciali in cui troverai informazioni attuali.

La regola che determina la direzione della corrente di induzione è la seguente: “La corrente di induzione è diretta in modo da contrastare con il suo campo magnetico la variazione del flusso magnetico che la provoca”. La mano destra è rivolta con il palmo verso le linee di forza magnetiche, con il pollice rivolto verso il movimento del conduttore, e le quattro dita indicano in quale direzione scorrerà la corrente indotta. Muovendo un conduttore, spostiamo insieme al conduttore tutti gli elettroni in esso contenuti e quando si spostano le cariche elettriche in un campo magnetico, su di esse agirà una forza secondo la regola della mano sinistra.

La direzione della corrente di induzione, così come la sua intensità, è determinata dalla regola di Lenz, secondo la quale la direzione della corrente di induzione indebolisce sempre l'effetto del fattore che ha eccitato la corrente. Quando il flusso del campo magnetico attraverso il circuito cambia, la direzione della corrente indotta sarà tale da compensare queste variazioni. Quando un campo magnetico eccitante una corrente in un circuito si crea in un altro circuito, la direzione della corrente di induzione dipende dalla natura delle variazioni: quando la corrente esterna aumenta, la corrente di induzione ha verso opposto; quando diminuisce, è diretto nella stessa direzione e tende ad aumentare il flusso.

Una bobina per corrente di induzione ha due poli (nord e sud), che si determinano in base alla direzione della corrente: le linee di induzione escono dal polo nord. L'avvicinamento di un magnete a una bobina provoca la formazione di una corrente in una direzione che respinge il magnete. Quando il magnete viene allontanato, la corrente nella bobina ha una direzione che favorisce l'attrazione del magnete.

La corrente di induzione si verifica in un circuito chiuso situato in un campo magnetico alternato. Il circuito può essere stazionario (posto in un flusso variabile di induzione magnetica) o mobile (il movimento del circuito provoca un cambiamento nel flusso magnetico). Il verificarsi di una corrente di induzione provoca un campo elettrico a vortice, che viene eccitato sotto l'influenza di un campo magnetico.

Puoi imparare come creare una corrente indotta a breve termine frequentando un corso di fisica scolastico.

Esistono diversi modi per farlo:

• - movimento di un magnete permanente o di un elettromagnete rispetto alla bobina,
• - movimento del nucleo rispetto all'elettromagnete inserito nella bobina,
• - chiusura e apertura del circuito,
• - regolazione della corrente nel circuito.

La legge fondamentale dell'elettrodinamica (legge di Faraday) afferma che l'intensità della corrente indotta per qualsiasi circuito è uguale alla velocità di variazione del flusso magnetico che passa attraverso il circuito, preso con un segno meno. L'intensità della corrente di induzione è chiamata forza elettromotrice.

In N 1 S 1. il campo magnetico è chiaramente rappresentato; linee chiuse; 2. linee chiuse; 3. La direzione verso cui punta il polo nord dell'ago magnetico viene presa come direzione delle linee di campo, cioè le linee di forza sono dirette dal polo nord (N) del magnete permanente al polo sud (S). Linee del campo magnetico: FIG.1

VETTORE DI INDUZIONE MAGNETICA. LINEE MAGNETICHE. B è il vettore di induzione magnetica, diretto sempre lungo la tangente alle linee di induzione magnetica; B – è l'intensità caratteristica del campo magnetico; Il modulo del vettore di induzione magnetica di un campo magnetico uniforme è uguale al rapporto tra il modulo della forza con cui il campo magnetico agisce su un conduttore percorso da corrente situato perpendicolare alle linee di induzione magnetica, con l'intensità della corrente e la lunghezza del conduttore

Un campo magnetico uniforme è un campo in ogni punto del quale Un campo magnetico uniforme è un campo in ogni punto del quale c'è 1. linee magnetiche, distribuiti con uguale densità, o paralleli tra loro; 2. i vettori magnetici nell'induzione hanno la stessa grandezza e direzione. omogeneo. Altrimenti il ​​campo non è uniforme. Campo magnetico uniforme e non uniforme. Fig.2 Fig. 3 fig.4 fig.5 B

Campo magnetico della corrente continua, la regola del “succhiello” o della mano destra - consente di determinare la direzione delle linee del campo magnetico generate dal conduttore con corrente: se si prende il conduttore con corrente nella mano destra in modo che il il pollice indica la direzione della corrente, poi le restanti dita della mano che ricoprono il conduttore, indicano la direzione delle linee del campo magnetico; FIGURA 6

Il drenaggio del telaio è un conduttore piegato a forma di rettangolo o cerchio attraverso il quale scorre la corrente continua; - crea un campo magnetico simile al campo magnetico di un magnete permanente ed è un semplice elettromagnete; - se le dita della mano destra vengono strette nella direzione corrispondente alla direzione della corrente nell'inquadratura, il pollice indicherà la direzione dal polo sud al nord; Applicando la regola della mano destra è possibile determinare i poli nord e sud del campo magnetico del telaio con corrente: FIG.7

Il solenoide è un conduttore a spirale attraverso il quale scorre la corrente elettrica; Il solenoide è un conduttore a spirale attraverso il quale scorre la corrente elettrica; il campo magnetico del solenoide è simile al campo magnetico di un nastro magnetico; Strutturalmente il solenoide è un telaio circolare con corrente collegata in serie; Puoi determinare i poli nord e sud del campo magnetico del solenoide applicando la regola della mano destra al circuito di corrente. FIG.8

LA FORZA AMPERE è la forza agente su un conduttore percorso da corrente posto in un campo magnetico; è uguale al prodotto dell'entità del vettore di induzione magnetica B per l'intensità della corrente I, la lunghezza della sezione del conduttore l e il seno dell'angolo α tra l'induzione magnetica e la sezione del conduttore. direzione della regola della forza Ampere della mano sinistra - se il palmo della mano sinistra è posizionato in modo tale che le linee di induzione magnetica vi entrino e le quattro dita estese sono posizionate nella direzione della corrente nel conduttore, quindi il pollice piegato mostrerà la direzione della forza Ampere che agisce sulla corrente; FIGURA 9

LA FORZA DI LORENTZ è una forza che agisce su una particella carica in movimento da un campo magnetico esterno; è uguale al prodotto della carica q per l'induzione magnetica B, per la velocità di movimento della particella υ e per il seno dell'angolo α tra la direzione della velocità della carica e l'induzione del campo magnetico DIREZIONE DELLA FORZA DI LORENTZ: se il palmo della mano sinistra è posizionato in modo tale che il vettore B vi entri, e quattro dita estese sono dirette lungo il vettore υ, quindi il pollice piegato mostrerà la direzione della forza che agisce sulla carica positiva. se il palmo della mano destra è posizionato in modo tale che il vettore B vi entri e quattro dita estese sono dirette lungo il vettore υ, il pollice piegato mostrerà la direzione della forza che agisce sulla carica negativa. FIGURA 15

FLUSSO MAGNETICO (FLUSSO DI INDUZIONE MAGNETICA): CARATTERIZZA LA DISTRIBUZIONE DEL CAMPO MAGNETICO SU UNA SUPERFICIE LIMITATA DA UN ANELLO CHIUSO; VALORE PARI AL PRODOTTO DEL MODULO VETTORE INDUZIONE MAGNETICA PER L'AREA DEL CIRCUITO E AL COSENO DELL'ANGOLO TRA IL VETTORE INDUZIONE MAGNETICA E LA NORMALE ALLA SUPERFICIE; FLUSSO MAGNETICO (FLUSSO DI INDUZIONE MAGNETICA): CARATTERIZZA LA DISTRIBUZIONE DEL CAMPO MAGNETICO SU UNA SUPERFICIE LIMITATA DA UN ANELLO CHIUSO; VALORE PARI AL PRODOTTO DEL MODULO VETTORE INDUZIONE MAGNETICA PER L'AREA DEL CIRCUITO E AL COSENO DELL'ANGOLO TRA IL VETTORE INDUZIONE MAGNETICA E LA NORMALE ALLA SUPERFICIE;

INDUZIONE ELETTROMAGNETICA INDUZIONE ELETTROMAGNETICA IL FENOMENO DELL'INDUZIONE ELETTROMAGNETICA FU SCOPERTO SPERIMENTALMENTE DA MICHAEL FARADAY NEL 1831. IL FENOMENO DELL'INDUZIONE ELETTROMAGNETICA È IL FENOMENO DELLA COMPARSA DI UNA FORZA ELETTROMOTRICE IN UN CONDUTTORE SITUATO IN UN CAMPO MAGNETICO ALTERNATO O IN MOVIMENTO IN UN CAMPO MAGNETICO COSTANTE.

IL CAMPO INDOTTO (VORTEX) non viene creato cariche elettriche, e da un cambiamento nel campo magnetico; Le linee di forza del campo indotto sono chiuse e il campo stesso ha un carattere di vortice; CORRENTE D'INDUZIONE – si verifica in un conduttore chiuso sotto l'influenza di un campo indotto (vortice). LA CORRENTE D'INDUZIONE NELLA BOBINA C, O IN ANELLO CHIUSO, COMPARE QUANDO CAMBIA IL FLUSSO MAGNETICO, PERPETERANDO L'AREA LIMITATA DAL CONDUTTORE: 1. QUANDO IL MAGNETE SI MUOVE; 2. QUANDO CAMBIA L'INTENSITÀ DI CORRENTE NELLA BOBINA A; 3. QUANDO LE BOBINE AEC SI MUOVONO L'UNA RELATIVA ALL'ALTRA; 4. QUANDO UN ANELLO CHIUSO RUOTA IN UN CAMPO MAGNETICO; 5. QUANDO IL MAGNETE RUOTA VICINO AL CIRCUITO O ALL'INTERNO DI ESSO. LA CORRENTE D'INDUZIONE NELLA BOBINA C, O IN ANELLO CHIUSO, COMPARE QUANDO CAMBIA IL FLUSSO MAGNETICO, PERPETERANDO L'AREA LIMITATA DAL CONDUTTORE: 1. QUANDO IL MAGNETE SI MUOVE; 2. QUANDO CAMBIA L'INTENSITÀ DI CORRENTE NELLA BOBINA A; 3. QUANDO LE BOBINE AEC SI MUOVONO L'UNA RELATIVA ALL'ALTRA; 4. QUANDO UN ANELLO CHIUSO RUOTA IN UN CAMPO MAGNETICO; 5. QUANDO IL MAGNETE RUOTA VICINO AL CIRCUITO O ALL'INTERNO DI ESSO. CONCLUSIONE: