Magnētiskā plūsma. Indukcijas EDS.

Indukcijas strāva.

P. Puķītis. Fizika 11. klasei: 139-143. lpp.

Magnētiskā plūsma Φ

• Daudzu magnētisko parādību raksturošanai indukcijas B vietā ērtāk izmantot magnētisko plūsmu Φ [fī]

• Ja magnētiskajā laukā ar indukciju B izvēlas kontūru, kura laukums ir S, tad Φ=BScosα

n – normāle (perpendikuls) pret laukumu S

http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_11/default.aspx@tabid=3&id=501_5.html

Magnētiskā plūsma Φ

• Magnētiskās plūsmas SI sistēmas mērvienība ir T·m2 jeb vēbers Wb.

• Ja kontūrs izvēlēts perpendikulāri magnētiskā lauka indukcijas virzienam, α = 0o; cosα=1

Φ=BS

https://en.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_Eduard_Weber

http://www.myshared.ru/slide/1281153/

Indukcijas līnijas

• Lai grafiski attēlotu magnētiskā lauka (plūsmas) stiprumu, caur kontūra laukumu velk tik indukcijas līniju, cik liels ir indukcijas modulis.

http://sustainability.sellafieldsites.com/resources/labmouse/physics_a2/4303.php

Elektromagnētiskā indukcija• Ja caur vadītāja kontūra laukumu mainās

magnētiskā plūsma, kontūrā inducējas elektrodzinējspēks (EDS)

http://makeagif.com/tRRzt2

http://www.physics-chemistry-interactive-flash-animation.com/electricity_electromagnetism_interactive/alternating_voltage_AC_magnet_coil_faraday_s_law.htm

Elektromagnētiskā indukcija• Magnēta kustības laikā spole pārvēršas par

strāvas avotu.

Elektromagnētiskā indukcija

• Indukcijas EDS lielums ir atkarīgs no– spoles vijumu skaita N– magnētiskās plūsmas maiņas ātruma

tN

Indukcijas strāvas virziens• Indukcijas strāva plūst tādā virzienā, ka tās radītā

magnētiskā plūsma caur kontūra laukumu kompensē ārējās plūsmas maiņu– Ja magnētu tuvina kontūram ,indukcijas strāva plūst

pulksteņrādītāja virzienā – Ja magnētu attālina no kontūra, tad strāva plūst pretēji

pulksteņrādītāja virzienam.

Elektriskais virpuļlauks• Ja spolē plūst indukcijas strāva, tad spoles vijumos ir

arī elektriskais lauks• Elektrisko lauku veido rada mainīgā magnētiskā

plūsma• Elektriskā virpuļlauka intensitātes līnijas ir

noslēgtas, tās izvietojas plaknē, kas ir perpendikulāras magnētiskā lauka indukcijas līnijām

https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/elektromagnetiska_indukcija/

http://giphy.com/gifs/elements-induction-KNFcVWx73EcmI

EDS rašanās kustībā esošos vadītājos

• Ja homogēnā magnētiskā laukā pārvieto metāla stienīti, tad uz stienītī esošajiem elektroniem darbojas Lorenca spēks

• Stienīša gali kļūst pozitīvi un negatīvi lādēti, jo mainās elektronu izvietojums

• Starp stienīša galiem veidojas potenciālu starpība (spriegums) un inducējas EDS

EDS rašanās kustībā esošos vadītājos

• Inducētais EDS ir atkarīgs no– magnētiskās indukcijas B– stienīša kustības ātruma v– stienīša garuma l– leņķa, ko veido ātruma v un indukcijas B virzieni

Uzdevums (MG 141. lpp.)Uz gandrīz vertikāli novietotām metāla latiņām novieto metāla stienīti un palaiž vaļā (att.) Sistēma atrodas homogēnā magnētiskā laukā, kura indukcijas līnijas ir perpendikulāras zīmējuma plaknei un vērstas virzienā uz skatītāju. Magnētiskā lauka indukcija B=1,5 T; stienīša garums L=0,3 m un masa m=0,2 kg. Latiņu gali savienoti ar rezistoru, kura pretestība R=0,4Ω.A. Kurš stienīša gals uzlādējas pozitīvi, kurš negatīvi, kad stienītis sāk kustēties?

•Kad stienītis sāk kustēties, uz brīvajiem elektroniem stienītī darbojas Lorenca spēks•Lorenca spēka virzienu nosaka pēc kreisās rokas likuma•Brīvie elektroni virzās uz b galu•Kustībā stienītī inducējas EDS, tas kļūst par strāvas avotu a+ un b-. https://www.fizmi

x.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/magnetiskais_speks/

+ -

Uzdevums (MG 141. lpp.)Uz gandrīz vertikāli novietotām metāla latiņām novieto metāla stienīti un palaiž vaļā (att.) Sistēma atrodas homogēnā magnētiskā laukā, kura indukcijas līnijas ir perpendikulāras zīmējuma plaknei un vērstas virzienā uz skatītāju. Magnētiskā lauka indukcija B=1,5 T; stienīša garums L=0,3 m un masa m=0,2 kg. Latiņu gali savienoti ar rezistoru, kura pretestība R=0,4Ω.B. Kādā virzienā caur rezistoru plūst strāva, ja stienītis pārvietojas lejup?

•Strāvas virziens ķēdes ārējā daļā vērsts no strāvas avota pozitīvā pola uz negatīvo

•Strāva plūst no kreisās puses uz labo.

+ -

I

Uzdevums (MG 141. lpp.)Uz gandrīz vertikāli novietotām metāla latiņām novieto metāla stienīti un palaiž vaļā (att.) Sistēma atrodas homogēnā magnētiskā laukā, kura indukcijas līnijas ir perpendikulāras zīmējuma plaknei un vērstas virzienā uz skatītāju. Magnētiskā lauka indukcija B=1,5 T; stienīša garums L=0,3 m un masa m=0,2 kg. Latiņu gali savienoti ar rezistoru, kura pretestība R=0,4Ω.C. Kādā virzienā uz stienīti darbojas Ampēra spēks, stienītim pārvietojoties lejup?

•Ampēra spēka virzienu nosaka pēc kreisās rokas likuma.

•Ampēra spēks virzīts vertikāli augšup.•Ampēra spēks farbojas pretēji smaguma spēkam un bremzē kustību.

+ -

I

http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_11/default.aspx@tabid=3&id=610.html

http://giphy.com/gifs/magnet-u6nNTLfPnwtSE

http://giphy.com/gifs/copper-hl0OAihPKeaPK

Uzdevums (MG 141. lpp.)Uz gandrīz vertikāli novietotām metāla latiņām novieto metāla stienīti un palaiž vaļā (att.) Sistēma atrodas homogēnā magnētiskā laukā, kura indukcijas līnijas ir perpendikulāras zīmējuma plaknei un vērstas virzienā uz skatītāju. Magnētiskā lauka indukcija B=1,5 T; stienīša garums L=0,3 m un masa m=0,2 kg. Latiņu gali savienoti ar rezistoru, kura pretestība R=0,4Ω.D. Raksturot stienīša kustību pēc palaišanas vaļā.

•Pēc palaišanas stienītis krīt smaguma spēka ietekmē ar paātrinājumu g•Ātrums pieaug•Pieaugot ātrumam, pieaug indukcijas EDS•Pieaug bremzējošais Ampēra spēks•Kad smaguma spēks kompensē Ampēra spēku, stienīša ātrums vairs nepalielinās; stienītis slīd lejup vienmērīgi.

+ -

I

Uzdevums (MG 141. lpp.)Uz gandrīz vertikāli novietotām metāla latiņām novieto metāla stienīti un palaiž vaļā (att.) Sistēma atrodas homogēnā magnētiskā laukā, kura indukcijas līnijas ir perpendikulāras zīmējuma plaknei un vērstas virzienā uz skatītāju. Magnētiskā lauka indukcija B=1,5 T; stienīša garums L=0,3 m un masa m=0,2 kg. Latiņu gali savienoti ar rezistoru, kura pretestība R=0,4Ω.E. Noteikt stienīša kustības maksimālo ātrumu, pieņemot, ka latias ir pietiekami garas.

Dots:B = 1,5 T

m = 0,2 kgL = 0,3 m

R = 0,4 Ω

v = ?

+ -

Stienītis sasniegs maksimālo ātrumu, kad FA = mg

RI

mgBIL mgR

BL

mgRBLv

BL BLmg

RBLv

22LBmgR

v

Puķītis. Fizika 11. klasei Praktiskie darbi. 80. lpp.

o0cos10102,0 3 Wb5102

samazinās

inducējas plūst

Ja magnētu attālina no kontūra, tad strāva plūst pretēji pulksteņrādītāja virzienam.

Šajā gadījumā inducēto strāvu magnētiskais lauks cenšas magnētisko plūsmu caur kontūru palielināt, jo prom virzošā magnēta dēļ magnētiskā plūsma samazinās.

Papildus informācijas avoti:• http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_11/default.aspx@tabid=3&id=620.html • https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/elektromagnetiska_indukcija/ • http://www.ulbrokas-vsk.lv/diski/Physicon2/Open%20Physics%202.6%20part%202%20Lat/

content/chapter1/section/paragraph20/theory.html

• Явление электромагнитной индукции http://interneturok.ru/ru/school/physics/11-klass/belektromagnitnaya-indukciyab/yavlenie-elektromagnitnoy-induktsii-variant-1-zelenin-s-v?seconds=0&chapter_id=122

• Движение проводника в магнитном поле http://interneturok.ru/ru/school/physics/11-klass/belektromagnitnaya-indukciyab/dvizhenie-provodnika-v-magnitnom-pole?seconds=0&chapter_id=122

• http://www.myshared.ru/slide/1281153/

Videostundas krievu valodā:

JAUTĀJUMI?