Правилото на лявото рамо Задвижването на затворен проводник в магнитно поле Електромагнитна индукция

Правилото на лявото рамо и електромагнитната индукция

Поставяме проводник между полюсите на постоянен магнит, по който минава електрически ток. Веднага ще отбележим, че проводникът ще бъде изтласкан от магнитното поле от междуполюсното пространство.

Това е доста лесно да се обясни. Проводник с ток генерира собствено магнитно поле, линиите на силата от един проводник съвпадат с линиите на силата на един постоянен магнит, но от другата страна на проводника не съвпадат. Следователно, от една страна, магнитното поле се оказва концентрирано, а от друга страна, рядко. Следователно върху проводника се прилага сила, която се натиска надолу. И ако проводникът не е фиксиран, то ще се движи.

Правилото на лявата ръка

За бързо определяне на посоката на движение на проводник с ток, поставен в постоянно магнитно поле, има така нареченото правило на лявата ръка.

правило на лявата ръка е: ако поставите лявата си ръка между полюсите на магнита, така че магнитните силови линии са включени в дланта и четири пръста на ръката съвпада с посоката на текущото движение в проводника, големият огънат пръст ще посочи на посоката на движение на проводника.

С други думи, по-опростено може да се каже, че проводник с ток се задейства от някаква сила, която го насочва перпендикулярно към магнитните линии на сила. Опитен можете да разберете своята стойност. Оказва се, че силата, с която магнитното поле действа върху проводник с ток, е пряко пропорционална на силата на тока и дължината на тази част от проводника, която е поставена в магнитно поле.

Това правило е подходящо за конкретен случай, ако проводникът е под прав ъгъл спрямо магнитните линии на сила. Ако текущата балансова проводник не се намира под прав ъгъл към магнитните силови линии, силата, действаща върху него, ще бъде пропорционално на тока в проводника, а дължината на издадената част на проводника в магнитно поле, в равнина, перпендикулярна на магнитните силови линии. Следва незабавно заключението: ако проводникът е успореден на магнитните линии на сила, тогава силата, действаща върху него, е нула. Обратно, ако проводникът е перпендикулярен на линиите на магнитното поле, силата, която действа върху него, ще достигне своята максимална стойност.

Силата, засягаща проводника с тока, също зависи от магнитната индукция. Колкото по-плътни са линиите на сила, толкова по-голяма е силата, която действа върху проводника с тока. Затова можем да изразим ефекта на магнитното поле върху проводник с ток, както следва:

Силата, действаща върху проводника с ток, е пряко пропорционална на магнитната индукция, тока на тока и дължината на проекцията, разположени в магнитно поле, върху равнина, перпендикулярна на магнитния поток.

Трябва да се добави, че действието на магнитното поле върху тока не зависи нито от материала на проводника, нито от напречното сечение. Ефектът на магнитното поле се проявява дори при липса на проводник, преминаващ поток от бързо движещи се електрони между полюсите на постоянен магнит. Действието на магнитното поле върху тока намират широко приложение в науката и технологиите. Въз основа на тези принципи електрически устройства, magnetoelectric Уреди за измерване на напрежение и ток, магнетрона, катодно-лъчеви тръби и други подобни. Г. действието на магнитното поле се използва за измерване на масата и заряда на електрона, а дори и в изследването на структурата на материята.

Електромагнитна индукция

Когато проводник с ток, поставен в магнитно поле започва да се движи. Този феномен на магнитна индукция. Съществува и противоположният феномен: когато затворен проводник се движи в магнитно поле, в него се появява електрически ток. Това се нарича електромагнитна индукция. Нека вземем проводник с краища, затворени към галванометър, и бързо прекоси този проводник с магнитно поле. В този случай ние отбелязваме, че стрелката на галванометъра се отклонява в момента на пресичане на силите на магнитното поле. Следователно електрическият ток преминава през проводника.

Пресечете магнитното поле с проводник в обратната посока. Стрелката на галванометъра отново ще се отклони, но в другата посока. Това показва, че проводникът отново премина електрически ток, но в обратната посока.

По този начин, когато проводник пресича магнитно поле, в самия проводник се появява ЕМП, чието направление се определя от посоката на движение на проводника. Този ЕМП се нарича индуцирана EMF или EMF индукция, т.е. насочването на ЕМП в проводника е нищо друго освен явлението електромагнитна индукция.

Когато проводникът се движи заедно с него, свободните носители, които са в него, също се движат. При изучаването на магнитната индукция научихме, че електрическите заряди, движещи се в магнитно поле, се задействат от сила в посока, перпендикулярна на посоката на магнитния поток. Следователно, когато свободните носители се движат заедно с проводника, пресичащ линиите на силата, силите, действащи върху тях, движат носителите на заряд по протежение на проводника, което води до появата на електрически ток в проводника.

Ако преместим проводника в магнитно поле при различни скорости, ще забележим, че стрелката на галванометъра или микроамперметъра ще се отклони по-силно, толкова по-висока е скоростта на кръстосване на магнитното поле от проводника. При много ниска скорост на проводника абсолютно никакъв ток не се генерира в него, или по-точно токът ще бъде толкова малък, че галванометърът не е в състояние да го поправи.

Чрез поставяне на проводника в пространството между полюсите, ние по този начин увеличаване на броя на линиите на магнитното поле, обхванати от затворен проводник контур, и по време на обратното движение на проводника намалява броя на тези линии, или, алтернативно, в първия случай на магнитния поток, обхващащ нашите затворени увеличава верига, и по- вторият случай е намален. От тази гледна точка настъпването на индуцирания ток в затворена верига, може да обясни как да се промени магнитния поток в kontura- по-голяма или по-малка деформация на иглата на галванометър при различни скорости, упоменатия подвижен проводник, който индуцира едн е в зависимост от скоростта на изменение на магнитния поток в линия.

При бързо нарастване (или обратно, намаление) на магнитния поток във веригата, в него се индуцира голям ЕМФ на индукция. и когато промяната е бавна, тя е малка.

Електромагнитната индукция е в основата на многото електротехнически устройства на електродинамичните микрофони, пикапи. трансформатори. различни електрически измервателни уреди, генератори на електрически ток и др.