Эдс в движущихся проводниках закон

Эдс в движущихся проводниках закон

ЭДС индукции в движущихся проводниках. Электродинамический микрофон

«Физика — 11 класс»

ЭДС индукции в движущихся проводниках

Пусть проводник MN длиной l движется с постоянной скоростью V по проводящим направляющим в однородном магнитном поле.
Вектор магнитной индукции поля перпендикулярен проводнику и составляет угол α с направлением его скорости.
Проводник MN вместе с направляющими образует контур MNCD.

При движении проводника его свободные заряды движутся вместе с ним, поэтому на заряды со стороны магнитного поля действует сила Лоренца.

Fл = | q |υ B sin α

Сила Лоренца, совершает работу по перемещению зарядов по всей длине проводника.

А = Fлl = | q | υ Bl sin α

Возникающая здесь за счет действия на заряды силы Лоренца ЭДС индукции имеет магнитное происхождение.

Электродвижущая сила индукции в проводнике MN равна отношению работы по перемещению заряда q к этому заряду:

Эта формула справедлива для любого проводника длиной l, движущегося со скоростью V в однородном магнитном поле.

В других проводниках контура MNCD ЭДС равна нулю, так как эти проводники неподвижны.
Следовательно, ЭДС во всем контуре MNCD равна и остается неизменной, если скорость движения V постоянна.

Электродинамический микрофон

Электродинамический громкоговоритель преобразует колебания электрического тока в звуковые колебания.
Обратный процесс превращения звуковых колебаний воздуха в колебания электрического тока осуществляется с помощью микрофона.

Действие электродинамического микрофона основано на явлении электромагнитной индукции.

Как устроен этот микрофон?
Диафрагма 2 из тонкой полистирольной пленки или алюминиевой фольги жестко связана со звуковой катушкой 1 из тонкой проволоки. Катушка помещается в кольцевом зазоре сильного постоянного магнита 3. Линии магнитной индукции перпендикулярны к виткам катушки.

Звуковая волна вызывает колебания диафрагмы и связанной с ней катушки, в результате в катушке возникает меняющийся индукционный ток.
Подробнее:
при движении витков катушки в магнитном поле в них возникает переменная ЭДС индукции и переменное напряжение на зажимах катушки, которое вызывает колебания электрического тока в цепи микрофона.

Эти колебания после усиления могут быть поданы на громкоговоритель и т. д.

В телефонных аппаратах применяют менее совершенные, но зато более дешевые угольные микрофоны.
Диафрагма в таких микрофонах действует на угольный порошок и создает в нем периодические сжатия и разрежения.
От этого меняются сопротивление порошка и сила тока в электрической цепи микрофона.
Существуют и другие типы микрофонов.

Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Электромагнитная индукция. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

class-fizika.ru

Магнитный поток через контур может изменяться по следующим причинам:

  • При помещении неподвижного проводящего контура в переменное магнитное поле.
  • При движении проводника в магнитном поле, которое может и не меняться со временем.
  • В обоих этих случаях будет выполняться закон электромагнитной индукции. При этом происхождение электродвижущей силы в этих случаях различное. Рассмотрим подробнее второй из этих случаев

    Читайте так же:  Бланк заявления на землю многодетным

    В данном случае проводник движется в магнитном поле. Вместе с проводником совершают движение и все заряды, которые находятся внутри проводника. На каждый из таких зарядов со стороны магнитного поля будет действовать сила Лоренца. Она и будет способствовать перемещению зарядов внутри проводника.

  • ЭДС индукции в данном случае будет иметь магнитное происхождение.
  • Рассмотрим следующий опыт: магнитный контур, у которого одна сторона подвижная, помещают в однородное магнитное поле. Подвижная сторона длиной l начинает скользить вдоль сторон MD и NC с постоянной скоростью V. При этом она постоянно остаётся параллельной стороне СD. Вектор магнитной индукции поля будет перпендикулярен проводнику и составлять угол а с направлением его скорости. На следующем рисунке представлена лабораторная установка для этого опыта:

    Сила Лоренца, действующая на движущуюся частицу, вычисляется по следующей формуле:

    Сила Лоренца будет направлена вдоль отрезка MN. Рассчитаем работу силы Лоренца:

    A = Fл*l = |q|*V*B*l*sin(a).

    ЭДС индукции — это отношение работы, совершаемой силой при перемещении единичного положительного заряда, к величине этого заряда. Следовательно, имеем:

    Ei = A/|q| = V*B*l*sin(a).

    Эта формула будет справедлива для любого проводника, движущегося в с постоянной скоростью в магнитном поле. ЭДС индукции будет только в этом проводнике, так как остальные проводники контура остаются неподвижными. Очевидно, что ЭДС индукции во всем контуре будет равняться ЭДС индукции в подвижном проводнике.

    ЭДС из закона электромагнитной индукции

    Магнитный поток через тот же контур, что и в примере выше, будет равняться:

    Ф = B*S*cos(90-a) = B*S*sin(a).

    Здесь угол (90-а) = угол между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности контура. За некоторое время ∆t площадь контура будет изменяться на ∆S = -l*V*∆t. Знак «минус» показывает, что площадь уменьшается. При этом за это время магнитный поток изменится:

    Тогда ЭДС индукции равна:

    Ei = -∆Ф/∆t = B*l*V*sin(a).

    Если весь контур будет двигаться внутри однородного магнитного поля с постоянной скоростью, то ЭДС индукции будет равняться нулю, так как будет отсутствовать изменение магнитного потока.

    • ЭДС индукции будет возникать и при повороте рамки внутри магнитного поля.
    • uclg.ru

      ЭДС ИНДУКЦИИ В ДВИЖУЩИХСЯ ПРОВОДНИКАХ

      Прямолинейный проводник АВ движется в магнитном поле с индукцией В по проводящим шинам, которые замкнуты на гальванометр.

      На электрические заряды, перемещающиеся вместе с проводником в магнитном поле, действует сила Лоренца:

      Её направление можно определить по правилу левой руки.

      Под действием силы Лоренца внутри проводника происходит распределение положительных и отрицательных зарядов вдоль всей длины проводника l.
      Сила Лоренца является в данном случае сторонней силой, и в проводнике возникает ЭДС индукции, а на концах проводника АВ возникает разность потенциалов.

      Причина возникновения ЭДС индукции в движущемся проводнике объясняется действием силы Лоренца на свободные заряды.

      Готовимся к проверочной работе!

      1. При каком направлении движения контура в магнитном поле в контуре будет возникать индукционный ток?

      2. Укажите направление индукционного тока в контуре при введении его в однородное магнитное поле.

      3. Как изменится магнитный поток в рамке, если рамку повернуть на 90 градусов из положения 1 в положение 2 ?

      4. Будет ли возникать индукционный ток в проводниках, если они движутся так, как показано на рисунке?

      5. Определить направление индукционного тока в проводнике АБ, движущемся в однородном магнитном поле.

      6. Указать правильное направление индукционного тока в контурах.

      Другие страницы по теме «Электромагнитное поле» за 10-11 класс:

      Вспомни тему «Электромагнитные явления» за 8 класс:

      class-fizika.narod.ru

      Эдс в движущихся проводниках закон

      § 13 ЭДС ИНДУКЦИИ В ДВИЖУЩИХСЯ ПРОВОДНИКАХ

      Рассмотрим теперь второй случай возникновения индукционного тока.

      При движении проводника его свободные заряды движутся вместе с ним. Поэтому на заряды со стороны магнитного поля действует сила Лоренца. Она-то и вызывает перемещение зарядов внутри проводника. ЭДС индукции, следовательно, имеет магнитное происхождение.

      На многих электростанциях земнога шара именно сила Лоренца вызывает перемещение электронов в движущихся проводниках.

      Вычислим ЭДС индукции, возникающую в проводнике, движущемся в однородном магнитном поле (рис. 2.10). Пусть сторона контура MN длиной l скользит с постоянной скоростью вдоль сторон NC и MD, оставаясь все время параллельной стороне CD. Вектор магнитной индукции однородного поля перпендикулярен проводнику и составляет угол с направлением его скорости.

      Сила, с которой магнитное ноле действует на движущуюся заряженную частицу, равна по модулю

      Направлена эта сила вдоль проводника MN. Работа силы Лоренца 1 на пути l положительна и составляет:

      Электродвижущая сила индукции в проводнике MN равна, по определению, отношению работы по перемещению заряда q к этому заряду:

      Эта формула справедлива для любого проводника длиной I, движущегося со скоростью в однородном магнитном поле.

      В других проводниках контура ЭДС равна нулю, так как эти проводники неподвижны. Следовательно, ЭДС во всем контуре MNCD равна и остается неизменной, если скорость движения постоянна. Электрический ток при этом будет увеличиваться, так как при смещении проводника MN вправо уменьшается общее сопротивление контура.

      ЭДС индукции можно вычислить также и с помощью закона электромагнитной индукции (см. формулу (2.4)). Действительно, магнитный поток через контур MNCD равен:

      Ф = ВS cos (90° — ) = BSsin ,

      где угол (90° — .) есть угол между вектором и нормалью к поверхности контура (рис. 2.11, вид сбоку), а S — площадь, ограниченная контуром MNCD. Если считать, что в начальный момент времени (t = 0) проводник MN находится на расстоянии NC от проводника СD (см. рис. 2.10), то при перемещении проводника площадь S изменяется со временем следующим образом:



      1 Это неполная работа силы Лоренца. Кроме силы Лоренца (см. формулу (2.5)), имеется составляющая силы Лоренца, направленная против скорости проводника. Эта составляющая тормозит движение проводника и совершает отрицательную работу. В результате полная работа силы Лоренца оказывается равной нулю.

      За время t площадь контура меняется нa . Знак- «-» указывает на то, что она ументшается. Изменение магнитного потока за это время равно:

      Если весь контур MNCD движется в однородном магнитном поле, сохраняя свою ориентацию по отношению к вектору , то ЭДС индукции в контуре будет равна нулю, так как поток Ф через поверхность, ограниченную контуром, не меняется. Объяснить это можно так. При движении контура в проводниках MN и CD возникают силы (см. формулу (2.5)), действующие на электроны в направлениях от N к M и от С к D. Суммарная работа этих сил при обходе контура по часовой стрелке или против нее равна нулю.

      ЭДС индукции возникает также при повороте рамки в магнитном поле, т. е. при изменении со временем угла (см. § 31).

      ЭДС индукции в проводниках, движущихся в постоянном магнитном поле, возникает за счет действия на заряды проводника силы Лоренца.


      1. Чему равна сила Лоренца и как она направлена!
      2. От чего зависит ЭДС индукции, возникающая в проводнике, который движется в переменном во времени магнитном поле!

      Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.

      Календарно-тематическое планирование, задачи школьнику 11 класса по физике скачать, Физика и астрономия онлайн

      Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

      Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.

      edufuture.biz

      Закон электромагнитной индукции. ЭДС индукции в движущихся проводниках.

      ЭДС индукции в проводниках, которые движутся в постоянном магнитном поле, соответствует 2му типу электромагнитной индукции, который обусловлен не переменным внешним магнитным полем, а действием сил Лоренца на свободные заряды проводника.

      ЭДС индукции, которая возникает на концах проводника имеющего длину l, и который движется с постоянной скоростью v под определнным углом α к вектору индукции однородного магнитного поля, равна:

      .

      где A — работа силы Лоренца по перемещению заряда q на пути l, FL — сила Лоренца, которая действу­ет на заряд, что движется.

      Если такой проводник является частью замкнутой цепи, осталь­ные части которой неподвижны, то в цепи образуется электрический ток.

      .

      где R — сопротивление нагрузки (лампочки); r — сопротивление проводника, который играет роль внутреннего сопротивления источни­ка тока (сопротивлением соединяющих проводников пренебрегаем).

      С другой стороны, эту же ЭДС индукции можно получить, применив основной закон электромагнитной индукции:

      .

      В этом случае изменение потока происходит не за счет изменения индукции поля, а за счет изменения площади контура, который равен ΔS = -lvΔt. В результате имеем:

      www.calc.ru

      Читайте так же:  1 сентября вступление закона

    Обсуждение закрыто.