Электромагниттік индукция (Реферат)

Тоқтардың магниттік әсерлесуі, электр тоuының магнит өрісін тудыру қабілеті ашылғаннан кейін көп ғалымдар кері процес –  магнит өрісі әсерінен электр тогын тудыру мүмкіншілігін іздестірді. Осы мәселені 1831 жылы М.Фарадей алғашқы болып шешті. Ол өткізгіштен жасалған катушканың ішіндегі магнит өрісі өзгергенде, катушкада ток пайда болатынын анықтады. Бұл құбылыс электромагниттік индукция деп аталады.

Электромагниттік индукция нәтижесінде пайда болатын электр тогын индукциялық ток деп атайды.

Тәжірибелер катушкадағы индукциялық токты әр түрлі әдістермен  тудыруға болатынын көрсетті: катушкаға магнитті кіргізуге немесе одан  шығаруға болады , катушканы магнитке кигізуге немесе магниттен суырып алуға болады. Индукциялық токтың ешқандай механикалық қозғалыс болмағанда да туындауы мүмкін . Ол үшін жақын тұрған екі катушканың біреуін ток көзімен қосу керек . Егер бірінші катушкадағы  токтың магнит өрісі екінші катушканың орамдарын олардың жазықтарынан перпендикулярлы өтетін болса, онда кез келген бірінші катушкадағы ток өзгерісі екінші катушкада индукциялық ток тудырады.

Кез келген тұйық контурда электростатистикалық күштердің жұмысы нөлге тең .

Бірақ катушканың тұйық тізбегінен өтетін магнит өрісінің кез келген өзгерісі индукциялық токты тудырады, бұл магнит өрісі өзгергенде, катушканың сымдарындағы электр зарядтарына табиғаты элекростатикалық емес күштер әсер ететіндігін көрсетеді. Осы бөгде күштердің жұмысы индукцияның электроқозғау-шы күші (ЭҚК) арқылы сипатталады.

Тәжірибенің көрсетуінше индукциялық токтың бағытын ылғи Ленц ережесі аталатын жалпы ереже анықтайды : индукциялық токтың магнит өрісі осы индукциялық токты тудыратын магнит өрісінің өзгерісін компенсациялауға тырысады.

Мысалы, катушкаға магнитті енгізгенде, катушкадағы магнит өрісі өсе бастағанда, катушкадағы туындаған индукциялық токтың магнит өрісінің бағыты кері болады және ол катушкадағы магнит өрісінің өсуін бөгейді. Оған қоса пайда болған индукциялық ток өзінің магнит өрісінің әсерімен магниттің катушкаға енуіне кедергі істейді, сондықтан индукциялық токты тудыру үшін бөгде күштер жұмыс істеу керек. Сонымен Ленц ережесі энергияның сақталу және айналу заңымен байланысты. Индукциялық электр тогының энергиясы өз бетімен пайда болуы мүмкін емес, ол мөлшері тең басқа энергиясының түрленуі арқылы пайда болады.

Индукцияның ЭҚК мәнін έ-і  тауып алу үшін келесі мысалды қарастырайық. Біртекті магнит өрісінде индукция В векторына перпендикулярлы жазықтықта екі параллель металдық стерженьді l  қашықтыққа орналасып, бір жақтағы екі ұшын байланыстырайық. Стержньге перпендикулярлы жылжымалы түзу өткізгіш олармен жанасып тұрсын.

Осы өткізгіш солдан оңға бір қалыпты жылдамдықпен қозғалғанда , өткізгіштегі әрбір электронға өткізгіш бойымен магнит өрісі жағынан Лоренц күші әсер етеді: FM = eυB

Лоренц күші әсерінен қозғалған өткізгіштегі барлық еркін электрондар қозғала бастайды және қозғалған AB өткізгіштер , екі BC мен DA стерженьнен оларды байланыстыратын тыныштықтағы CD өткізгіштен құралатын тұйық электр тізбегінде индукциялық ток пайда болады . Бір электронның B нүктеден A нүктеге орын ауыстыруында Лоренц күшінің істеген жұмысы: AAB = FM l = eυB l 

Тізбектің BC, CD және DA бөліктерінде электрондардың қозғалыс бағыты Лоренц күші векторына перпендикулярлы болғандықтан, бұл бөліктерде Лоренц күшінің жұмысы нөлге тең.