IndukcjaelektromagnetycznaFaradaya
RyszardJ.Barczyski,2010PolitechnikaGdaska,WydziaFTiMS,KatedraFizykiCiaaStaegoMateriaydydaktycznedouytkuwewntrznego
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
PoodkryciuOerstedazjawiskawytwarzaniapolamagnetycznegoprzezprdelektrycznyrozpoczysiintensywneposzukiwaniazjawiskaodwrotnego.
SukcesodnisMichaFaradaywroku1833stwierdzajc,eprdelektrycznypyniewobwodziezamknitymprzyzmianach
strumieniaindukcjimagnetycznej.
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
Faradaystwierdzidowiadczalnie,esiaelektromotorycznapowstajcawobwodziejestproporcjonalnadoszybkocizmianstrumieniaindukcjipolamagnetycznegoobejmowanegoprzeztenobwd.
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
Faradaystwierdzidowiadczalnie,esiaelektromotorycznapowstajcawobwodziejestproporcjonalnadoszybkocizmian
strumieniaindukcjipolamagnetycznegoobejmowanegoprzeztenobwd.
=d
B
dt
Prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
Dlaprzypomnienia:strumiepolamagnetycznegodefiniujemypodobniedostrumieniapolaelektrycznego:
S
B=
S
Bd S
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
Byzrozumieskdsibierzetasiaelektromotorycznarozwamyobwdzruchomymprostoliniowymodcinkiem...
S
Zwikszonapowierzchnia
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
Byzrozumieskdsibierzesiaelektromotorycznarozwamyobwdzruchomymprostoliniowymodcinkiemodugocilporuszajcymsizprdkociv.Zakadamy,eobwdznajdujesiwjednorodnympolumagnetycznymoindukcjiB,skierowanymprostopadledopaszczyzny
obwoduidowektoraprdkocivjegoruchomegoodcinka.
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
NaadunekqznajdujcysiwniewielkiejczciruchomegoodcinkadziaasiaLorenzapowodujcaprzemieszczaniesiadunkwwzduprzewodnikatakdugo,apowstajcepoleelektrycznejzrwnoway
q v B=q EE=v B
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
q v B=q EE=v B
Przyzaoeniu,epoleelektrycznewewntrzprzewodnikajestjednorodneotrzymujemy
=E l=l v B=B ldx
dt=B
dS
dt=
dB
dt
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
Zwrmyuwag,enaszewyjanienieilustrujejedyniepowstaniesiyelektromotorycznejwobwodzie,ktryznajdujesiwstaympolu,aktregowymiarysizmieniaj.Niedziaaonoskuteczniewnieruchomymobwodzieumieszczonymwzmiennympolumagnetycznym...
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
PrzyzwoitszeipenesformuowanieprawaFaradayamwi,ezmiennepolemagnetycznewywoujewirowepoleelektryczne(doewentualnegopenegozrozumieniategofaktubdzienampotrzebnadojrzaamatematykaiszczeglnateoriawzgldnoci)
KrzywaCjestdowolnymkonturemzamknitym,aSdowolnpowierzchnirozpitnatymkonturze
C
E dl=d
dtS
BdS
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
Rwnanietojestprawdziwerwniewprni,gdzieniemaadunkw,naktremogabydziaasiaLorenza.
Przybrakuzmiennegopolamagnetycznegorwnanietosprowadzasidostwierdzeniapotencjalnocistatycznegopolaelektrycznego
(prawastronarwnaniajestrwnazeru).
C
E dl=d
dtS
BdS
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
Cakaznateniapolaelektrycznegopodowolnymkonturzezamknitymjestrwnazmianomstrumieniapolamagnetycznegoprzezdowoln
powierzchnirozpitnatymkonturze.
Wanyproblem:jaksimaindukcjaFaradayadozachowawczocipolaelektrycznego?!...
C
E dl=d
dtS
BdS
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
Wanyproblem:jaksimaindukcjaFaradayadozachowawczocipolaelektrycznego?!...
C
E dl=d
dtS
BdS
Lewastronanaszegorwnaniatosumawszystkichsielektromotorycznychinapiwobwodzie.Dlapolazachowawczegotakasumajestrwnazeru.
Widzimy,epolemagnetycznezachowawczozaburza.
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej C
E dl=d
dtS
BdS
Rysunekprzedstawiakierunekwytworzonegopolaelektrycznegowzalenociodkierunkuzmianpolamagnetycznego.
Wpraktycekierunkiemrzadkobdziemysikopota,boycieuatwinamjednozbardziejyciowychpraw,znanepodnazwreguyLenza(lubreguyprzekory):
kierunekwytworzonejsiyelektromotorycznejjesttaki,byprzeciwdziaazmianompolamagnetycznego,ktrejwytwarzaj.
Zjawiskoindukcjielektromagnetycznej
C
E dl=d
dtS
BdS
NakoniecnapiszmyprawoindukcjiFaradayawpostacirniczkowej
E= B
t
Slajd 1Slajd 2Slajd 3Slajd 4Slajd 5Slajd 6Slajd 7Slajd 8Slajd 9Slajd 10Slajd 11Slajd 12Slajd 13Slajd 14Slajd 15Slajd 16