Faraday induktsiooniseadus
Kui juhtmesilmust läbiv magnetväli muutub, tekitab ta selles silmuses pinge — isegu ilma patarei ühendamata. Muuda välja kiiremini ja sa saad suurema pinge; täpselt nii muudavad generaatorid liikumise elektriiks.
Valem
ε = −ΔΦ / Δt
- ε — indutseeritud EMF (V): pinge, mis silmuses tekitatakse
- Φ — magnetvoog (Wb): magnetvälja hulk, mis silmusest läbi käib
- t — aeg (s): kui kaua voimuutus võtab
Lahendatud näide
Magnetvoog läbi silmuse langeb 6 vöbrit 3 sekundi jooksul. Missuguse pinge see indutseerib?
- ΔΦ = 6 Wb
- Δt = 3 s
- ε = −ΔΦ / Δt
- ε = −(6 Wb) / (3 s)
ε = −2 V
Kontrolli end
Voog muutub ikka 6 vörbi võrra, aga nüüd see juhtub vaid 2 sekundiga pigem kui 3. Missugune on nüüd indutseeritud pinge suurus?
- 2 V
- Õige vastus: 3 V
- 12 V
Õigesti! Kiirem muutus tähendab rohkem pinget: 6 Wb ÷ 2 s = 3 V.
Lenzi seaduse järgi loob muutuva voo indutseeritud vool omaenda magnetvälja, mis…
- Õige vastus: vastandub voomuutusele
- kattub voomuutusega
- ei mõjuta vooku üldse
Täpselt — indutseeritud vool võitleb alati tagasi muutuse vastu, kes ta tekitas, seepärast on valemis miinusmärk.
Kus sa seda näed
Iga elektrijaam Maal on see seadus tööstuslikus mastaabis: pöörlevad magnetid pühivad muutuvat vooku läbi mähiste ja välja tuleb pinge, kes sinu seinakontaktini jõuab. Jalgratta dünamo on taskuversioon — sinu pedaldis pöörab magnetit ja esituli särama ilma vooluringis patareita.
Tüüpilised vead
Olemuslik punkt on muutus: tohutu, täiesti kindel magnetväli läbi silmuse indutseerib mitte midagi — ainult muutuv voog tekitab pinge, ε = −ΔΦ / Δt. Siis on ta määr, mitte hulk: sama 6 Wb muutus tehtuna 2 s-ga pigem kui 3 s-ga tõstab pinge 2 V-lt 3 V-le. Ja miinusmärk on Lenzi seadus — indutseeritud vool vastandub alati muutusele, kes ta tekitas, keeldudes tasuta lõunast.
Kuidas see seondub
See täidab paari, mille Lorentzi jõud alustas: väljad lükkavad laenguid ja nüüd muutuvad väljad tekitavad pinged, mis laenguid liikuma panevad — patareita. Lenzi vastupidav lüke on energia jäävus rääkimas ja vahelduvvoolu resonants, järgmisena, on see, mis juhtub, kui see indutseeritud pinge kohtub kondensaatoriga vooluringis, kes edasi-tagasi ajab.