Faradėjaus indukcijos dėsnis
Kai keičiasi magnetinis laukas, einantis per laido kontūrą, jis sukuria įtampą tame kontūre — net be prijungtos baterijos. Keisk lauką greičiau, ir gausi didesnę įtampą; būtent taip generatoriai verčia judesį į elektrą.
Formulė
ε = −ΔΦ / Δt
- ε — indukuotoji EMF (V): kontūre sukurtoji įtampa
- Φ — magnetinis srautas (Wb): magnetinio lauko kiekis, einantis per kontūrą
- t — laikas (s): kiek ilgai trunka srauto pokytis
Išnagrinėtas pavyzdys
Magnetinis srautas per kontūrą krenta 6 vėberiais per 3 sekundes. Kokią įtampą tai indukuoja?
- ΔΦ = 6 Wb
- Δt = 3 s
- ε = −ΔΦ / Δt
- ε = −(6 Wb) / (3 s)
ε = −2 V
Pasitikrink
Srautas vis dar kinta 6 vėberiais, bet dabar tai atsitinka per 2 sekundes vietoj 3. Koks dabar indukuotosios įtampos dydis?
- 2 V
- Teisingas atsakymas: 3 V
- 12 V
Teisingai! Greitesnis pokytis reiškia daugiau įtampos: 6 Wb ÷ 2 s = 3 V.
Pagal Lenco taisyklę, kintamojo srauto indukuota srovė sukurs savo pačios magnetinį lauką, kuris…
- Teisingas atsakymas: priešinasi srauto pokyčiui
- atitinka srauto pokytį
- neturi jokio poveikio srautui
Būtent — indukuotoji srovė visada kovoja atgal prieš pokytį, kuris ją sukūrė, būtent todėl formulė turi minuso ženklą.
Kur tai matai
Kiekviena Žemės elektrinė yra šis dėsnis pramoniniu masteliu: besisukantys magnetai valo kintantį srautą per rites, ir laukan ateina įtampa, pasiekianti tavo rozetę. Dviračio dinamas yra kišeninis leidimas — tavo pedalavimas suka magnetą, ir priekinė šviesa šviečia be jokios baterijos grandinėje.
Dažnos klaidos
Esminis punktas yra pokytis: milžiniškas, tobulai pastovus magnetinis laukas per kontūrą nieko neindukuoja — tik kintamasis srautas gamina įtampą, ε = −ΔΦ / Δt. Tada tai yra sparta, o ne kiekis: tas pats 6 Wb pokytis, atliktas per 2 s vietoj 3 s, kelia įtampą nuo 2 V iki 3 V. Ir minuso ženklas yra Lenco taisyklė — indukuotoji srovė visada priešinasi pokyčiui, sukėlusiam ją, atsisakydama nemokamų pietų.
Kaip tai siejasi
Tai užbaigia porą, kurią pradėjo Lorento jėga: laukai stumia krūvius, o dabar kintantys laukai sukuria įtampas, priverčiančias krūvius judėti — be baterijos. Lenco priešinis stūmimas reiškia energijos tvermę, o kintamosios srovės rezonansas, toliau, yra tas, kas atsitinka, kai ši indukuotoji įtampa sutinka kondensatorių grandinėje, varomoje pirmyn ir atgal.