Faradeja indukcijas likums
Kad magnētiskais lauks, kas iziet cauri vadu cilpai, mainās, tas rada spriegumu šajā cilpā — pat bez pievienotas baterijas. Maini lauku ātrāk, un tu iegūsti lielāku spriegumu; tieši tā ģeneratori pārvērš kustību elektrībā.
Formula
ε = −ΔΦ / Δt
- ε — inducētā EMF (V): cilpā radītais spriegums
- Φ — magnētiskā plūsma (Wb): magnētiskā lauka daudzums, kas iziet cauri cilpai
- t — laiks (s): cik ilgi plūsmas izmaiņa notiek
Izrēķināts piemērs
Magnētiskā plūsma cauri cilpai krīt par 6 veberiem pāri 3 sekundēm. Kādu spriegumu tas inducē?
- ΔΦ = 6 Wb
- Δt = 3 s
- ε = −ΔΦ / Δt
- ε = −(6 Wb) / (3 s)
ε = −2 V
Pārbaudi sevi
Plūsma joprojām mainās par 6 veberiem, bet tagad tas notiek tikai 2 sekundēs 3 vietā. Kāds ir inducētā sprieguma lielums tagad?
- 2 V
- Pareizā atbilde: 3 V
- 12 V
Pareizi! Ātrāka izmaiņa nozīmē vairāk sprieguma: 6 Wb ÷ 2 s = 3 V.
Pēc Lenca likuma, strāva, ko inducē mainīga plūsma, radīs savu magnētisko lauku, kas…
- Pareizā atbilde: pretojas plūsmas izmaiņai
- atbilst plūsmas izmaiņai
- nav nekādas ietekmes uz plūsmu
Tieši tā — inducētā strāva vienmēr cīnās atpakaļ pret izmaiņu, kas to radīja, un tāpēc formulā ir mīnusa zīme.
Kur tu to redzi
Katra elektrostacija uz Zemes ir šis likums rūpnieciskā mērogā: griežošies magnēti slauka mainīgu plūsmu cauri spelēm, un ārā nāk spriegums, kas sasniedz tavu sienas kontaktligzdu. Velosipēta dinamo ir kabatas izdevums — tavs pedāļu minēšana griež magnētu, un priekšējā gaisma deg bez baterijas ķēdē.
Biežākās kļūdas
Būtiskais punkts ir izmaiņa: milzīgs, perfekti stabils magnētiskais lauks cauri cilpai neinducē neko — tikai mainīga plūsma rada spriegumu, ε = −ΔΦ / Δt. Tad tā ir ātrums, nevis daudzums: tā pati 6 Wb izmaiņa, izdarīta 2 s 3 s vietā, ceļ spriegumu no 2 V uz 3 V. Un mīnusa zīme ir Lenca likums — inducētā strāva vienmēr pretojas izmaiņai, kas to radīja, atteizdama brīvas pusdienas.
Kā tas savienojas
Šis pabeidz pāri, ko sāka Lorenca spēks: lauki grūž lādiņus, un tagad mainīgi lauki rada spriegumus, kas kustina lādiņus — bez baterijas. Lenca pretējā grūšana ir enerģijas saglabāšanās runājot, un maiņstrāvas rezonanse, tālāk, ir tas, kas notiek, kad šis inducētais spriegums satiek kondensatoru ķēdē, kas tiek dzīta šurpu turpu.