የኤሌክትሪክ እና መግነጢሳዊ ክስተቶች በቅርበት የተያያዙ ናቸው. እና አሁኑ መግነጢሳዊነትን የሚያመነጭ ከሆነ ተቃራኒው ክስተት እንዲሁ መኖር አለበት - ማግኔቱ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ የኤሌክትሪክ ፍሰት ገጽታ። በ1822 “መግነጢሳዊነትን ወደ ኤሌክትሪክ ቀይር” የሚለውን የላቦራቶሪ ማስታወሻ ደብተር ውስጥ የገባው እንግሊዛዊው ሳይንቲስት ማይክል ፋራዳይ አመክንዮ ይህ ነው።
ይህ ክስተት ቀደም ብሎ የዴንማርካዊው የፊዚክስ ሊቅ ሃንስ ክርስቲያን ኦርስቴድ የኤሌክትሮማግኔቲዝም ክስተት በመገኘቱ በአሁኑ ጊዜ በተሸከመው መሪ ዙሪያ መግነጢሳዊ መስክ መከሰቱን አወቀ። ለብዙ አመታት ፋራዳይ የተለያዩ ሙከራዎችን ቢያደርግም የመጀመሪያ ሙከራዎቹ ግን ስኬት አላመጡለትም። ዋናው ምክንያት ሳይንቲስቱ ተለዋጭ መግነጢሳዊ መስክ ብቻ የኤሌክትሪክ ፍሰት ሊፈጥር እንደሚችል አላወቀም ነበር. ትክክለኛው ውጤት የተገኘው በ 1831 ብቻ ነው.
የፋራዴይ ሙከራዎች
በሥዕሉ ላይ ጠቅ ያድርጉ
ሳይንቲስቱ ኦገስት 29, 1931 ባደረገው ሙከራ በብረት ተቃራኒ ጎኖች ዙሪያ የሽቦ ሽቦዎችን ጠቅልሏልቀጭን ቀለበት. አንዱን ሽቦ ከአንድ ጋላቫኖሜትር ጋር አገናኘው። በዚህ ጊዜ ሁለተኛው ሽቦ ከባትሪው ጋር ተገናኝቷል, የጋልቫኖሜትር መርፌ በከፍተኛ ሁኔታ ተለወጠ እና ወደ መጀመሪያው ቦታው ተመለሰ. ከባትሪው ጋር ያለው ግንኙነት ሲከፈት ተመሳሳይ ምስል ታይቷል. ይህ ማለት በወረዳው ውስጥ የኤሌክትሪክ ፍሰት ታየ. በመጀመሪያው ሽቦ መዞሪያዎች የተፈጠሩት መግነጢሳዊ መስክ መስመሮች የሁለተኛውን ሽቦ መዞሪያዎች አቋርጠው በውስጣቸው ጅረት በመፍጠራቸው ምክንያት ተነሳ.
የፋራዴይ ሙከራ
ከጥቂት ሳምንታት በኋላ በቋሚ ማግኔት አንድ ሙከራ ተካሂዷል. ፋራዳይ ጋላቫኖሜትርን ከመዳብ ሽቦ ጥቅል ጋር አገናኘው። ከዚያም በሹል እንቅስቃሴ፣ ሲሊንደራዊ መግነጢሳዊ ዘንግ ወደ ውስጥ ገፋው። በዚህ ጊዜ የጋልቫኖሜትር መርፌም በከፍተኛ ሁኔታ ተወዛወዘ። በትሩ ከጥቅል ሲወጣ, ፍላጻው እንዲሁ ተወዛወዘ, ግን በተቃራኒው አቅጣጫ. እና ይሄ ማግኔቱ በተገፋ ቁጥር ወይም ከጥቅሉ ውስጥ በተገፋ ቁጥር ይከሰታል. ማለትም ማግኔቱ በውስጡ ሲንቀሳቀስ አሁኑ በወረዳው ውስጥ ታየ። ፋራዳይ “መግነጢሳዊነትን ወደ ኤሌክትሪክ ለመቀየር” የቻለው በዚህ መንገድ ነበር።
ፋራዴይ በቤተ ሙከራ ውስጥ
በውስጡ ካለው ቋሚ ማግኔት ይልቅ፣ ከአሁኑ ምንጭ ጋር የተገናኘ ሌላ ጥቅልል ካንቀሳቀሱ በጥቅሉ ውስጥ ያለው የአሁን ጊዜ እንዲሁ ይታያል።
በእነዚህ ሁሉ ሁኔታዎችተከሰተ በኮይል ዑደት ውስጥ የሚያልፈው መግነጢሳዊ ፍሰት ለውጥ ፣ ይህም በተዘጋ ዑደት ውስጥ የኤሌክትሪክ ፍሰት እንዲታይ አድርጓል። ይህ ክስተት ነው። ኤሌክትሮማግኔቲክ ማነሳሳት , እና የአሁኑ ነው የሚነሳሳ ወቅታዊ .
ኤሌክትሮሞቲቭ ሃይል (EMF) በመጠቀም በችሎታ ልዩነት የሚቆይ ከሆነ በተዘጋ ወረዳ ውስጥ ያለው ጅረት እንዳለ ይታወቃል። በውጤቱም, በወረዳው ውስጥ ያለው መግነጢሳዊ ፍሰት ሲቀየር, እንዲህ ያለው EMF በውስጡ ይነሳል. ይባላል ተነሳሳ emf .
የፋራዴይ ህግ
ሚካኤል ፋራዳይ
የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን መጠን መግነጢሳዊ ፍሰቱ በሚቀየርበት ምክንያት ላይ የተመካ አይደለም - መግነጢሳዊው መስክ ራሱ ይለዋወጣል ወይም ወረዳው በውስጡ ይንቀሳቀስ እንደሆነ። በወረዳው ውስጥ በሚያልፈው መግነጢሳዊ ፍሰት ለውጥ መጠን ላይ ይወሰናል.
የት ε - EMF ከኮንቱር ጋር ይሠራል;
ኤፍ ቪ - መግነጢሳዊ ፍሰት.
በተለዋዋጭ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ያለው የጠመዝማዛ EMF መጠን በእሱ ውስጥ ባሉት የመዞሪያዎች ብዛት እና በመግነጢሳዊ ፍሰቱ መጠን ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። በዚህ ጉዳይ ላይ የፋራዳይ ህግ ይህን ይመስላል፡-
የት ኤን – የመዞሪያዎች ብዛት;
ኤፍ ቪ - መግነጢሳዊ ፍሰት በአንድ ዙር;
Ψ - የፍሎክስ ትስስር፣ ወይም አጠቃላይ መግነጢሳዊ ፍሰቱ ከሁሉም ከጥቅል መዞሪያዎች ጋር የተጠላለፈ።
Ψ = ኤን · ኤፍ እኔ
ኤፍ እኔ - በአንድ ዙር ውስጥ የሚያልፍ ፍሰት.
የዚህ ማግኔት እንቅስቃሴ ፍጥነት ከፍ ያለ ከሆነ ደካማ ማግኔት እንኳን ትልቅ የኢንደክሽን ፍሰት ሊፈጥር ይችላል።
በእነሱ ውስጥ የሚያልፈው መግነጢሳዊ ፍሰቱ በሚቀየርበት ጊዜ የተፈጠረ ጅረት በኮንዳክተሮች ውስጥ ስለሚታይ፣ በማይንቀሳቀስ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ በሚንቀሳቀስ መሪ ውስጥም ይታያል። በዚህ ጉዳይ ላይ የመግቢያው የአሁኑ አቅጣጫ በአስተዳዳሪው እንቅስቃሴ አቅጣጫ ላይ የሚመረኮዝ ሲሆን በቀኝ እጅ ደንብ ይወሰናል. የቀኝ እጃችሁን መዳፍ መግነጢሳዊ መስክ መስመሮቹ ወደ ውስጥ እንዲገቡ ካደረጉት እና በ90 0 የታጠፈው አውራ ጣት የአስተዳዳሪውን እንቅስቃሴ አቅጣጫ የሚያመለክት ከሆነ የተዘረጋው 4 ጣቶች የተገፋውን አቅጣጫ ያመለክታሉ። EMF እና በተቆጣጣሪው ውስጥ ያለው የአሁኑ አቅጣጫ».
የ Lenz አገዛዝ
ኤሚሊ ክሪስቲያኖቪች ሌንዝ
የማስነሻ ጅረት አቅጣጫው የሚወሰነው በሁሉም ሁኔታዎች ውስጥ እንዲህ ዓይነት ፍሰት በሚፈጠርበት ጊዜ በሚተገበር ደንብ ነው. ይህ ደንብ የተዘጋጀው በባልቲክ አመጣጥ ሩሲያዊ የፊዚክስ ሊቅ ነው።ኤሚሊ ክርስቲያኖቪች ሌንዝ፡ " በተዘጋ ዑደት ውስጥ የሚነሳው የተገፋው ጅረት እንዲህ አይነት አቅጣጫ ስላለው የሚፈጥረው መግነጢሳዊ ፍሰት ይህ የአሁኑን መግነጢሳዊ ፍሰት ለውጥን ይከላከላል።
ይህ መደምደሚያ በሳይንቲስቱ የተደረገው በሙከራዎች ውጤት ላይ መሆኑን ልብ ሊባል ይገባል. ሌንዝ በነጻነት የሚሽከረከር የአሉሚኒየም ሳህን የያዘ መሳሪያ ፈጠረ፣ በአንደኛው ጫፍ ጠንካራ የአሉሚኒየም ቀለበት ተያይዟል ፣ በሌላኛው ደግሞ - ኖት ያለው ቀለበት።
ማግኔቱ ወደ ድፍን ቀለበት ከተጠጋ፣ ተከለከለ እና “መሸሽ” ጀመረ።
በሥዕሉ ላይ ጠቅ ያድርጉ
ማግኔቱ እየራቀ ሲሄድ ቀለበቱ እሱን ለማግኘት ሞከረ።
በሥዕሉ ላይ ጠቅ ያድርጉ
በተቆረጠው ቀለበት እንደዚህ ያለ ነገር አልታየም.
ሌንዝ ይህንን ያብራራው በመጀመሪያው ጉዳይ ላይ የሚፈጠረው ጅረት መግነጢሳዊ መስክ ይፈጥራል፣ የመስመሮቹ መስመሮች ከውጭ መግነጢሳዊ መስክ ኢንደክሽን መስመሮች ጋር ተቃራኒ ናቸው። በሁለተኛው ጉዳይ ላይ, በተፈጠረው ጅረት የተፈጠሩት የመግነጢሳዊ መስክ ኢንደክሽን መስመሮች ከቋሚ ማግኔቲክ መስክ ኢንደክሽን መስመሮች ጋር ይጣጣማሉ. በተቆረጠ ቀለበት ውስጥ, ምንም የኢንደክሽን ፍሰት አይከሰትም, ስለዚህ ከማግኔት ጋር መገናኘት አይችልም.
በሌንዝ ህግ መሰረት, ውጫዊው መግነጢሳዊ ፍሰቱ ሲጨምር, የሚፈጠረው መግነጢሳዊ መስክ እንዲህ አይነት መጨመርን ይከላከላል. ውጫዊው መግነጢሳዊ ፍሰቱ ከቀነሰ, የመግቢያው የአሁኑ መግነጢሳዊ መስክ ይደግፈው እና እንዳይቀንስ ይከላከላል.
የኤሌክትሪክ የአሁኑ ጄኔሬተር
ተለዋጭ
የፋራዳይ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ማግኘቱ ይህንን ክስተት በተግባር ለመጠቀም አስችሎታል።
ገመዱን በቦ ካሽከርከሩት ምን ይከሰታል በቋሚ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ተጨማሪ የብረት ሽቦ ማዞሪያዎች? በጥቅል ዑደት ውስጥ የሚያልፍ መግነጢሳዊ ፍሰት ያለማቋረጥ ይለወጣል። እና በውስጡ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን EMF ይነሳል. ይህ ማለት እንዲህ ዓይነቱ ንድፍ የኤሌክትሪክ ፍሰት ማመንጨት ይችላል. ተለዋጭ የአሁን ጀነሬተሮች አሠራር በዚህ መርህ ላይ የተመሰረተ ነው.
ጄነሬተር 2 ክፍሎችን ያቀፈ ነው - rotor እና stator። የ rotor ተንቀሳቃሽ አካል ነው. በአነስተኛ ኃይል ማመንጫዎች ውስጥ, ቋሚ ማግኔት ብዙውን ጊዜ ይሽከረከራል. ኃይለኛ ጀነሬተሮች ከቋሚ ማግኔት ይልቅ ኤሌክትሮ ማግኔትን ይጠቀማሉ። ማሽከርከር, የ rotor ጄኔሬተር ያለውን የማይንቀሳቀስ ክፍል ጎድጎድ ውስጥ በሚገኘው ጠመዝማዛ በየተራ ውስጥ የኤሌክትሪክ induction ወቅታዊ ያመነጫል ይህም ተለዋዋጭ መግነጢሳዊ ፍሰት, ይፈጥራል - stator. rotor የሚነዳው በሞተር ነው። ይህ የእንፋሎት ሞተር, የውሃ ተርባይን, ወዘተ ሊሆን ይችላል.
ትራንስፎርመር
ይህ ምናልባት በኤሌክትሪካል ኢንጂነሪንግ ውስጥ በጣም የተለመደው መሳሪያ ነው, የኤሌክትሪክ ፍሰትን እና ቮልቴጅን ለመለወጥ የተነደፈ ነው. ትራንስፎርመሮች በሬዲዮ ምህንድስና እና በኤሌክትሮኒክስ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ. ያለ እነርሱ, በረዥም ርቀት ላይ ኤሌክትሪክን ማስተላለፍ አይቻልም.
በጣም ቀላሉ ትራንስፎርመር አንድ የጋራ የብረት እምብርት ያላቸው ሁለት ጥቅልሎች አሉት። ለአንደኛው ጠመዝማዛ የሚቀርበው ተለዋጭ ጅረት በውስጡ ተለዋጭ መግነጢሳዊ መስክ ይፈጥራል፣ እሱም በኮር ተጨምሯል። የዚህ መስክ መግነጢሳዊ ፍሰቱ, ወደ ሁለተኛው ጠመዝማዛ መዞሪያዎች ውስጥ ዘልቆ በመግባት በውስጡ የኢንደክሽን ኤሌክትሪክ ፍሰት ይፈጥራል. የተቀሰቀሰው emf መጠን በመጠምዘዣዎች ብዛት ላይ የሚመረኮዝ ስለሆነ በመጠምዘዣዎቹ ውስጥ ያላቸውን ጥምርታ በመቀየር የአሁኑን መጠንም መለወጥ ይቻላል ። ይህ በጣም አስፈላጊ ነው, ለምሳሌ, ኤሌክትሪክን በረጅም ርቀት ላይ ሲያስተላልፍ. ከሁሉም በላይ, በማጓጓዝ ወቅት, ሽቦዎቹ በማሞቅ ምክንያት ከፍተኛ ኪሳራዎች ይከሰታሉ. ትራንስፎርመር በመጠቀም የአሁኑን በመቀነስ, እነዚህ ኪሳራዎች ይቀንሳል. ግን በተመሳሳይ ጊዜ ውጥረቱ ይጨምራል. በመጨረሻው ደረጃ, ደረጃ ወደታች ትራንስፎርመር በመጠቀም, የቮልቴጅ መጠን ይቀንሳል እና አሁኑን ይጨምራል. እርግጥ ነው, እንዲህ ያሉት ትራንስፎርመሮች በጣም የተወሳሰቡ ናቸው.
ፋራዴይ ብቻውን አይደለም የሚቀሰቀስ ጅረት ለመፍጠር የሞከረው መባል አለበት። ተመሳሳይ ሙከራዎች በታዋቂው አሜሪካዊ የፊዚክስ ሊቅ ጆሴፍ ሄንሪም ተካሂደዋል። እናም ከፋራዳይ ጋር በአንድ ጊዜ ስኬትን ማሳካት ችሏል። ነገር ግን ፋራዳይ ከሄንሪ በፊት ስለ ግኝቱ መልእክት በማተም ከእርሱ ቀደመው።
የተዋሃደ የስቴት ፈተና ኮዲፋየር ርዕሶችየኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ክስተት፣ መግነጢሳዊ ፍሰት፣ የፋራዳይ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ህግ፣ የሌንዝ አገዛዝ።
የኦርስትድ ሙከራ እንደሚያሳየው የኤሌክትሪክ ጅረት በአካባቢው ጠፈር ላይ መግነጢሳዊ መስክ ይፈጥራል። ማይክል ፋራዳይ በተቃራኒው ተጽእኖ ሊኖር ይችላል ወደሚለው ሀሳብ መጣ: መግነጢሳዊ መስክ, በተራው, የኤሌክትሪክ ፍሰት ይፈጥራል.
በሌላ አነጋገር በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ የተዘጋ መሪ ይኑር; በዚህ መሪ ውስጥ በመግነጢሳዊ መስክ ተጽእኖ ውስጥ የኤሌክትሪክ ፍሰት ይነሳል?
ከአስር አመታት ፍለጋ እና ሙከራ በኋላ ፋራዳይ በመጨረሻ ይህንን ውጤት ማግኘት ችሏል። በ 1831 የሚከተሉትን ሙከራዎች አድርጓል.
1. ሁለት ጥቅልሎች በተመሳሳይ የእንጨት መሠረት ላይ ቆስለዋል; የሁለተኛው ጠመዝማዛ መዞሪያዎች በአንደኛው መዞር እና በተከለለ መካከል ተዘርግተዋል. የመጀመሪያው ጠመዝማዛ ተርሚናሎች ከአሁኑ ምንጭ ጋር ተገናኝተዋል ፣ የሁለተኛው ጠመዝማዛ ተርሚናሎች ከ galvanometer ጋር ተገናኝተዋል (ጋላቫኖሜትር ትናንሽ ሞገዶችን ለመለካት ስሱ መሣሪያ ነው)። ስለዚህ, ሁለት ወረዳዎች ተገኝተዋል: "የአሁኑ ምንጭ - የመጀመሪያው ጠመዝማዛ" እና "ሁለተኛ ኮይል - galvanometer".
በወረዳዎቹ መካከል ምንም የኤሌትሪክ ግንኙነት አልነበረም፣የመጀመሪያው ጠመዝማዛ መግነጢሳዊ መስክ ብቻ ወደ ሁለተኛው ጠመዝማዛ ገባ።
የመጀመሪያው የመጠቅለያው ዑደት ሲዘጋ ጋላቫኖሜትር በሁለተኛው ጥቅል ውስጥ አጭር እና ደካማ የአሁኑን የልብ ምት ተመዝግቧል.
ቋሚ ጅረት በመጀመሪያው ጠመዝማዛ ውስጥ ሲፈስ, በሁለተኛው ሽቦ ውስጥ ምንም አይነት ፍሰት አልተፈጠረም.
የመጀመሪው ሽክርክሪት ዑደት ሲከፈት, በሁለተኛው ሽክርክሪት ውስጥ አጭር እና ደካማ የሆነ የአሁኑ ምት እንደገና ተነሳ, ነገር ግን በዚህ ጊዜ ወረዳው ከተዘጋበት ጊዜ ጋር ሲነፃፀር በተቃራኒው አቅጣጫ.
ማጠቃለያ.
የመጀመሪያው ጠመዝማዛ ጊዜ የሚለዋወጥ መግነጢሳዊ መስክ ያመነጫል (ወይም እነሱ እንደሚሉት ፣ ያነሳሳል።) የኤሌክትሪክ ፍሰት በሁለተኛው ጥቅል ውስጥ. ይህ ጅረት ይባላል የሚነሳሳ ወቅታዊ.
የመጀመሪው ጠመዝማዛ መግነጢሳዊ መስክ ከጨመረ (በአሁኑ ጊዜ ወረዳው ሲዘጋ የአሁኑ ጊዜ ይጨምራል), ከዚያም በሁለተኛው ኮይል ውስጥ ያለው የተገፋው ጅረት ወደ አንድ አቅጣጫ ይፈስሳል.
የመጀመሪው ጠመዝማዛ መግነጢሳዊ መስክ ከቀነሰ (በአሁኑ ጊዜ ወረዳው ሲከፈት አሁኑኑ ይቀንሳል), ከዚያም በሁለተኛው ኮይል ውስጥ ያለው የተገፋው ጅረት ወደ ሌላ አቅጣጫ ይፈስሳል.
የመጀመሪያው ጠመዝማዛ መግነጢሳዊ መስክ ካልተቀየረ (በእሱ በኩል ቀጥተኛ ጅረት) ፣ ከዚያ በሁለተኛው ኮይል ውስጥ ምንም የተነቃቃ ጅረት የለም።
ፋራዳይ የተገኘውን ክስተት ጠራው። ኤሌክትሮማግኔቲክ ማነሳሳት(ማለትም "በመግነጢሳዊነት የኤሌክትሪክ ኃይል ማነሳሳት").
2. የኢንደክሽን ጅረት መፈጠሩን ግምት ለማረጋገጥ ተለዋዋጮችመግነጢሳዊ መስክ፣ ፋራዳይ ጠመዝማዛዎቹን እርስ በእርስ አንጻራዊ አንቀሳቅሷል። የመጀመሪያው ጠመዝማዛ ዑደት ሁል ጊዜ ተዘግቶ ይቆያል ፣ ቀጥተኛ ጅረት በእሱ ውስጥ ይፈስሳል ፣ ግን በእንቅስቃሴ (በቅርብ ወይም በርቀት) ምክንያት ፣ ሁለተኛው ሽቦ በተለዋዋጭ የመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ እራሱን አገኘ።
የ galvanometer እንደገና በሁለተኛው ጠመዝማዛ ውስጥ የአሁኑን መዝግቧል. ኢንዳክሽን ዥረት መጠምጠሚያዎቹ እርስ በርስ ሲቃረቡ አንድ አቅጣጫ፣ እና ሲርቁ ሌላ አቅጣጫ ነበረው። በዚህ ሁኔታ, የኢንደክሽን ጅረት ጥንካሬ የበለጠ ነበር, ጠርዞቹ በፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ..
3. የመጀመሪያው ጠመዝማዛ በቋሚ ማግኔት ተተካ. ማግኔት ወደ ሁለተኛው ጠመዝማዛ ውስጥ ሲገባ የኢንደክሽን ፍሰት ተነሳ። ማግኔቱ ሲወጣ, አሁኑኑ እንደገና ታየ, ግን በተለየ አቅጣጫ. እና እንደገና ፣ ማግኔቱ በፍጥነት በተንቀሳቀሰ መጠን ፣ የኢንደክሽን የአሁኑ ጥንካሬ የበለጠ ይሆናል።
እነዚህ እና ከዚያ በኋላ የተደረጉ ሙከራዎች እንደሚያሳዩት በማሽከርከር ዑደት ውስጥ ያለው የተፈጠረ ጅረት በእነዚያ ሁሉ ሁኔታዎች ወደ ወረዳው ውስጥ ዘልቆ የሚገባው መግነጢሳዊ መስክ “የመስመሮች ብዛት” ሲቀየር ነው። የኢንደክሽን የአሁኑ ጥንካሬ የበለጠ ይሆናል, ይህ የመስመሮች ቁጥር በፍጥነት ይለወጣል. የወቅቱ አቅጣጫ በወረዳው ውስጥ ያሉት መስመሮች ቁጥር ሲጨምር እና ሌላኛው ሲቀንስ አንድ ይሆናል.
በተሰጠው ዑደት ውስጥ ላለው የአሁኑ መጠን, በመስመሮች ብዛት ላይ ያለው የለውጥ መጠን ብቻ አስፈላጊ መሆኑ በጣም አስደናቂ ነው. በዚህ ጉዳይ ላይ በትክክል የሚሆነው ምንም ለውጥ አያመጣም - ሜዳው ራሱ ቢቀየር ፣ ወደ ቋሚ ኮንቱር ዘልቆ መግባቱ ፣ ወይም ኮንቱር አንድ መስመር ጥግግት ካለው አካባቢ ወደ ሌላ ጥግግት ቦታ ቢሸጋገር።
ይህ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ህግ ዋና ይዘት ነው. ነገር ግን ቀመር ለመጻፍ እና ስሌት ለመስራት “የመስመሮች ብዛት በኮንቱር” የሚለውን ግልጽ ያልሆነ ጽንሰ-ሀሳብ በግልፅ ማስተካከል ያስፈልግዎታል።
መግነጢሳዊ ፍሰት
የመግነጢሳዊ ፍሰት ጽንሰ-ሀሳብ በትክክል ወደ ወረዳው ውስጥ የሚገቡ የመግነጢሳዊ መስክ መስመሮች ብዛት ባህሪ ነው።
ለቀላልነት እራሳችንን በአንድ ወጥ መግነጢሳዊ መስክ ላይ እንገድበዋለን። ኢንዳክሽን ባለው መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ የሚገኝ የአንድ አካባቢ ኮንቱርን እንመልከት።
በመጀመሪያ መግነጢሳዊው መስክ ከወረዳው አውሮፕላን ጋር ቀጥ ያለ ይሁን (ምስል 1)።
ሩዝ. 1.
በዚህ ሁኔታ መግነጢሳዊ ፍሰቱ በጣም ቀላል ነው - እንደ መግነጢሳዊ መስክ ኢንዳክሽን ምርት እና የወረዳው ስፋት
(1)
አሁን ቬክተሩ ከተለመደው ወደ ኮንቱር አውሮፕላን (ምስል 2) ጋር አንድ ማዕዘን ሲፈጥር አጠቃላይ ሁኔታን አስቡበት.
ሩዝ. 2.
አሁን የማግኔት ኢንዳክሽን ቬክተር (ፐርፐንዲኩላር) አካል በወረዳው ውስጥ "እንደሚፈስ" እናያለን (እና ከወረዳው ጋር ትይዩ የሆነው አካል በእሱ ውስጥ "አይፈስም"). ስለዚህ, በቀመር (1) መሰረት, አለን. ግን, ስለዚህ
(2)
ይህ በአንድ ወጥ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ የመግነጢሳዊ ፍሰት አጠቃላይ ፍቺ ነው። ቬክተሩ ከሉፕ አውሮፕላን (ማለትም) ጋር ትይዩ ከሆነ, መግነጢሳዊ ፍሰቱ ዜሮ እንደሚሆን ልብ ይበሉ.
መስኩ ተመሳሳይ ካልሆነ መግነጢሳዊ ፍሰትን እንዴት መወሰን ይቻላል? እስቲ ሃሳቡን ብቻ እንጠቁም። የኮንቱር ወለል እጅግ በጣም ብዙ በጣም ትንሽ በሆኑ ቦታዎች የተከፋፈለ ሲሆን በውስጡም ሜዳው አንድ ወጥ ነው ተብሎ ሊወሰድ ይችላል። ለእያንዳንዱ ጣቢያ, ቀመር (2) በመጠቀም የራሱን ትንሽ መግነጢሳዊ ፍሰት እናሰላለን, ከዚያም እነዚህን ሁሉ መግነጢሳዊ ፍሰቶች እናጠቃልላለን.
ለመግነጢሳዊ ፍሰት የመለኪያ አሃድ ነው። ዌበር(ደብሊውቢ) እንደምናየው፣
ወብ = ቲ · ሜትር = ቪ · ሰ. (3)
ለምንድን ነው መግነጢሳዊ ፍሰቱ ወደ ወረዳው ውስጥ የሚገባውን መግነጢሳዊ መስክ "የመስመሮች ብዛት" የሚለየው? በጣም ቀላል። የ "መስመሮች ብዛት" የሚወሰነው በመጠንነታቸው ነው (እና ስለዚህ መጠናቸው - ከሁሉም በላይ, ኢንዴክሽኑ የበለጠ, ጥቅጥቅ ያሉ መስመሮች) እና በመስክ ውስጥ የገባው "ውጤታማ" ቦታ (እና ይህ ምንም አይደለም). ነገር ግን ማባዣዎቹ መግነጢሳዊ ፍሰቱን ይፈጥራሉ!
አሁን በፋራዴይ የተገኘውን የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ክስተት የበለጠ ግልፅ ፍቺ መስጠት እንችላለን።
ኤሌክትሮማግኔቲክ ማነሳሳት- ይህ በወረዳው ውስጥ የሚያልፈው መግነጢሳዊ ፍሰቱ በሚቀየርበት ጊዜ በተዘጋ የማስተላለፊያ ዑደት ውስጥ የኤሌክትሪክ ፍሰት መከሰት ክስተት ነው።.
ተነሳሳ emf
የተቀሰቀሰ ጅረት የሚከሰትበት ዘዴ ምንድን ነው? ይህንን በኋላ እንነጋገራለን. እስካሁን ድረስ አንድ ነገር ግልፅ ነው-በወረዳው ውስጥ የሚያልፈው መግነጢሳዊ ፍሰት ሲቀየር አንዳንድ ኃይሎች በወረዳው ውስጥ በነፃ ክፍያዎች ላይ ይሰራሉ - የውጭ ኃይሎች, ክፍያዎች እንዲንቀሳቀሱ ያደርጋል.
እንደምናውቀው፣ አንድ ነጠላ አወንታዊ ቻርጅ በወረዳ ዙሪያ ለማንቀሳቀስ የውጪ ሃይሎች ስራ ኤሌክትሮሞቲቭ ሃይል (EMF) ይባላል። በእኛ ሁኔታ, በወረዳው ውስጥ ያለው መግነጢሳዊ ፍሰት ሲቀየር, ተጓዳኝ emf ይባላል ተነሳሳ emfእና ተመድቧል።
ስለዚህ፣ ኢንዳክሽን emf በወረዳው ውስጥ ያለው መግነጢሳዊ ፍሰት በሚቀየርበት ጊዜ የሚነሱ የውጭ ሃይሎች ስራ ሲሆን አንድ ነጠላ አወንታዊ ቻርጅ በወረዳው ዙሪያ ያንቀሳቅሳል።.
በቅርቡ በወረዳው ውስጥ በዚህ ጉዳይ ላይ የሚነሱትን የውጭ ኃይሎች ምንነት እናገኛለን.
የፋራዴይ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ህግ
በፋራዴይ ሙከራዎች ውስጥ ያለው የኢንደክሽን ጅረት ጥንካሬ የበለጠ ሆኗል ፣በወረዳው ውስጥ ያለው መግነጢሳዊ ፍሰት በፍጥነት ተቀየረ።
በአጭር ጊዜ ውስጥ የመግነጢሳዊ ፍሰት ለውጥ እኩል ከሆነ ፣ ከዚያ ፍጥነትየመግነጢሳዊ ፍሰት ለውጦች ክፍልፋይ ናቸው (ወይንም ተመሳሳይ ነው፣ የመግነጢሳዊ ፍሰት ጊዜን በተመለከተ)።
ሙከራዎች እንደሚያሳዩት የኢንደክሽን የአሁኑ ጥንካሬ ከመግነጢሳዊ ፍሰቱ የለውጥ መጠን መጠን ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው።
ሞጁሉ ለአሁኑ ከአሉታዊ እሴቶች ጋር ላለመገናኘት ተጭኗል (ከሁሉም በኋላ ፣ መግነጢሳዊ ፍሰቱ ሲቀንስ ፣ ይሆናል)። በመቀጠል ይህንን ሞጁል እናስወግደዋለን.
ከኦም ህግ ለተሟላ ሰንሰለት እኛ በተመሳሳይ ጊዜ አለን: . ስለዚህ፣ የተፈጠረው emf ከመግነጢሳዊ ፍሰት ለውጥ ፍጥነት ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው።
(4)
EMF የሚለካው በቮልት ነው። ነገር ግን የመግነጢሳዊ ፍሰት ለውጥ መጠን በቮልት ይለካል! በእርግጥ ከ (3) Wb/s = V. እናያለን ስለዚህ የሁለቱም የተመጣጣኝ ክፍሎች የመለኪያ አሃዶች (4) የሚገጣጠሙ ናቸው ስለዚህም የተመጣጣኝ ኮፊሸንት መለኪያ የሌለው መጠን ነው። በ SI ስርዓት ውስጥ ከአንድነት ጋር እኩል ነው የተቀመጠው, እና እኛ እናገኛለን:
(5)
ያ ነው ነገሩ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ህግወይም የፋራዴይ ህግ. የቃል ቀመር እንስጠው።
የፋራዴይ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ህግ. ወደ ወረዳው ውስጥ ዘልቆ የሚገባው መግነጢሳዊ ፍሰቱ በሚቀየርበት ጊዜ በዚህ ወረዳ ውስጥ የመግነጢሳዊ ፍሰቱ የለውጥ መጠን ካለው ሞጁል ጋር እኩል የሆነ emf ይታያል።.
የ Lenz አገዛዝ
መግነጢሳዊ ፍሰቱን እንጠራዋለን, ይህም ለውጥ በወረዳው ውስጥ ወደ ተነሳሳ ጅረት መልክ ይመራል ውጫዊ መግነጢሳዊ ፍሰት. እና ይህን መግነጢሳዊ ፍሰት የሚፈጥረው መግነጢሳዊ መስክ ራሱ, እንጠራዋለን ውጫዊ መግነጢሳዊ መስክ.
እነዚህን ውሎች ለምን ያስፈልገናል? እውነታው ግን በወረዳው ውስጥ የሚነሳው የኢንደክሽን ጅረት የራሱን ይፈጥራል የራሱበሱፐርላይዜሽን መርህ መሰረት ወደ ውጫዊ መግነጢሳዊ መስክ የሚጨመር መግነጢሳዊ መስክ.
በዚህ መሠረት ከውጭ መግነጢሳዊ ፍሰት ጋር ፣ የራሱበኢንደክሽን ጅረት መግነጢሳዊ መስክ የተፈጠረ መግነጢሳዊ ፍሰት።
እነዚህ ሁለት መግነጢሳዊ ፍሰቶች - ውስጣዊ እና ውጫዊ - በጥብቅ በተገለጸው መንገድ እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው.
የ Lenz አገዛዝ. የሚፈጠረው ጅረት ሁል ጊዜ አቅጣጫ አለው የራሱ መግነጢሳዊ ፍሰት በውጫዊ መግነጢሳዊ ፍሰት ላይ ለውጥ እንዳይኖር ይከላከላል.
የ Lenz ደንብ በማንኛውም ሁኔታ ውስጥ የሚፈጠረውን የአሁኑን አቅጣጫ እንዲያገኙ ይፈቅድልዎታል.
የሌንዝ ህግን ስለመተግበር አንዳንድ ምሳሌዎችን እንመልከት።
ወረዳው በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ እንደገባ እናስብ, ይህም ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ ይሄዳል (ምስል (3)). ለምሳሌ, ማግኔትን ከታች ወደ ኮንቱር እንቀርባለን, የሰሜኑ ምሰሶ በዚህ ሁኔታ ወደ ላይ, ወደ ኮንቱር ይመራል.
በወረዳው ውስጥ ያለው መግነጢሳዊ ፍሰት ይጨምራል. የሚፈጠረው መግነጢሳዊ ፍሰት የውጭ መግነጢሳዊ ፍሰት መጨመርን የሚከለክለው በዚህ አቅጣጫ ላይ ይሆናል. ይህንን ለማድረግ, በ induction current የሚፈጠረው መግነጢሳዊ መስክ መምራት አለበት መቃወምውጫዊ መግነጢሳዊ መስክ.
የተፈጠረው ጅረት ከሚፈጥረው መግነጢሳዊ መስክ አቅጣጫ ሲታይ በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ ይፈስሳል። በዚህ ሁኔታ, አሁኑኑ ከላይ ሲታይ, ከውጫዊው መግነጢሳዊ መስክ ጎን, በ (ምስል (3)) ላይ እንደሚታየው በሰዓት አቅጣጫ ይመራል.
ሩዝ. 3. መግነጢሳዊ ፍሰት ይጨምራል
አሁን ወደ ወረዳው ውስጥ የሚገባው መግነጢሳዊ መስክ በጊዜ እየቀነሰ እንበል (ምስል 4). ለምሳሌ፣ ማግኔቱን ከሉፕ ወደ ታች እናንቀሳቅሳለን፣ እና የማግኔት ሰሜናዊው ምሰሶ ወደ ዑደቱ ይጠቁማል።
ሩዝ. 4. መግነጢሳዊ ፍሰት ይቀንሳል
በወረዳው ውስጥ ያለው መግነጢሳዊ ፍሰት ይቀንሳል. የሚፈጠረው ጅረት የራሱ መግነጢሳዊ ፍሰት የውጭውን መግነጢሳዊ ፍሰትን የሚደግፍ ሲሆን ይህም እንዳይቀንስ የሚከላከል አቅጣጫ ይኖረዋል። ይህንን ለማድረግ የኢንደክሽን ጅረት መግነጢሳዊ መስክ መምራት አለበት በተመሳሳይ አቅጣጫ, እንደ ውጫዊ መግነጢሳዊ መስክ.
በዚህ አጋጣሚ የሚፈጠረው ጅረት ከላይ ሲታይ ከሁለቱም መግነጢሳዊ መስኮች ጎን በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ ይፈስሳል።
አንድ ማግኔት ከአንድ ወረዳ ጋር መስተጋብር
ስለዚህ, የማግኔትን አቀራረብ ወይም ማስወገድ በወረዳው ውስጥ የሚፈጠረውን የአሁኑን ገጽታ ያመጣል, አቅጣጫው የሚወሰነው በ Lenz ደንብ ነው. ነገር ግን መግነጢሳዊው መስክ በአሁኑ ጊዜ ይሠራል! ከመግነጢሳዊው መስክ ላይ በወረዳው ላይ የሚሰራ የAmpere ኃይል ይታያል። ይህ ኃይል ወዴት ይመራል?
ስለ ሌንዝ አገዛዝ እና የአምፔር ኃይል አቅጣጫን ለመወሰን ጥሩ ግንዛቤ እንዲኖርዎት ከፈለጉ ይህን ጥያቄ እራስዎ ለመመለስ ይሞክሩ። ይህ በጣም ቀላል የአካል ብቃት እንቅስቃሴ አይደለም እና ለC1 የተዋሃደ የስቴት ፈተና ላይ በጣም ጥሩ ተግባር ነው። ሊሆኑ የሚችሉ አራት ጉዳዮችን ተመልከት።
1. ማግኔቱን ወደ ወረዳው እናቀርባለን, የሰሜኑ ምሰሶ ወደ ወረዳው ይመራል.
2. ማግኔቱን ከወረዳው ውስጥ እናስወግደዋለን, የሰሜኑ ምሰሶ ወደ ወረዳው ይመራል.
3. ማግኔቱን ወደ ወረዳው እናቀርባለን, የደቡብ ምሰሶው ወደ ወረዳው ይመራል.
4. ማግኔቱን ከወረዳው ውስጥ እናስወግደዋለን, የደቡብ ምሰሶው ወደ ወረዳው ይመራል.
መግነጢሳዊ መስኩ ተመሳሳይ አለመሆኑን አትዘንጉ: የመስክ መስመሮቹ ከሰሜን ምሰሶው ይለያያሉ እና ወደ ደቡብ ይጣመራሉ. የ Ampere ኃይልን ለመወሰን ይህ በጣም አስፈላጊ ነው. ውጤቱም እንደሚከተለው ነው።
ማግኔቱን ካጠጉ, ወረዳው ከማግኔት ይርቃል. ማግኔቱን ካስወገዱ, ወረዳው ወደ ማግኔት ይሳባል. ስለዚህ, ወረዳው በክር ላይ የተንጠለጠለ ከሆነ, ሁልጊዜም ወደ ማግኔቱ እንቅስቃሴ አቅጣጫ ይለዋወጣል, እንደሚከተለው. በዚህ ጉዳይ ላይ የማግኔት ምሰሶዎች መገኛ ቦታ ምንም አይደለም..
በማንኛውም ሁኔታ ይህንን እውነታ ማስታወስ አለብዎት - በድንገት እንዲህ ዓይነቱ ጥያቄ በክፍል A1 ውስጥ ይመጣል
ይህ ውጤት ከጠቅላላው አጠቃላይ ግምት ውስጥ ሊገለጽ ይችላል - የኃይል ጥበቃ ህግን በመጠቀም.
ማግኔቱን ወደ ወረዳው እናቀርባለን እንበል። በወረዳው ውስጥ የኢንደክሽን ፍሰት ይታያል. የአሁኑን ለመፍጠር ግን ሥራ መሠራት አለበት! ማን ነው የሚያደርገው? በመጨረሻ, ማግኔትን እያንቀሳቀስን ነው. አወንታዊ የሜካኒካል ስራዎችን እናከናውናለን, ይህም በወረዳው ውስጥ የሚነሱ የውጭ ኃይሎች ወደ አወንታዊ ስራዎች ይቀየራሉ, ይህም የሚፈጠር ጅረት ይፈጥራል.
ስለዚህ ማግኔትን የማንቀሳቀስ ስራችን መሆን አለበት። አዎንታዊ. ይህ ማለት ወደ ማግኔቱ ስንቀርብ የግድ አለብን ማለት ነው። ማሸነፍማግኔቱ ከወረዳው ጋር ያለው መስተጋብር ኃይል, ስለዚህም, ኃይል ነው መቃወም.
አሁን ማግኔቱን ያስወግዱ. እባኮትን እነዚህን ክርክሮች ይድገሙት እና ማራኪ ሃይል በማግኔት እና በወረዳው መካከል መነሳት እንዳለበት ያረጋግጡ።
የፋራዳይ ህግ + የ Lenz ደንብ = ሞጁል መወገድ
ከላይ በፋራዴይ ህግ (5) ውስጥ ሞጁሉን ለማስወገድ ቃል ገብተናል. የሌንዝ አገዛዝ ይህንን እንድናደርግ ይፈቅድልናል. ግን በመጀመሪያ በተፈጠረው emf ምልክት ላይ መስማማት አለብን - ከሁሉም በኋላ ፣ በ (5) በቀኝ በኩል ያለው ሞጁል ከሌለ ፣ የ emf መጠኑ አዎንታዊ ወይም አሉታዊ ሊሆን ይችላል።
በመጀመሪያ ደረጃ, ኮንቱርን ለማለፍ ከሚችሉት ሁለት አቅጣጫዎች አንዱ ተስተካክሏል. ይህ አቅጣጫ ይፋ ተደርጓል አዎንታዊ. ኮንቱርን ለማለፍ ተቃራኒው አቅጣጫ ይባላል ፣ አሉታዊ. የትኛውን የጉዞ አቅጣጫ እንደ አዎንታዊ እንወስዳለን ምንም አይደለም - ይህንን ምርጫ ማድረግ ብቻ አስፈላጊ ነው.
በወረዳው ውስጥ ያለው መግነጢሳዊ ፍሰት እንደ አዎንታዊ ይቆጠራል class="tex" alt="(\Phi > 0)"> !}, ወደ ወረዳው ውስጥ ዘልቆ የሚገባው መግነጢሳዊ መስክ ወደዚያ ከተመራ, ወረዳው በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ በአዎንታዊ አቅጣጫ ከተሻገረበት ቦታ በመመልከት. ከመግነጢሳዊ ኢንዳክሽን ቬክተር መጨረሻ, የዙሩ አወንታዊ አቅጣጫ በሰዓት አቅጣጫ ከታየ, መግነጢሳዊ ፍሰቱ እንደ አሉታዊ ይቆጠራል.
የተፈጠረው emf እንደ አዎንታዊ ይቆጠራል class="tex" alt="(\mathcal E_i > 0)"> !}, የሚፈጠረው ጅረት በአዎንታዊ አቅጣጫ የሚፈስ ከሆነ. በዚህ ሁኔታ, በእሱ ውስጥ ያለው መግነጢሳዊ ፍሰት በሚቀየርበት ጊዜ በወረዳው ውስጥ የሚነሱ የውጭ ኃይሎች አቅጣጫ ወረዳውን ከማለፍ አወንታዊ አቅጣጫ ጋር ይጣጣማል.
በተቃራኒው፣ የተፈጠረ ኤምኤፍ ወደ አሉታዊ አቅጣጫ የሚፈስ ከሆነ እንደ አሉታዊ ይቆጠራል። በዚህ ሁኔታ, የውጭ ኃይሎች በወረዳው ማለፊያው አሉታዊ አቅጣጫ ላይም ይሠራሉ.
ስለዚህ, ወረዳው በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ይሁን. የአዎንታዊውን የወረዳ ማለፊያ አቅጣጫ እናስተካክላለን። አወንታዊው አቅጣጫ በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ የሚከናወንበትን ቦታ በመመልከት መግነጢሳዊው መስክ ወደዚያ እንደሚመራ እናስብ። ከዚያ መግነጢሳዊ ፍሰቱ አዎንታዊ ነው፡ class="tex" alt="\Phi > 0"> .!}
ሩዝ. 5. መግነጢሳዊ ፍሰት ይጨምራል
ስለዚህ, በዚህ ጉዳይ ላይ እኛ አለን. የተገፋው emf ምልክት ከመግነጢሳዊ ፍሰት ለውጥ ፍጥነት ምልክት ጋር ተቃራኒ ሆኖ ተገኝቷል። ይህንን በሌላ ሁኔታ እንፈትሽ።
ይኸውም, አሁን መግነጢሳዊ ፍሰቱ ይቀንሳል ብለን እናስብ. በሌንዝ ህግ መሰረት፣ የሚፈጠረው ጅረት በአዎንታዊ አቅጣጫ ይፈስሳል። ያውና, class="tex" alt="\mathcal E_i > 0"> !}(ምስል 6)
ሩዝ. 6. መግነጢሳዊ ፍሰት ይጨምራል class="tex" alt="\ቀኝ ቀስት \mathcal E_i > 0"> !}
ይህ በእውነቱ አጠቃላይ እውነታ ነው- በምልክቶች ላይ ከስምምነታችን ጋር ፣ የ Lenz ደንብ ሁል ጊዜ የሚመራው የ emf ምልክት ከመግነጢሳዊ ፍሰት ለውጥ ፍጥነት ምልክት ጋር ተቃራኒ መሆኑን ያሳያል ።:
(6)
ስለዚህ በፋራዴይ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ህግ ውስጥ ያለው ሞጁል ምልክት ይወገዳል.
የቮርቴክስ ኤሌክትሪክ መስክ
በተለዋዋጭ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ የሚገኝ የማይንቀሳቀስ ወረዳን እንመልከት። በወረዳው ውስጥ የኢንደክሽን ፍሰት መከሰት ዘዴው ምንድነው? ይኸውም የነፃ ክፍያ እንቅስቃሴን የሚፈጥሩት የትኞቹ ኃይሎች ናቸው፣ የእነዚህ የውጭ ኃይሎች ባህሪ ምንድነው?
ለእነዚህ ጥያቄዎች መልስ ለመስጠት ሲሞክር ታላቁ እንግሊዛዊ የፊዚክስ ሊቅ ማክስዌል የተፈጥሮን መሠረታዊ ንብረት አገኘ። ጊዜ የሚለዋወጥ መግነጢሳዊ መስክ የኤሌክትሪክ መስክ ይፈጥራል. በነፃ ክፍያ የሚሰራው ይህ የኤሌትሪክ መስክ ነው፣ ይህም የሚፈጠር ጅረት ይፈጥራል።
የውጤቱ የኤሌክትሪክ መስመሮች መስመሮች ተዘግተዋል, ለዚህም ነው የተጠራው አዙሪት የኤሌክትሪክ መስክ. የ vortex ኤሌክትሪክ መስመሮች በመግነጢሳዊ መስክ መስመሮች ዙሪያ ይሄዳሉ እና እንደሚከተለው ይመራሉ.
መግነጢሳዊ መስኩ ይጨምር። በውስጡ የሚመራ ዑደት ካለ ፣ ከዚያ የሚፈጠረው ጅረት በ Lenz ደንብ - በሰዓት አቅጣጫ ፣ ከቬክተሩ መጨረሻ ላይ ሲታዩ ይፈስሳል። ይህ ማለት ከወረዳው አወንታዊ ነፃ ክፍያዎች ላይ ከ vortex ኤሌክትሪክ መስክ የሚሠራው ኃይል እዚያም ይመራል ማለት ነው ። ይህ ማለት የ vortex ኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ቬክተር በትክክል ወደዚያ ይመራል ማለት ነው.
ስለዚህ, የቮልቴክ ኤሌክትሪክ መስክ የኃይለኛነት መስመሮች በዚህ ሁኔታ በሰዓት አቅጣጫ ይመራሉ (ከቬክተሩ መጨረሻ ላይ, (ምስል 7) ይመልከቱ.
ሩዝ. 7. የቮርቴክስ ኤሌክትሪክ መስክ እየጨመረ መግነጢሳዊ መስክ
በተቃራኒው, መግነጢሳዊ መስክ ከቀነሰ, የቮልቴክ ኤሌክትሪክ መስክ የኃይለኛነት መስመሮች በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ ይመራሉ (ምሥል 8).
ሩዝ. 8. የቮርቴክስ ኤሌክትሪክ መስክ በሚቀንስ መግነጢሳዊ መስክ
አሁን የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ክስተትን በተሻለ ሁኔታ መረዳት እንችላለን. ዋናው ነገር ተለዋጭ መግነጢሳዊ መስክ አዙሪት ኤሌክትሪክ መስክ ስለሚፈጥር በትክክል ነው። ይህ ተጽእኖ የተዘጋው የማስተላለፊያ ዑደት በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ አለ ወይም አለመኖሩ ላይ የተመካ አይደለም; በወረዳ እርዳታ ይህንን ክስተት የምናገኘው የሚፈጠረውን ጅረት በመመልከት ብቻ ነው።
የ vortex ኤሌክትሪክ መስክ አንዳንድ ንብረቶች ቀደም ሲል ለእኛ ከሚታወቁት የኤሌክትሪክ መስኮች የተለየ ነው-የኤሌክትሮስታቲክ መስክ እና ቀጥተኛ ፍሰት የሚፈጥሩ የቋሚ ክፍያዎች።
1. የ vortex መስክ መስመሮች ተዘግተዋል, ኤሌክትሮስታቲክ እና ቋሚ የመስክ መስመሮች በአዎንታዊ ክፍያዎች ይጀምራሉ እና በአሉታዊዎቹ ላይ ይጠናቀቃሉ.
2. የ vortex መስክ እምቅ ያልሆነ ነው፡ ክፍያ በተዘጋ ዑደት ላይ የማንቀሳቀስ ስራው ዜሮ አይደለም። አለበለዚያ የ vortex መስክ የኤሌክትሪክ ፍሰት መፍጠር አልቻለም! በተመሳሳይ ጊዜ, እንደምናውቀው, ኤሌክትሮስታቲክ እና ቋሚ መስኮች እምቅ ናቸው.
ስለዚህ፣ በማይንቀሳቀስ ወረዳ ውስጥ ኢንዳክሽን emf በወረዳው ዙሪያ አንድ አወንታዊ ክፍያ ለማንቀሳቀስ የ vortex ኤሌክትሪክ መስክ ስራ ነው.
ለምሳሌ, ወረዳው የራዲየስ ቀለበት ይሁን እና በአንድ ወጥ ተለዋጭ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ዘልቆ ይገባል. ከዚያም የ vortex ኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ በሁሉም የቀለበት ቦታዎች ላይ አንድ አይነት ነው. በክፍያው ላይ የ vortex መስክ የሚሠራበት የሥራ ኃይል እኩል ነው-
ስለዚህ፣ ለተፈጠረው emf እኛ እናገኛለን፡-
በሚንቀሳቀስ መሪ ውስጥ ኢንዳክሽን emf
አንድ መሪ በቋሚ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ከተንቀሳቀሰ ፣ ከዚያ የተነሳሳ emf በውስጡም ይታያል። ይሁን እንጂ ምክንያቱ አሁን የ vortex ኤሌክትሪክ መስክ አይደለም (አይነሳም - ከሁሉም በኋላ, መግነጢሳዊ መስክ ቋሚ ነው), ነገር ግን የሎሬንትዝ ኃይል በተቆጣጣሪው ነፃ ክፍያዎች ላይ የሚወስደው እርምጃ ነው.
በችግሮች ውስጥ ብዙ ጊዜ የሚከሰት ሁኔታን እንመልከት. ትይዩ ሀዲዶች በአግድም አውሮፕላን ውስጥ ይገኛሉ, በመካከላቸው ያለው ርቀት እኩል ነው. ሐዲዶቹ ቀጥ ያለ ወጥ የሆነ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ናቸው። ቀጭን ማስተላለፊያ ዘንግ በባቡር ሐዲድ ላይ በፍጥነት ይንቀሳቀሳል; ከሀዲዱ ጋር ሁል ጊዜ ቀጥ ብሎ ይቆያል (ምስል 9)።
ሩዝ. 9. በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ያለ መሪ እንቅስቃሴ
በበትሩ ውስጥ አዎንታዊ ነፃ ክፍያ እንውሰድ። በዚህ ክፍያ ከበትሩ ጋር በፍጥነት በመንቀሳቀስ የሎሬንትዝ ሃይል በክፍያው ላይ ይሰራል፡-
በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው ይህ ኃይል በዱላ ዘንግ ላይ ይመራል (ይህን ለራስዎ ይመልከቱ - በሰዓት አቅጣጫ ወይም በግራ በኩል ያለውን ደንብ አይርሱ!).
የሎሬንትዝ ሃይል በዚህ ጉዳይ ላይ የውጪ ሃይል ሚና ይጫወታል፡ የዱላውን ነፃ ክፍያዎች ያንቀሳቅሳል። ክፍያን ከነጥብ ወደ ነጥብ ስናንቀሳቅስ የውጭ ሃይላችን ይሰራል፡-
(እንዲሁም የዱላውን ርዝመት ከ .) ጋር እኩል እንቆጥራለን።
(7)
ስለዚህ, አንድ ዘንግ አዎንታዊ ተርሚናል እና አሉታዊ ተርሚናል ካለው የአሁኑ ምንጭ ጋር ተመሳሳይ ነው. በበትሩ ውስጥ, በውጫዊ የሎሬንትስ ኃይል ድርጊት ምክንያት, ክፍያዎች መለያየት ይከሰታል: አዎንታዊ ክፍያዎች ወደ ነጥብ, አሉታዊ ክፍያዎች ወደ ነጥብ ይንቀሳቀሳሉ.
በመጀመሪያ የባቡር ሐዲዶቹ ጅረት እንደማይሰሩ እናስብ ፣ ከዚያ በበትሩ ውስጥ ያሉት ክፍያዎች ቀስ በቀስ ይቆማሉ። በእርግጥ፣ በመጨረሻው ላይ አወንታዊ ክፍያዎች ሲከማቹ እና መጨረሻ ላይ አሉታዊ ክሶች፣ አወንታዊው ነፃ ክፍያ የሚገታበት እና የሚስብበት የኩሎምብ ሃይል ይጨምራል - እናም ይህ የኩሎምብ ሃይል በሆነ ጊዜ የሎሬንትዝ ሃይልን ሚዛኑን የጠበቀ ይሆናል። ከተፈጠረው emf (7) ጋር እኩል የሆነ እምቅ ልዩነት በበትሩ ጫፎች መካከል ይመሰረታል።
አሁን ሀዲዱ እና መዝለያው የሚመሩ መሆናቸውን አስቡ። ከዚያም በወረዳው ውስጥ የተፈጠረ ጅረት ይታያል; ወደ አቅጣጫው ይሄዳል (ከ "ፕላስ ምንጭ" ወደ "መቀነስ") ኤን). የዱላውን መቋቋም እኩል ነው ብለን እናስብ (ይህ የአሁኑ ምንጭ ውስጣዊ ተቃውሞ አናሎግ ነው), እና የክፍሉ ተቃውሞ እኩል ነው (የውጭ ዑደት መቋቋም). ከዚያ የመግቢያው የአሁኑ ጥንካሬ ለሙሉ ወረዳ በኦም ህግ መሠረት ይገኛል-
ለተፈጠረው emf አገላለጽ (7) የፋራዳይ ህግን በመጠቀም ሊገኝ መቻሉ አስደናቂ ነው። እንስራው.
በጊዜ ሂደት, በትራችን መንገድ ይጓዛል እና ቦታ ይይዛል (ምሥል 9). የኮንቱር ስፋት በአራት ማዕዘኑ ስፋት ይጨምራል።
በወረዳው ውስጥ ያለው መግነጢሳዊ ፍሰት ይጨምራል. የመግነጢሳዊ ፍሰት መጨመር ከሚከተሉት ጋር እኩል ነው፡-
የመግነጢሳዊ ፍሰት ለውጥ መጠን አዎንታዊ እና ከተፈጠረው emf ጋር እኩል ነው።
በ (7) ላይ ተመሳሳይ ውጤት አግኝተናል. የማስነሻ ጅረት አቅጣጫ፣ እናስተውላለን፣ የሌንዝ ህግን ያከብራል። በእርግጥም, የአሁኑ አቅጣጫ ወደ ውስጥ ስለሚፈስ, መግነጢሳዊ መስኩ ከውጭው መስክ ጋር ተቃራኒ ነው, ስለዚህም, በወረዳው ውስጥ መግነጢሳዊ ፍሰት መጨመርን ይከላከላል.
በዚህ ምሳሌ ውስጥ አንድ መሪ በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ በሁለት መንገድ መስራት እንደምንችል እናያለን-የሎሬንትስ ኃይልን እንደ ውጫዊ ኃይል መጠቀም ወይም የፋራዳይ ህግን መጠቀም። ውጤቱም ተመሳሳይ ይሆናል.
ኢንዳክሽን ዥረት በተለዋዋጭ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ በሚገኝ ዝግ ኮንዳክቲቭ ዑደት ውስጥ የሚከሰት ጅረት ነው። ይህ ፍሰት በሁለት አጋጣሚዎች ሊከሰት ይችላል. በተለዋዋጭ የማግኔት ኢንዴክሽን ፍሰት የገባ የማይንቀሳቀስ ዑደት ካለ። ወይም የሚመራ ወረዳ በቋሚ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ሲንቀሳቀስ፣ ይህ ደግሞ ወደ ወረዳው ውስጥ ዘልቆ የሚገባው መግነጢሳዊ ፍሰቱ ላይ ለውጥ ያመጣል።
ምስል 1 - አንድ መሪ በቋሚ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ይንቀሳቀሳል
የኢንደክሽን ጅረት መንስኤ በመግነጢሳዊ መስክ የሚፈጠረው የ vortex ኤሌክትሪክ መስክ ነው. ይህ የኤሌክትሪክ መስክ የሚሠራው በዚህ ሽክርክሪት ኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ በተቀመጠው መሪ ውስጥ ባለው ነፃ ክፍያዎች ነው።
ምስል 2 - ሽክርክሪት የኤሌክትሪክ መስክ
ይህንን ፍቺም ማግኘት ይችላሉ። ኢንዳክሽን ጅረት በኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ተግባር ምክንያት የሚነሳ የኤሌክትሪክ ፍሰት ነው። የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ህግን ውስብስብነት ውስጥ ካላስገቡ, በአጭሩ እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል. ኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን በተለዋዋጭ መግነጢሳዊ መስክ ተጽእኖ ስር በሚመራው ዑደት ውስጥ የአሁኑን ክስተት ክስተት ነው.
ይህን ህግ በመጠቀም፣ የኢንደክሽን አሁኑን መጠን መወሰን ትችላለህ። በተለዋዋጭ መግነጢሳዊ መስክ ተጽእኖ ስር በወረዳው ውስጥ የሚከሰተውን የ EMF ዋጋ ስለሚሰጠን.
ፎርሙላ 1 - የመግነጢሳዊ መስክ ኢንዴክሽን EMF.
ከቀመር 1 እንደሚታየው፣ የሚፈጠረው emf መጠን፣ እና ስለዚህ የሚፈጠረው ጅረት፣ ወደ ወረዳው ውስጥ ዘልቆ የሚገባው መግነጢሳዊ ፍሰቱ በሚለወጠው ፍጥነት ላይ ነው። ያም ማለት የመግነጢሳዊ ፍሰቱ ፍጥነት በጨመረ መጠን የኢንደክሽን ፍሰቱ የበለጠ ሊገኝ ይችላል. የሚመራው ዑደት የሚንቀሳቀስበት ቋሚ መግነጢሳዊ መስክ ሲኖረን የ EMF መጠን በወረዳው የእንቅስቃሴ ፍጥነት ይወሰናል።
የኢንደክሽን የአሁኑን አቅጣጫ ለመወሰን, የ Lenz ደንብ ጥቅም ላይ ይውላል. ይህም የሚገልጸው የመነጨው ጅረት ወደ ፈጠረው የአሁኑ አቅጣጫ ነው. ስለዚህ የተቀነሰው ምልክት በቀመር ውስጥ የተፈጠረውን emf ለመወሰን ነው።
በዘመናዊ ኤሌክትሪክ ምህንድስና ውስጥ ኢንዳክሽን ጅረት ትልቅ ሚና ይጫወታል። ለምሳሌ፣ በኢንደክሽን ሞተር ሮተር ውስጥ የሚፈጠረው የተገፋው ጅረት በስቶተር ውስጥ ካለው የኃይል ምንጭ ከሚቀርበው የአሁኑ ጋር መስተጋብር ይፈጥራል፣ ይህም rotor እንዲዞር ያደርገዋል። ዘመናዊ የኤሌክትሪክ ሞተሮች በዚህ መርህ ላይ የተገነቡ ናቸው.
ምስል 3 - ያልተመሳሰለ ሞተር.
በትራንስፎርመር ውስጥ, በሁለተኛ ደረጃ ጠመዝማዛ ውስጥ የሚነሳው የኢንደክሽን ጅረት የተለያዩ የኤሌክትሪክ መሳሪያዎችን ለማብራት ያገለግላል. የዚህ የአሁኑ መጠን በትራንስፎርመር መለኪያዎች ሊዘጋጅ ይችላል።
ምስል 4 - የኤሌክትሪክ ትራንስፎርመር.
እና በመጨረሻም ፣ የተፈጠሩ ጅረቶች እንዲሁ በትላልቅ መቆጣጠሪያዎች ውስጥ ሊነሱ ይችላሉ። እነዚህ Foucault currents የሚባሉት ናቸው። ለእነሱ ምስጋና ይግባው, የብረት ኢንዳክሽን መቅለጥን ማከናወን ይቻላል. ይህም ማለት በኮንዳክተሩ ውስጥ የሚፈሱ ጅረቶች እንዲሞቁ ያደርጉታል። በነዚህ ሞገዶች መጠን ላይ በመመስረት መሪው ከመቅለጥ ነጥብ በላይ ሊሞቅ ይችላል.
ምስል 5 - የብረታ ብረት ማቅለጥ.
ስለዚህ፣ ኢንዳክሽን ዥረት ሜካኒካል፣ ኤሌክትሪክ እና የሙቀት ውጤቶች ሊኖረው እንደሚችል ደርሰንበታል። እነዚህ ሁሉ ተፅዕኖዎች በኢንዱስትሪ ደረጃ እና በቤተሰብ ደረጃ በዘመናዊው ዓለም በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ.
አብዛኛው የኤሌክትሪክ ኃይል በፕላኔቷ ምድር ላይ በተለዋዋጭ ኢንዳክሽን መልክ በሰው ልጅ የሚመረተው ኢንዳክሽን ኤሌክትሪክ ማመንጫዎችን በመጠቀም ነው። ከኤሌክትሪክ ጄነሬተሮች የተገኘ ቀጥተኛ ጅረት ልዩ ተለዋጭ ጅረት ነው። የኤሌክትሪክ ማመንጫዎች ብዙ የተለያዩ ንድፎች አሉ, ነገር ግን አሠራራቸው በተመሳሳይ መርህ ላይ የተመሰረተ ነው. ይህ በኤንደክተሩ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ የመታጠቁ አንጻራዊ እንቅስቃሴ (ማሽከርከር) መርህ ነው ፣ ወይም በተቃራኒው የኢንደክተሩ መግነጢሳዊ መስክ ከመሳሪያው ጋር ሲነፃፀር።
ታዋቂው ሰርቢያዊ ሳይንቲስት ኒኮላ ቴስላ ለኤሌክትሪክ ሳይንስ እድገት እና ለምርት መሳሪያዎች መፈጠር ትልቅ ሳይንሳዊ እና ተግባራዊ አስተዋፅኦ አድርጓል። እንደ የፊዚክስ ሊቅ፣ መሐንዲስ እና ዲዛይነር ያደረጋቸው ፈጠራዎች እና ግኝቶች ለኤሌክትሪካል ምህንድስና እና ራዲዮፊዚክስ እድገት ጠንካራ መሰረት ሰጡ። በእነዚህ የሳይንስ እና ቴክኖሎጂ ዘርፎች ውስጥ ብዙዎቹ ሃሳቦቹ ዛሬም ተፈላጊ ናቸው።
የኢንደክተሩ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ያለውን armature መሽከርከር የመቋቋም ኃይሎች ለማሸነፍ, ለማደራጀት እና የኤሌክትሪክ ጄኔሬተር ሥራ ለመጠበቅ ጉልህ ሜካኒካዊ ኃይሎች ወጪ. በመሠረቱ እነዚህ ኃይሎች በተለያዩ ድራይቮች መልክ የተገነዘቡት በእንፋሎት፣ በጋዝ ተርባይኖች፣ በሃይድሮሊክ ተርባይኖች፣ በውስጣዊ ማቃጠያ ሞተሮች እና ሌሎችም የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን በቀጥታ (በቀጥታ) ከኤሌክትሪክ ምርት ጋር የተያያዘ ነው።
በስእል 1 ላይ የሚታየውን የኤሌክትሪክ ጄነሬተር ቀላሉን የላቦራቶሪ ንድፍ እንመልከት። አብዛኛዎቹ የኢንደስትሪ ኤሌክትሪክ ማመንጫዎች የተገነቡት በዚህ እቅድ መሰረት ነው, ነገር ግን በጣም ውስብስብ በሆነ ንድፍ.
በቋሚ ማግኔት መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ፣ ከሽቦ የተሠራ ፍሬም 2 የሚሽከረከርበት ምሰሶዎች N እና S መካከል ይሽከረከራሉ ፣ ጫፎቹ ቀለበቶችን ለመምራት የተሸጡ ናቸው 1. እነዚህ ቀለበቶች ከእውቂያዎች 3 እና ከዚያ ወደ ውጫዊው ሽቦዎች የተገናኙ ናቸው ። የ galvanometer ጨምሮ የወረዳ. ክፈፉ በማግኔት መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ይሽከረከራል, መግነጢሳዊ ፍሰቱ ሁል ጊዜ ይለዋወጣል. ፍሬም conductors መካከል microstructure ላይ መግነጢሳዊ ፍሰት F ተጽዕኖ የተነሳ, አንድ induction የአሁኑ በ galvanometer በ ተገኝቷል ይህም ዝግ የወረዳ ውስጥ ይታያል. በሁሉም የፊዚክስ መማሪያ መጽሐፍት ውስጥ የኤፍ እሴት በጥቅል-ፍሬም በኩል የመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬ (H) በጥቅል (S) አካባቢ እና በመካከላቸው ባለው አንግል (a) መካከል ባለው ሳይን (ሀ) ይገለጻል። የመግነጢሳዊ መስክ አቅጣጫ እና የክፈፉ አውሮፕላን.
አንግልን ከ ሀ በኩል (wхt) በመተካት w የጠመዝማዛ ፍሬም የማሽከርከር አንግል ፍጥነት እና t ጊዜ ሲሆን ቀመሩን እናገኛለን
በፍሬም በኩል በ Ф እሴት ላይ የሚደረጉ ለውጦች ግራፍ የ sinusoid (ምስል 2) ነው.
ከላይ ያለው ቀመር በ F ዋጋ ላይ ባለው የሽብልቅ አካባቢ ላይ ካለው ለውጥ የሂሳብ መግለጫ በተጨማሪ የሂደቱን አካላዊ ትርጉም ከመረዳት አንጻር ምንም ነገር አይሰጥም. በዚህ ቀመር ውስጥ, በምትኩ መዞሪያ S, አንድ ፍሬም conductors ርዝመት ያመለክታሉ አለበት, ፍሬም ማሽከርከር ወቅት መግነጢሳዊ መስክ በውስጡ ሽቦዎች microstructure ጋር መስተጋብር ጀምሮ.
ተመሳሳይ ግራፎች የአሁኑ እና የቮልቴጅ ለውጦች, በኦስቲሎስኮፕ የተመዘገቡ, እንዲሁም የ sinusoid (ምስል 3) ይወክላሉ. ይህንን የታወቀ መረጃ ያስፈልገን የነበረው የማግኔት ውጫዊ መግነጢሳዊ መስክ በጥቅል-ፍሬም ላይ በሚሽከረከርበት ጊዜ የሚያሳድረው ተጽዕኖ ከሲንሶይድ ፣ ከጥቅል ሽቦዎች ጥቃቅን መዋቅር ጋር መግነጢሳዊ መስክ መስተጋብር ከመሆን ያለፈ ምንም ነገር እንደሌለ ለማስታወስ ብቻ ነው። - ፍሬም.
ቀደም ሲል እንደተገለፀው የኤሌትሪክ ጄነሬተር ንድፍ የማወዛወዝ ዑደት ነው. የኢንደክተር-ማግኔት መግነጢሳዊ መስክ (ምስል 1) ፣ ከ armature-frame ጋር በተያያዘ ውጫዊ መግነጢሳዊ መስክ ፣ የፍሬም መሪዎችን ማይክሮስትራክቸር በሳይን ልዩነት ህግ መሰረት በመለወጥ መግነጢሳዊ ፍሰትን ይነካል። በአርማተር መቆጣጠሪያዎች ጥቃቅን መዋቅር ውስጥ የራሱ መግነጢሳዊ መስክ. በተመሳሳይ ጊዜ የክፈፉ መሽከርከር ሲጀምር ከውጭ መግነጢሳዊ መስክ የሚመጣው ምልክት-ምት በተቀረው ዝግ የኤሌክትሪክ ዑደት ውስጥ ያልፋል ፣ እና በጠቅላላው የወረዳው መጠን ውስጥ ማይክሮ ምንጮች ይህንን ግፊት በምስል እና ተመሳሳይነት ይደግማሉ። , በመላው ወረዳ ውስጥ የራሳቸውን መግነጢሳዊ መስክ መፍጠር. አንድ ተጨማሪ ተነሳሽነት - እና እንደገና ማባዛት (ድግግሞሽ). እና ስለዚህ የኤሌክትሪክ ማመንጫው በሚሰራበት ጊዜ ማለቂያ በሌለው ቁጥር.
ይህን ሂደት በዝርዝር እንመልከተው። በማይመች የልጆች ጥያቄ እንጀምር፡- “ለምንድነው የተፈጠረ ጅረት በተዘጋ ፍሬም ውስጥ የሚነሳው (ከስእል 1 ጋር በተገናኘ)፣ እሱም በቋሚ ማግኔት መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ የሚሽከረከር እና በተመሳሳይ ውስጥ የሚገኝ የማይንቀሳቀስ ፍሬም ውስጥ አይነሳም። የማግኔት መግነጢሳዊ መስክ ፣ በየትኛውም ቦታ ፍሬም ነበር? በኳንተም ፊዚክስ መሰረት የኤሌክትሮኖች-ኤሌክትሪክ ክፍያዎች በከፍተኛ ፍጥነት በአቶም አስኳል ዙሪያ ይሽከረከራሉ። በዚህ ሁኔታ ኤሌክትሮኖች ሁለት መግነጢሳዊ ጊዜዎች አሏቸው-ምህዋር እና ስፒን ፣ እና በተመሳሳይ የኳንተም ህጎች መሠረት ከመግነጢሳዊ መስክ ጋር መስተጋብር መፍጠር አለባቸው (በማይንቀሳቀስ ማግኔት መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ መቀነስ አለባቸው) ፣ ከሰሜናዊው መብራቶች ጋር በማነፃፀር ማይክሮ ኢነርጂ ያስወጣሉ። . ግን እዚያ አልነበረም። ምንም እንኳን የጨረር ጨረር አይከሰትም, ምንም እንኳን የማግኔት መግነጢሳዊ መስክ መስመሮች (ኤምኤፍኤል) በአቶሚክ ደረጃ ላይ የሚገኙትን የተቆጣጣሪዎች ጥቃቅን መዋቅር ውስጥ ዘልቀው ቢገቡም. ለምንድነው ማይክሮ-ምንጭ-ኤሌክትሮኖች በተቆጣጣሪዎች ጥቃቅን መዋቅር ውስጥ ወደ ተንቀሳቃሽ መግነጢሳዊ መስክ በጣም የሚስቡት? ለዚህ ጥያቄ መልስ ለመስጠት የሩሲያ ሳይንቲስት ፒ.ኤን. ሌቤዴቭ በቫኩም ውስጥ ባሉ የብርሃን ነገሮች ላይ ያለውን የብርሃን ግፊት ለማጥናት. ኮፐርኒከስ የብርሃን ግፊት በፀሐይ አቅራቢያ የሚበሩትን የኮሜት ጅራት ክፍል በመመልከት እንደሚገኝም አመልክቷል።
በኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ምክንያት የኤሌክትሪክ ፍሰት ብቅ ማለት የታየባቸውን አንዳንድ ቀላል ሙከራዎችን እናስታውስ።
ከእነዚህ ሙከራዎች ውስጥ አንዱ በስእል ውስጥ ይታያል. 253. ብዙ ቁጥር ያላቸው ሽቦዎችን የያዘው ጠመዝማዛ በፍጥነት በማግኔት ላይ ከተቀመጠ ወይም ከተነቀለ (ምስል 253, ሀ) ውስጥ የአጭር ጊዜ ኢንዳክሽን ፍሰት ቢነሳ, ይህም በመወርወር ሊታወቅ ይችላል. ከኩምቢው ጫፎች ጋር የተገናኘ የጋለቫኖሜትር መርፌ. ማግኔቱ በፍጥነት ወደ ጠመዝማዛው ከተገፋ ወይም ከውስጡ ከተወጣ ተመሳሳይ ይሆናል (ምሥል 253, ለ). በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው, የመጠምዘዣው እና የመግነጢሳዊው መስክ አንጻራዊ እንቅስቃሴ ብቻ ነው. ይህ እንቅስቃሴ ሲቆም የአሁኑ ይቆማል።
ሩዝ. 253. በመጠምዘዣው እና በማግኔት አንጻራዊ እንቅስቃሴ, በኬሚካሉ ውስጥ የሚፈጠር ጅረት ይነሳል: ሀ) ማግኔት ላይ ይጣላል; ለ) ማግኔቱ ወደ ጥቅልሉ ውስጥ ይንቀሳቀሳል
አሁን የኢንደክሽን ጅረት መከሰት ሁኔታዎችን በአጠቃላይ መልኩ ለመቅረጽ የሚያስችሉን በርካታ ተጨማሪ ሙከራዎችን እንመልከት።
የመጀመሪያዎቹ ተከታታይ ሙከራዎች-የማስተዋወቂያ ዑደት (ኮይል ወይም ፍሬም) የሚገኝበትን መስክ መግነጢሳዊ ኢንዳክሽን መለወጥ።
ጠመዝማዛው በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ይቀመጣል ፣ ለምሳሌ ፣ በሶላኖይድ ውስጥ (ምስል 254 ፣ ሀ) ወይም በኤሌክትሮማግኔት ምሰሶዎች መካከል (ምስል 254 ፣ ለ)። የመዞሪያዎቹ አውሮፕላን ከሶሌኖይድ ወይም ኤሌክትሮማግኔት መግነጢሳዊ መስክ መስመሮች ጋር ቀጥ ያለ እንዲሆን ገመዱን እንጭነው። የሜዳውን መግነጢሳዊ ኢንዳክሽን እንለውጣለን በመጠምዘዝ ላይ ያለውን ጥንካሬ በፍጥነት በመቀየር (ሪዮስታት በመጠቀም) ወይም በቀላሉ አሁኑን በማጥፋት (በቁልፍ)። መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ እያንዳንዱ ለውጥ ጋር galvanometer መርፌ ስለታም ዳግም ይሰጣል; ይህ በኮይል ዑደት ውስጥ የኢንደክሽን ኤሌክትሪክ ፍሰት መከሰቱን ያሳያል። መግነጢሳዊ መስኩ ሲጠናከር (ወይም ሲገለጥ) በአንድ አቅጣጫ ያለው ጅረት ይታያል፣ እና ሲዳከም (ወይም ሲጠፋ)፣ በተቃራኒው አቅጣጫ ያለው ጅረት ይታያል። አሁን ተመሳሳይ ሙከራን እናከናውን, ጠመዝማዛውን በመትከል የመዞሪያው አውሮፕላን ከመግነጢሳዊ መስክ መስመሮች አቅጣጫ ጋር ትይዩ ነው (ምስል 255). ሙከራው አሉታዊ ውጤት ያስገኛል፡ የሜዳውን መግነጢሳዊ ኢንዳክሽን እንዴት ብንቀይርም፣ በኮይል ወረዳ ውስጥ ያለውን ኢንዳክሽን ጅረት አናገኝም።
ሩዝ. 254. የመዞሪያው አውሮፕላኑ ወደ መግነጢሳዊ መስክ መስመሮች ቀጥ ያለ ከሆነ መግነጢሳዊ ኢንዴክሽኑ ሲቀየር በኪይል ውስጥ የተፈጠረ ጅረት ይታያል፡- ሀ) በሶላኖይድ መስክ ውስጥ ያለው ኮይል; ለ) በኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ውስጥ ያለው ጠመዝማዛ. ማብሪያው ሲዘጋ እና ሲከፈት ወይም በወረዳው ውስጥ ያለው ጅረት ሲቀየር መግነጢሳዊ ኢንዳክሽን ይቀየራል።
ሩዝ. 255. የጠመዝማዛው አውሮፕላን ከመግነጢሳዊ መስክ መስመሮች ጋር ትይዩ ከሆነ የመግቢያ ጅረት አይከሰትም.
የሁለተኛው ተከታታይ ሙከራዎች-በቋሚ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ የሚገኘውን የኩምቢውን አቀማመጥ መለወጥ.
መግነጢሳዊ መስኩ አንድ አይነት በሆነበት ሶሌኖይድ ውስጥ ያለውን ጠመዝማዛ እናስቀምጠው እና በፍጥነት በመስክ አቅጣጫ በአንድ ዘንግ ዙሪያ በተወሰነ አንግል እናዞረው (ምሥል 256)። በእንደዚህ ዓይነት ማሽከርከር, ከኩምቢው ጋር የተገናኘው ጋላቫኖሜትር የሚገፋፋውን ጅረት ይገነዘባል, አቅጣጫው በኩምቢው የመጀመሪያ ቦታ እና በመዞሪያው አቅጣጫ ላይ የተመሰረተ ነው. ጠመዝማዛው በ 360 ° ሙሉ በሙሉ ሲሽከረከር ፣ የመግቢያው የአሁኑ አቅጣጫ ሁለት ጊዜ ይቀየራል-በእያንዳንዱ ጊዜ ሽቦው በአውሮፕላኑ ወደ መግነጢሳዊ መስክ አቅጣጫ ወደሚገኝበት ቦታ ሲያልፍ። እርግጥ ነው, ገመዱን በጣም በፍጥነት ካሽከረከሩት, የሚፈጠረው ጅረት ብዙውን ጊዜ አቅጣጫውን ስለሚቀይር የተለመደው ጋላቫኖሜትር መርፌ እነዚህን ለውጦች ለመከተል ጊዜ አይኖረውም እና የተለየ, የበለጠ "ታዛዥ" መሳሪያ ያስፈልጋል.
ሩዝ. 256. በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ አንድ ጥቅል ሲሽከረከር, በእሱ ውስጥ የሚፈጠር ጅረት ይነሳል
ነገር ግን ጠመዝማዛው ከእርሻው አቅጣጫ አንጻር እንዳይሽከረከር ከተንቀሳቀሰ ነገር ግን በሜዳው ፣ በእሱ ላይ ወይም በማንኛውም አንግል ወደ ሜዳው አቅጣጫ ከራሱ ጋር ትይዩ ብቻ የሚንቀሳቀስ ከሆነ ፣ ምንም የሚገፋፋ ጅረት አይነሳም። አንዴ በድጋሚ አፅንዖት እንስጥ: ገመዱን የማንቀሳቀስ ሙከራ የሚከናወነው በአንድ ወጥ በሆነ መስክ (ለምሳሌ በረጅም ሶላኖይድ ውስጥ ወይም በምድር መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ) ነው. ሜዳው ዩኒፎርም ካልሆነ (ለምሳሌ በማግኔት ወይም በኤሌክትሮማግኔት ምሰሶ አጠገብ) ማንኛውም የኪይል እንቅስቃሴ ከአንዱ ሁኔታ በቀር የኢንደክሽን ጅረት መልክ አብሮ ሊሄድ ይችላል፡ የ induction current አይልም ጠመዝማዛው በሚንቀሳቀስበት መንገድ አውሮፕላኑ ከመስኩ አቅጣጫ ጋር ሁል ጊዜ ትይዩ ሆኖ እንዲቆይ (ማለትም ምንም መግነጢሳዊ መስክ መስመሮች በጥቅሉ ውስጥ የማያልፉ ከሆነ) ይነሳሉ ።
ሦስተኛው ተከታታይ ሙከራዎች-በቋሚ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ የሚገኘውን የወረዳውን አካባቢ መለወጥ።
ተመሳሳይ ሙከራ በሚከተለው እቅድ መሰረት ሊከናወን ይችላል (ምሥል 257). በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ, ለምሳሌ, በትልቅ ኤሌክትሮማግኔት ምሰሶዎች መካከል, በተለዋዋጭ ሽቦ የተሰራውን ዑደት እናስቀምጣለን. ኮንቱር መጀመሪያ ላይ የክበብ ቅርጽ እንዲኖረው ያድርጉ (ምሥል 257 ሀ). በእጁ ፈጣን እንቅስቃሴ ኮንቱርን ወደ ጠባብ ዑደት ማሰር ይችላሉ, በዚህም የሚሸፍነውን ቦታ በእጅጉ ይቀንሳል (ምስል 257, ለ). ጋላቫኖሜትሩ የኢንደክሽን ጅረት መከሰቱን ያሳያል።
ሩዝ. 257. በቋሚ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ የሚገኝ እና በመግነጢሳዊ መስክ መስመሮች ላይ ያለው የወረዳው ስፋት ከተለወጠ (መግነጢሳዊ መስኩ ከተመልካቾች ርቆ ከሆነ) የሚፈጠረው ጅረት በጥቅል ውስጥ ይታያል።
በሥዕሉ ላይ በሚታየው መርሃግብር መሠረት የኮንቱር አካባቢን በመቀየር ሙከራን ለማካሄድ የበለጠ ምቹ ነው ። 258. በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ወረዳ አለ, ከጎኖቹ አንዱ (በስእል 258) ተንቀሳቃሽ ነው. በተንቀሳቀሰ ቁጥር ጋልቫኖሜትር በወረዳው ውስጥ የኢንደክሽን ጅረት መከሰቱን ይገነዘባል። ከዚህም በላይ ወደ ግራ (እየጨመረ አካባቢ) በሚንቀሳቀስበት ጊዜ, የኢንደክሽን ጅረት አንድ አቅጣጫ አለው, እና ወደ ቀኝ ሲንቀሳቀስ (የመቀነስ ቦታ) - በተቃራኒው አቅጣጫ. ይሁን እንጂ በዚህ ሁኔታ ውስጥ እንኳን, የወረዳው አውሮፕላን ከመግነጢሳዊ መስክ አቅጣጫ ጋር ትይዩ ከሆነ የወረዳውን አካባቢ መቀየር ምንም አይነት የመነጨ ፍሰት አይፈጥርም.
ሩዝ. 258. በትሩ ሲንቀሳቀስ እና በውጤቱም, በመግነጢሳዊ መስክ ውስጥ የሚገኘው የወረዳው ቦታ ይለወጣል, በወረዳው ውስጥ አንድ ጅረት ይነሳል.
ሁሉንም የተገለጹ ሙከራዎችን በማነፃፀር በአጠቃላይ ቅፅ ውስጥ የሚፈጠረውን የአሁኑን ክስተት ሁኔታዎችን ማዘጋጀት እንችላለን. በሁሉም ጉዳዮች ላይ, እኛ አንድ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ የተቀመጠ የወረዳ ነበረው, እና የወረዳ አውሮፕላን ማግኔቲክ induction አቅጣጫ ጋር አንድ ወይም ሌላ ማዕዘን ማድረግ ይችላሉ. በኮንቱር የተወሰነውን አካባቢ፣ የመስክ መግነጢሳዊ ኢንዳክሽን በ፣ እና በማግኔት ኢንዳክሽን አቅጣጫ እና በኮንቱር አውሮፕላን መካከል ያለውን አንግል በ . በዚህ ሁኔታ, ወደ ወረዳው አውሮፕላን ላይ ያለው የመግነጢሳዊ ኢንዳክሽን አካል በመጠን እኩል ይሆናል (ምስል 259)
ሩዝ. 259. የማግኔት ኢንዳክሽን ወደ ኢንደክሽን ሉፕ አውሮፕላኑ ቀጥ ብሎ ወደ አንድ አካል መበስበስ እና ከዚህ አውሮፕላን ጋር ትይዩ የሆነ አካል
ምርቱን የመግነጢሳዊ ኢንዳክሽን ፍሰት ብለን እንጠራዋለን ፣ ወይም በአጭሩ ፣ በወረዳው ውስጥ ያለው መግነጢሳዊ ፍሰት። ይህንን መጠን በደብዳቤው እንገልፃለን. ስለዚህም
. (138.1) በዚህ ኮንቱር በኩል ሳይለወጥ ይቆያል። ስለዚህ፡-
በማስተላለፊያው ዑደት ውስጥ የመግነጢሳዊ ፍሰት ለውጥ በሚኖርበት ጊዜ, በዚህ ወረዳ ውስጥ የኤሌክትሪክ ፍሰት ይነሳል.
ይህ በ 1831 በፋራዳይ የተገኘ የኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን ህግ አንዱ በጣም አስፈላጊ የተፈጥሮ ህግ ነው.
138.1. ጥቅል I እና II አንዱ በሌላው ውስጥ ይገኛሉ (ምስል 260). የመጀመሪያው ዑደት ባትሪን ያካትታል, ሁለተኛው ዑደት ጋላቫኖሜትር ይዟል. የብረት ዘንግ ወደ መጀመሪያው ጠመዝማዛ ውስጥ ከተገፋ ወይም ከወጣ ፣ galvanometer በሁለተኛው ጥቅልል ውስጥ የኢንደክሽን ፍሰት መከሰቱን ያሳያል። ይህንን ተሞክሮ ያብራሩ።
ሩዝ. 260. ለአካል ብቃት እንቅስቃሴ 138.1
138.2. የሽቦው ፍሬም ከማግኔት ኢንዴክሽን ጋር ትይዩ በሆነ ዘንግ ዙሪያ ወጥ በሆነ መግነጢሳዊ መስክ ይሽከረከራል። በውስጡ የተፈጠረ ጅረት ይታያል?
138.3. ኢ. መ.ስ. መኪና በሚንቀሳቀስበት ጊዜ በብረት ዘንግ ጫፍ ላይ መነሳሳት? መኪናው በምን አቅጣጫ እየተንቀሳቀሰ ነው? መ.ስ. ትልቁ እና ትንሹ በየትኛው ነጥብ ላይ ነው? የተመካ ነው? መ.ስ. ከመኪና ፍጥነት መነሳሳት?
138.4. የመኪናው ቻሲሲስ ከሁለቱ ዘንጎች ጋር አንድ ላይ የተዘጋ ኮንዳክቲቭ ዑደት ይፈጥራል። መኪናው በሚንቀሳቀስበት ጊዜ የአሁኑ ጊዜ በእሱ ውስጥ ተነሳሳ? የዚህ ችግር መልስ ከችግር 138.3 ውጤቶች ጋር እንዴት ሊታረቅ ይችላል?
138.5. ለምንድነው አንዳንድ ጊዜ የመብረቅ ጥቃቶች ከተፅዕኖው ቦታ ብዙ ሜትሮች ርቀው ሚስጥራዊነት ባላቸው የኤሌትሪክ የመለኪያ መሳሪያዎች ላይ ጉዳት ያደርሳሉ እና በብርሃን አውታር ውስጥ ፊውዝ ይቀልጡ የነበረው?