Elektriske og magnetiske fænomener er tæt beslægtede. Og hvis strøm genererer magnetisme, så må det modsatte fænomen også eksistere - udseendet af elektrisk strøm, når magneten bevæger sig. Dette er ræsonnementet fra den engelske videnskabsmand Michael Faraday, som i 1822 skrev følgende i sin laboratoriedagbog: "Konverter magnetisme til elektricitet."
Forud for denne begivenhed fandt den danske fysiker Hans Christian Ørsted opdagelsen af fænomenet elektromagnetisme, som opdagede fremkomsten af et magnetfelt omkring en strømførende leder. I mange år udførte Faraday forskellige eksperimenter, men hans første eksperimenter bragte ham ikke succes. Hovedårsagen var, at videnskabsmanden ikke vidste, at kun et vekslende magnetfelt kan skabe en elektrisk strøm. Det virkelige resultat blev først opnået i 1831.
Faradays eksperimenter
Klik på billedet
I et eksperiment udført den 29. august 1931 viklede videnskabsmanden spoler af tråd rundt om modsatte sider af jernet tynd ring. Han sluttede den ene ledning til et galvanometer. I det øjeblik, den anden ledning blev forbundet til batteriet, afveg galvanometernålen skarpt og vendte tilbage til sin oprindelige position. Det samme billede blev observeret, da kontakten med batteriet blev åbnet. Det betød, at der opstod en elektrisk strøm i kredsløbet. Det opstod som et resultat af det faktum, at de magnetiske feltlinjer skabt af vindingerne i den første ledning krydsede vindingerne på den anden ledning og genererede en strøm i dem.
Faradays eksperiment
Et par uger senere blev der udført et forsøg med en permanent magnet. Faraday tilsluttede et galvanometer til en spole af kobbertråd. Så skubbede han med en skarp bevægelse en cylindrisk magnetisk stang ind. I dette øjeblik svingede galvanometernålen også kraftigt. Da stangen blev fjernet fra spolen, svingede pilen også, men i modsat retning. Og dette skete hver gang magneten blev skubbet eller skubbet ud af spolen. Det vil sige, at der opstod strøm i kredsløbet, når magneten bevægede sig i det. Sådan lykkedes det Faraday at "omdanne magnetisme til elektricitet."
Faraday i laboratoriet
Strøm i spolen vises også, hvis du i stedet for en permanent magnet inde i den flytter en anden spole forbundet til en strømkilde.
I alle disse tilfælde skete en ændring i den magnetiske flux, der passerer gennem spolekredsløbet, hvilket førte til fremkomsten af en elektrisk strøm i et lukket kredsløb. Dette er et fænomen elektromagnetisk induktion , og strømmen er induceret strøm .
Det er kendt, at der eksisterer en strøm i et lukket kredsløb, hvis den opretholdes af en potentialforskel ved hjælp af en elektromotorisk kraft (EMF). Følgelig, når den magnetiske flux i kredsløbet ændres, opstår der en sådan EMF i den. Det kaldes induceret emf .
Faradays lov
Michael Faraday
Størrelsen af den elektromagnetiske induktion afhænger ikke af årsagen til, at den magnetiske flux ændres – om selve magnetfeltet ændrer sig, eller om kredsløbet bevæger sig i det. Det afhænger af ændringshastigheden af den magnetiske flux, der passerer gennem kredsløbet.
Hvor ε – EMF virker langs konturen;
F V - magnetisk flux.
Størrelsen af en spoles EMF i et vekslende magnetfelt påvirkes af antallet af vindinger i den og størrelsen af den magnetiske flux. Faradays lov i denne sag ser således ud:
Hvor N – antal omgange;
F V – magnetisk flux gennem en omgang;
Ψ – fluxforbindelse, eller den totale magnetiske flux, der låser sammen med alle vindinger af spolen.
Ψ = N F jeg
F jeg – flow, der går gennem en omgang.
Selv en svag magnet kan skabe en stor induktionsstrøm, hvis denne magnets bevægelseshastighed er høj.
Da en induceret strøm opstår i ledere, når den magnetiske flux, der passerer gennem dem, ændres, vil den også optræde i en leder, der bevæger sig i et stationært magnetfelt. Retningen af induktionsstrømmen afhænger i dette tilfælde af lederens bevægelsesretning og bestemmes af den højre regel: " Hvis du placerer din højre hånds håndflade på en sådan måde, at de magnetiske feltlinjer kommer ind i den, og tommelfingeren bøjet med 90 0 vil angive lederens bevægelsesretning, så vil de forlængede 4 fingre angive retningen af den inducerede EMF og retningen af strømmen i lederen».
Lenz' regel
Emily Khristianovich Lenz
Induktionsstrømmens retning bestemmes af en regel, der gælder i alle tilfælde, når en sådan strøm opstår. Denne regel blev formuleret af en russisk fysiker af baltisk oprindelse Emily Khristianovich Lenz: " Den inducerede strøm, der opstår i et lukket kredsløb, har en sådan retning, at den magnetiske flux, den skaber, modvirker ændringen i den magnetiske flux, som denne strøm forårsagede.
Det skal bemærkes, at denne konklusion blev lavet af videnskabsmanden baseret på resultaterne af eksperimenter. Lenz skabte en enhed bestående af en frit roterende aluminiumsplade, i den ene ende af hvilken en solid ring af aluminium var fastgjort, og i den anden - en ring med et hak.
Hvis magneten blev bragt tættere på en solid ring, blev den afvist og begyndte at "løbe væk".
Klik på billedet
Da magneten bevægede sig væk, forsøgte ringen at indhente den.
Klik på billedet
Intet lignende blev observeret med den afskårne ring.
Lenz forklarede dette ved at sige, at i det første tilfælde skaber den inducerede strøm et magnetfelt, hvis induktionslinjer er rettet modsat induktionslinjerne i det eksterne magnetfelt. I det andet tilfælde falder induktionslinjerne i det magnetiske felt skabt af den inducerede strøm sammen i retning med induktionslinjerne i det permanente magnetfelt. I en skåret ring opstår der ingen induktionsstrøm, så den kan ikke interagere med magneten.
Ifølge Lenz's regel, når den eksterne magnetiske flux stiger, vil den inducerede strøm have en sådan retning, at det magnetiske felt, der skabes af den, vil forhindre en sådan stigning. Hvis den eksterne magnetiske flux falder, vil induktionsstrømmens magnetfelt understøtte den og forhindre den i at falde.
Elektrisk strømgenerator
Generator
Faradays opdagelse af elektromagnetisk induktion gjorde det muligt at bruge dette fænomen i praksis.
Hvad sker der, hvis du drejer spolen med bo flere vindinger af metaltråd i et stationært magnetfelt? Den magnetiske flux, der passerer gennem spolekredsløbet, vil konstant ændre sig. Og en EMF af elektromagnetisk induktion vil opstå i den. Det betyder, at et sådant design kan generere elektrisk strøm. Driften af vekselstrømsgeneratorer er baseret på dette princip.
Generatoren består af 2 dele - rotoren og statoren. Rotoren er den bevægelige del. I laveffektsgeneratorer roterer en permanent magnet oftest. Kraftige generatorer bruger en elektromagnet i stedet for en permanent magnet. Roterende skaber rotoren en skiftende magnetisk flux, som genererer en elektrisk induktionsstrøm i vindingerne i viklingen placeret i rillerne i den stationære del af generatoren - statoren. Rotoren drives af en motor. Dette kunne være en dampmaskine, en vandturbine osv.
Transformer
Dette er måske den mest almindelige enhed i elektroteknik, designet til at konvertere elektrisk strøm og spænding. Transformatorer bruges i radioteknik og elektronik. Uden dem er det umuligt at overføre elektricitet over lange afstande.
Den enkleste transformer består af to spoler med en fælles metalkerne. Vekselstrøm tilført en af spolerne skaber et vekslende magnetfelt i den, som forstærkes af kernen. Den magnetiske flux af dette felt, der trænger ind i vindingerne på den anden spole, skaber en elektrisk induktionsstrøm i den. Da størrelsen af den inducerede emk afhænger af antallet af vindinger, ved at ændre deres forhold i spolerne, kan størrelsen af strømmen også ændres. Dette er meget vigtigt, for eksempel ved transmission af elektricitet over lange afstande. Der opstår trods alt store tab under transport på grund af det faktum, at ledningerne opvarmes. Ved at reducere strømmen ved hjælp af en transformer reduceres disse tab. Men samtidig stiger spændingen. På det sidste trin, ved hjælp af en step-down transformer, reduceres spændingen, og strømmen øges. Selvfølgelig er sådanne transformere meget mere komplekse.
Det skal siges, at Faraday ikke var den eneste, der forsøgte at skabe en induceret strøm. Lignende eksperimenter blev også udført af den berømte amerikanske fysiker Joseph Henry. Og det lykkedes ham at opnå succes næsten samtidigt med Faraday. Men Faraday var foran ham ved at offentliggøre en besked om hans opdagelse før Henry.
Emner for Unified State Examination-kodifikatoren: fænomen med elektromagnetisk induktion, magnetisk flux, Faradays lov om elektromagnetisk induktion, Lenz’ regel.
Ørsteds eksperiment viste, at elektrisk strøm skaber et magnetfelt i det omgivende rum. Michael Faraday kom til den idé, at den modsatte effekt også kunne eksistere: magnetfeltet genererer til gengæld en elektrisk strøm.
Med andre ord, lad der være en lukket leder i et magnetfelt; Vil der opstå en elektrisk strøm i denne leder under påvirkning af et magnetfelt?
Efter ti års søgning og eksperimenter lykkedes det endelig Faraday at opdage denne effekt. I 1831 udførte han følgende forsøg.
1. To spoler blev viklet på samme træbund; den anden spoles vindinger blev lagt mellem vindingerne på den første og isoleret. Terminalerne på den første spole var forbundet til en strømkilde, terminalerne på den anden spole blev forbundet til et galvanometer (et galvanometer er en følsom enhed til måling af små strømme). Således blev der opnået to kredsløb: "strømkilde - første spole" og "anden spole - galvanometer".
Der var ingen elektrisk kontakt mellem kredsløbene, kun magnetfeltet i den første spole trængte ind i den anden spole.
Da den første spoles kredsløb blev lukket, registrerede galvanometeret en kort og svag strømimpuls i den anden spole.
Når en konstant strøm strømmede gennem den første spole, blev der ikke genereret nogen strøm i den anden spole.
Da den første spoles kreds blev åbnet, opstod der igen en kort og svag strømimpuls i den anden spole, men denne gang i modsat retning i forhold til strømmen, da kredsløbet var lukket.
Konklusion.
Det tidsvarierende magnetfelt af den første spole genererer (eller, som de siger, inducerer) elektrisk strøm i den anden spole. Denne strøm kaldes induceret strøm.
Hvis magnetfeltet i den første spole stiger (i øjeblikket stiger strømmen, når kredsløbet er lukket), så flyder den inducerede strøm i den anden spole i én retning.
Hvis magnetfeltet i den første spole falder (i øjeblikket falder strømmen, når kredsløbet åbnes), så flyder den inducerede strøm i den anden spole i en anden retning.
Hvis magnetfeltet i den første spole ikke ændres (jævnstrøm gennem den), så er der ingen induceret strøm i den anden spole.
Faraday kaldte det opdagede fænomen elektromagnetisk induktion(dvs. "induktion af elektricitet ved magnetisme").
2. For at bekræfte gætningen om, at induktionsstrømmen genereres variabler magnetfelt flyttede Faraday spolerne i forhold til hinanden. Kredsløbet for den første spole forblev lukket hele tiden, en jævnstrøm strømmede gennem det, men på grund af bevægelse (tilnærmelse eller afstand) befandt den anden spole sig i det vekslende magnetfelt af den første spole.
Galvanometeret registrerede igen strømmen i den anden spole. Induktionsstrømmen havde én retning, når spolerne nærmede sig hinanden, og en anden retning, når de bevægede sig væk. I dette tilfælde var styrken af induktionsstrømmen større, jo hurtigere spolerne bevægede sig..
3. Den første spole blev erstattet af en permanent magnet. Når en magnet blev bragt ind i den anden spole, opstod der en induktionsstrøm. Da magneten blev trukket ud, dukkede strømmen op igen, men i en anden retning. Og igen, jo hurtigere magneten bevægede sig, jo større er styrken af induktionsstrømmen.
Disse og efterfølgende eksperimenter viste, at en induceret strøm i et ledende kredsløb opstår i alle de tilfælde, hvor "antallet af linjer" af det magnetiske felt, der trænger ind i kredsløbet, ændres. Styrken af induktionsstrømmen viser sig at være større, jo hurtigere dette antal linjer ændres. Strømretningen vil være én, når antallet af linjer gennem kredsløbet stiger, og en anden, når de falder.
Det er bemærkelsesværdigt, at for størrelsen af strømmen i et givet kredsløb er det kun ændringshastigheden i antallet af linjer, der er vigtig. Hvad der præcist sker i dette tilfælde er ligegyldigt - om selve feltet ændrer sig, trænger ind i den stationære kontur, eller om konturen bevæger sig fra et område med en tæthed af linjer til et område med en anden tæthed.
Dette er essensen af loven om elektromagnetisk induktion. Men for at skrive en formel og lave beregninger, skal du klart formalisere det vage koncept om "antallet af feltlinjer gennem en kontur."
Magnetisk flux
Begrebet magnetisk flux er netop en karakteristik af antallet af magnetiske feltlinjer, der trænger ind i kredsløbet.
For nemheds skyld begrænser vi os til tilfældet med et ensartet magnetfelt. Lad os overveje en kontur af et område beliggende i et magnetfelt med induktion.
Lad først magnetfeltet være vinkelret på kredsløbets plan (fig. 1).
Ris. 1.
I dette tilfælde bestemmes den magnetiske flux meget simpelt - som produktet af magnetfeltinduktionen og området af kredsløbet:
(1)
Overvej nu det generelle tilfælde, når vektoren danner en vinkel med normalen til konturplanet (fig. 2).
Ris. 2.
Vi ser, at nu kun den vinkelrette komponent af den magnetiske induktionsvektor "strømmer" gennem kredsløbet (og den komponent, der er parallel med kredsløbet, "strømmer" ikke gennem det). Derfor har vi ifølge formel (1). Men altså
(2)
Dette er den generelle definition af magnetisk flux i tilfælde af et ensartet magnetfelt. Bemærk, at hvis vektoren er parallel med løkkens plan (det vil sige), så bliver den magnetiske flux nul.
Hvordan bestemmer man magnetisk flux, hvis feltet ikke er ensartet? Lad os lige påpege ideen. Konturfladen er opdelt i et meget stort antal meget små områder, inden for hvilke feltet kan betragtes som ensartet. For hvert sted beregner vi sin egen lille magnetiske flux ved hjælp af formel (2), og derefter opsummerer vi alle disse magnetiske fluxer.
Måleenheden for magnetisk flux er weber(Wb). Som vi ser,
Wb = T · m = V · s. (3)
Hvorfor karakteriserer magnetisk flux "antal linjer" af det magnetiske felt, der trænger ind i kredsløbet? Meget simpelt. "Antallet af linjer" bestemmes af deres tæthed (og derfor deres størrelse - trods alt, jo større induktion, jo tættere linjer) og det "effektive" område, der trænger ind af feltet (og dette er ikke mere end ). Men multiplikatorerne danner den magnetiske flux!
Nu kan vi give en klarere definition af fænomenet elektromagnetisk induktion opdaget af Faraday.
Elektromagnetisk induktion- dette er fænomenet med forekomsten af elektrisk strøm i et lukket ledende kredsløb, når den magnetiske flux, der passerer gennem kredsløbet, ændres.
induceret emf
Hvad er mekanismen, hvorved induceret strøm opstår? Vi vil diskutere dette senere. Indtil videre er én ting klar: Når den magnetiske flux, der passerer gennem kredsløbet, ændres, virker nogle kræfter på de frie ladninger i kredsløbet - udefrakommende kræfter, hvilket forårsager bevægelse af ladninger.
Som vi ved, kaldes ydre kræfters arbejde for at flytte en enkelt positiv ladning rundt i et kredsløb elektromotorisk kraft (EMF): . I vores tilfælde, når den magnetiske flux gennem kredsløbet ændres, kaldes den tilsvarende emk induceret emf og er udpeget.
Så, Induktion emk er værket af ydre kræfter, der opstår, når den magnetiske flux gennem et kredsløb ændres og flytter en enkelt positiv ladning rundt i kredsløbet.
Vi vil snart finde ud af arten af de ydre kræfter, der opstår i dette tilfælde i kredsløbet.
Faradays lov om elektromagnetisk induktion
Styrken af induktionsstrømmen i Faradays eksperimenter viste sig at være større, jo hurtigere den magnetiske flux gennem kredsløbet ændrede sig.
Hvis ændringen i magnetisk flux på kort tid er lig med , så fartændringer i magnetisk flux er en brøkdel (eller, som er det samme, derivatet af magnetisk flux med hensyn til tid).
Eksperimenter har vist, at styrken af induktionsstrømmen er direkte proportional med størrelsen af ændringshastigheden af den magnetiske flux:
Modulet er installeret for ikke at være forbundet med negative værdier for nu (trods alt, når den magnetiske flux falder, vil det være ). Efterfølgende fjerner vi dette modul.
Fra Ohms lov for en komplet kæde har vi samtidig: . Derfor er den inducerede emk direkte proportional med ændringshastigheden af den magnetiske flux:
(4)
EMF måles i volt. Men ændringshastigheden af magnetisk flux måles også i volt! Af (3) ser vi faktisk, at Wb/s = V. Derfor falder måleenhederne for begge dele af proportionalitet (4) sammen, derfor er proportionalitetskoefficienten en dimensionsløs størrelse. I SI-systemet er det sat lig med enhed, og vi får:
(5)
Det er, hvad det er lov om elektromagnetisk induktion eller Faradays lov. Lad os give det en verbal formulering.
Faradays lov om elektromagnetisk induktion. Når den magnetiske flux, der trænger ind i et kredsløb, ændres, fremkommer en induceret emk i dette kredsløb, der er lig med modulet for ændringshastigheden af den magnetiske flux.
Lenz' regel
Vi vil kalde den magnetiske flux, en ændring, der fører til udseendet af en induceret strøm i kredsløbet ekstern magnetisk flux. Og selve magnetfeltet, som skaber denne magnetiske flux, vil vi kalde eksternt magnetfelt.
Hvorfor har vi brug for disse vilkår? Faktum er, at induktionsstrømmen, der opstår i kredsløbet, skaber sin egen egen et magnetfelt, der efter superpositionsprincippet lægges til et eksternt magnetfelt.
Følgelig, sammen med den eksterne magnetiske flux, egen magnetisk flux skabt af magnetfeltet i en induktionsstrøm.
Det viser sig, at disse to magnetiske fluxer - interne og eksterne - er indbyrdes forbundet på en strengt defineret måde.
Lenz' regel. Den inducerede strøm har altid en retning således, at dens egen magnetiske flux forhindrer en ændring i den eksterne magnetiske flux.
Lenz's regel giver dig mulighed for at finde retningen af den inducerede strøm i enhver situation.
Lad os se på nogle eksempler på anvendelse af Lenz' regel.
Lad os antage, at kredsløbet er gennemtrængt af et magnetfelt, som stiger med tiden (fig. (3)). For eksempel bringer vi en magnet tættere på konturen nedefra, hvis nordpol i dette tilfælde er rettet opad, mod konturen.
Den magnetiske flux gennem kredsløbet stiger. Den inducerede strøm vil være i en sådan retning, at den magnetiske flux, den skaber, forhindrer stigningen i ekstern magnetisk flux. For at gøre dette skal det magnetiske felt, der skabes af induktionsstrømmen, rettes mod eksternt magnetfelt.
Den inducerede strøm løber mod uret, når den ses fra retningen af det magnetiske felt, den skaber. I dette tilfælde vil strømmen blive rettet med uret, set fra oven, fra siden af det eksterne magnetfelt, som vist i (fig. (3)).
Ris. 3. Magnetisk flux øges
Antag nu, at det magnetiske felt, der trænger ind i kredsløbet, aftager med tiden (fig. 4). For eksempel flytter vi magneten nedad fra løkken, og magnetens nordpol peger mod løkken.
Ris. 4. Magnetisk flux falder
Den magnetiske flux gennem kredsløbet falder. Den inducerede strøm vil have en retning således, at dens egen magnetiske flux understøtter den eksterne magnetiske flux, hvilket forhindrer den i at falde. For at gøre dette skal induktionsstrømmens magnetfelt rettes i samme retning, som det eksterne magnetfelt.
I dette tilfælde vil den inducerede strøm flyde mod uret, set fra oven, fra siden af begge magnetfelter.
Interaktion mellem en magnet og et kredsløb
Så tilnærmelsen eller fjernelsen af en magnet fører til udseendet af en induceret strøm i kredsløbet, hvis retning er bestemt af Lenz's regel. Men magnetfeltet virker på strømmen! En Ampere-kraft vil virke på kredsløbet fra magnetfeltet. Hvor vil denne kraft blive rettet?
Hvis du vil have en god forståelse af Lenz' regel og bestemmelsen af retningen af Ampere-styrken, så prøv selv at besvare dette spørgsmål. Dette er ikke en meget simpel øvelse og en fremragende opgave for C1 på Unified State Exam. Overvej fire mulige tilfælde.
1. Vi bringer magneten tættere på kredsløbet, nordpolen er rettet mod kredsløbet.
2. Vi fjerner magneten fra kredsløbet, nordpolen er rettet mod kredsløbet.
3. Vi bringer magneten tættere på kredsløbet, sydpolen er rettet mod kredsløbet.
4. Vi fjerner magneten fra kredsløbet, sydpolen er rettet mod kredsløbet.
Glem ikke, at magnetfeltet ikke er ensartet: feltlinjerne divergerer fra nordpolen og konvergerer mod syd. Dette er meget vigtigt for at bestemme den resulterende Ampere-kraft. Resultatet er som følger.
Hvis du bringer magneten tættere på, afstødes kredsløbet fra magneten. Hvis du fjerner magneten, tiltrækkes kredsløbet af magneten. Således, hvis kredsløbet er ophængt på en tråd, vil det altid afvige i retning af magnetens bevægelse, som om det følger det. Placeringen af magnetpolerne betyder ikke noget i dette tilfælde..
Under alle omstændigheder bør du huske dette faktum - pludselig støder sådan et spørgsmål på i del A1
Dette resultat kan forklares ud fra helt generelle betragtninger - ved at bruge loven om energibevarelse.
Lad os sige, at vi bringer magneten tættere på kredsløbet. En induktionsstrøm vises i kredsløbet. Men for at skabe en strøm, skal der arbejdes! Hvem gør det? I sidste ende flytter vi magneten. Vi udfører positivt mekanisk arbejde, som omdannes til positivt arbejde af eksterne kræfter, der opstår i kredsløbet, hvilket skaber en induceret strøm.
Så vores opgave med at flytte magneten burde være positiv. Det betyder, at når vi nærmer os magneten, skal vi overvinde kraften af magnetens interaktion med kredsløbet, som derfor er kraften frastødelse.
Fjern nu magneten. Gentag venligst disse argumenter og sørg for, at der opstår en tiltrækningskraft mellem magneten og kredsløbet.
Faradays lov + Lenz's regel = Modulfjernelse
Ovenfor lovede vi at fjerne modulet i Faradays lov (5). Lenz' regel tillader os at gøre dette. Men først bliver vi nødt til at blive enige om tegnet på den inducerede emk - trods alt, uden modulet på højre side af (5), kan størrelsen af emk være enten positiv eller negativ.
Først og fremmest er en af to mulige retninger til at krydse konturen fast. Denne retning annonceres positiv. Den modsatte retning af at krydse konturen kaldes hhv. negativ. Hvilken gennemløbsretning vi tager som positiv er ligegyldigt – det er kun vigtigt at træffe dette valg.
Den magnetiske flux gennem kredsløbet betragtes som positiv class="tex" alt="(\Phi > 0)"> !}, hvis det magnetiske felt, der trænger ind i kredsløbet, er rettet dertil, set fra hvor kredsløbet gennemløbes i positiv retning i retning mod uret. Hvis den positive retning af runden fra enden af den magnetiske induktionsvektor ses med uret, anses den magnetiske flux for negativ.
Den inducerede emk betragtes som positiv class="tex" alt="(\mathcal E_i > 0)"> !}, hvis den inducerede strøm løber i positiv retning. I dette tilfælde falder retningen af eksterne kræfter, der opstår i kredsløbet, når den magnetiske flux gennem den ændres, sammen med den positive retning for at omgå kredsløbet.
Tværtimod betragtes induceret emk som negativ, hvis den inducerede strøm løber i negativ retning. I dette tilfælde vil eksterne kræfter også virke langs den negative retning af kredsløbsbypasset.
Så lad kredsløbet være i et magnetfelt. Vi fikser retningen af den positive kredsløbsbypass. Lad os antage, at magnetfeltet er rettet dertil, og ser fra hvor den positive omvej foretages mod uret. Så er den magnetiske flux positiv: class="tex" alt="\Phi > 0"> .!}
Ris. 5. Magnetisk flux øges
Derfor har vi i dette tilfælde . Tegnet for den inducerede emk viste sig at være modsat tegnet for ændringshastigheden af den magnetiske flux. Lad os tjekke dette i en anden situation.
Lad os nemlig nu antage, at den magnetiske flux falder. Ifølge Lenz's regel vil den inducerede strøm flyde i positiv retning. Det er, class="tex" alt="\mathcal E_i > 0"> !}(Fig. 6).
Ris. 6. Magnetisk flux øges class="tex" alt="\Rightarrow \mathcal E_i > 0"> !}
Dette er faktisk den generelle kendsgerning: med vores aftale om tegn, fører Lenz' regel altid til, at tegnet for den inducerede emk er modsat tegnet for ændringshastigheden af magnetisk flux:
(6)
Dermed er modultegnet i Faradays lov om elektromagnetisk induktion elimineret.
Vortex elektrisk felt
Lad os betragte et stationært kredsløb placeret i et vekslende magnetfelt. Hvad er mekanismen for forekomsten af induktionsstrøm i kredsløbet? Nemlig hvilke kræfter forårsager bevægelsen af gratis ladninger, hvad er karakteren af disse ydre kræfter?
I et forsøg på at besvare disse spørgsmål opdagede den store engelske fysiker Maxwell en grundlæggende egenskab ved naturen: et tidsvarierende magnetfelt genererer et elektrisk felt. Det er dette elektriske felt, der virker på frie ladninger, hvilket forårsager en induceret strøm.
Linjerne i det resulterende elektriske felt viser sig at være lukket, hvorfor det blev kaldt vortex elektriske felt. De elektriske hvirvelfeltlinjer går rundt om magnetfeltlinjerne og er rettet som følger.
Lad magnetfeltet stige. Hvis der er et ledende kredsløb i det, vil den inducerede strøm flyde i overensstemmelse med Lenz's regel - med uret, set fra enden af vektoren. Dette betyder, at kraften, der virker fra det elektriske hvirvelfelt på kredsløbets positive frie ladninger, også rettes dertil; Dette betyder, at vektoren af hvirvelens elektriske feltintensitet er rettet nøjagtigt dertil.
Så intensitetslinjerne for det elektriske hvirvelfelt er i dette tilfælde rettet med uret (set fra enden af vektoren, (fig. 7).
Ris. 7. Vortex elektrisk felt med stigende magnetfelt
Tværtimod, hvis magnetfeltet falder, så er intensitetslinjerne for det elektriske hvirvelfelt rettet mod uret (fig. 8).
Ris. 8. Vortex elektrisk felt med aftagende magnetfelt
Nu kan vi bedre forstå fænomenet elektromagnetisk induktion. Dens essens ligger netop i det faktum, at et vekslende magnetfelt genererer et elektrisk hvirvelfelt. Denne effekt afhænger ikke af, om der er et lukket ledende kredsløb til stede i magnetfeltet eller ej; Ved hjælp af et kredsløb opdager vi kun dette fænomen ved at observere den inducerede strøm.
Det elektriske hvirvelfelt adskiller sig i nogle egenskaber fra de elektriske felter, vi allerede kender: det elektrostatiske felt og det stationære felt af ladninger, der danner en jævnstrøm.
1. Hvirvelfeltlinjerne er lukkede, mens de elektrostatiske og stationære feltlinjer begynder på positive ladninger og slutter på negative.
2. Hvirvelfeltet er ikke-potentielt: dets arbejde med at flytte en ladning langs en lukket sløjfe er ikke nul. Ellers kunne hvirvelfeltet ikke skabe en elektrisk strøm! Samtidig er elektrostatiske og stationære felter, som vi ved, potentiale.
Så, Induktion emk i et stationært kredsløb er arbejdet i et elektrisk hvirvelfelt til at flytte en enkelt positiv ladning rundt i kredsløbet.
Lad for eksempel kredsløbet være en ring med radius og gennemtrængt af et ensartet vekslende magnetfelt. Så er intensiteten af det elektriske hvirvelfelt den samme på alle punkter af ringen. Arbejdsstyrken, som hvirvelfeltet virker på ladningen med, er lig med:
Derfor opnår vi for den inducerede emk:
Induktion emk i en bevægelig leder
Hvis en leder bevæger sig i et konstant magnetfelt, så optræder der også en induceret emk i den. Årsagen er dog nu ikke det elektriske hvirvelfelt (det opstår ikke - magnetfeltet er trods alt konstant), men Lorentz-kraftens virkning på lederens frie ladninger.
Lad os overveje en situation, der ofte opstår i problemer. Parallelle skinner er placeret i et vandret plan, afstanden mellem dem er lig med . Skinnerne er i et lodret ensartet magnetfelt. En tynd ledende stang bevæger sig langs skinnerne med en hastighed på ; den forbliver hele tiden vinkelret på skinnerne (fig. 9).
Ris. 9. Bevægelse af en leder i et magnetfelt
Lad os tage en positiv gratis ladning inde i stangen. På grund af bevægelsen af denne ladning sammen med stangen med en hastighed, vil Lorentz-kraften virke på ladningen:
Denne kraft er rettet langs stangens akse, som vist på figuren (se dette selv - glem ikke reglen med uret eller venstre hånd!).
Lorentz-kraften spiller i dette tilfælde rollen som en ekstern kraft: den sætter stangens frie ladninger i gang. Når vi flytter en ladning fra punkt til punkt, vil vores eksterne kraft arbejde:
(Vi anser også længden af stangen for at være lig med .) Derfor vil den inducerede emk i stangen være lig med:
(7)
Således ligner en stang en strømkilde med en positiv terminal og en negativ terminal. Inde i stangen, på grund af virkningen af en ekstern Lorentz-kraft, sker der en adskillelse af ladninger: positive ladninger flytter til punkt, negative ladninger flytter til punkt.
Lad os først antage, at skinnerne ikke leder strøm.Derefter vil bevægelsen af ladninger i stangen gradvist stoppe. Faktisk, efterhånden som positive ladninger akkumuleres i slutningen og negative ladninger i slutningen, vil Coulomb-kraften, som den positive frie ladning frastødes og tiltrækkes af, stige - og på et tidspunkt vil denne Coulomb-kraft balancere Lorentz-kraften. En potentialforskel svarende til den inducerede emf (7) vil blive etableret mellem enderne af stangen.
Antag nu, at skinnerne og jumperen er ledende. Så vil der opstå en induceret strøm i kredsløbet; det vil gå i retningen (fra "pluskilde" til "minus" N). Lad os antage, at stangens modstand er ens (dette er en analog af den indre modstand af strømkilden), og modstanden af sektionen er ens (modstanden af det eksterne kredsløb). Så vil styrken af induktionsstrømmen blive fundet i henhold til Ohms lov for det komplette kredsløb:
Det er bemærkelsesværdigt, at udtryk (7) for den inducerede emf også kan opnås ved hjælp af Faradays lov. Lad os gøre det.
Over tid rejser vores stang en sti og tager stilling (fig. 9). Konturens areal øges med arealet af rektanglet:
Den magnetiske flux gennem kredsløbet stiger. Den magnetiske flux-tilvækst er lig med:
Ændringshastigheden af magnetisk flux er positiv og lig med den inducerede emk:
Vi fik samme resultat som i (7). Retningen af induktionsstrømmen, bemærker vi, adlyder Lenz' regel. Faktisk, da strømmen flyder i retningen, er dens magnetiske felt rettet modsat det eksterne felt og forhindrer derfor stigningen i magnetisk flux gennem kredsløbet.
I dette eksempel ser vi, at i situationer, hvor en leder bevæger sig i et magnetfelt, kan vi handle på to måder: enten ved at bruge Lorentz-kraften som en ekstern kraft eller ved at bruge Faradays lov. Resultaterne vil være de samme.
Induktionsstrøm er en strøm, der opstår i et lukket ledende kredsløb placeret i et vekslende magnetfelt. Denne strøm kan forekomme i to tilfælde. Hvis der er et stationært kredsløb gennemtrængt af en skiftende flux af magnetisk induktion. Eller når et ledende kredsløb bevæger sig i et konstant magnetfelt, hvilket også forårsager en ændring i den magnetiske flux, der trænger ind i kredsløbet.
Figur 1 - En leder bevæger sig i et konstant magnetfelt
Årsagen til induktionsstrømmen er det elektriske hvirvelfelt, som genereres af magnetfeltet. Dette elektriske felt virker på frie ladninger placeret i en leder placeret i dette elektriske hvirvelfelt.
Figur 2 - vortex elektrisk felt
Du kan også finde denne definition. Induktionsstrøm er en elektrisk strøm, der opstår på grund af virkningen af elektromagnetisk induktion. Hvis du ikke dykker ned i forviklingerne af loven om elektromagnetisk induktion, så kan det i en nøddeskal beskrives som følger. Elektromagnetisk induktion er fænomenet med forekomsten af strøm i et ledende kredsløb under påvirkning af et vekslende magnetfelt.
Ved hjælp af denne lov kan du bestemme størrelsen af induktionsstrømmen. Da det giver os værdien af den EMF, der opstår i kredsløbet under påvirkning af et vekslende magnetfelt.
Formel 1 - EMF af magnetfeltinduktion.
Som det kan ses af formel 1, afhænger størrelsen af den inducerede emk, og derfor den inducerede strøm, af ændringshastigheden af den magnetiske flux, der trænger ind i kredsløbet. Det vil sige, at jo hurtigere den magnetiske flux ændres, jo større kan induktionsstrømmen opnås. I det tilfælde, hvor vi har et konstant magnetfelt, hvori det ledende kredsløb bevæger sig, vil størrelsen af EMF afhænge af kredsløbets bevægelseshastighed.
For at bestemme retningen af induktionsstrømmen bruges Lenz's regel. Som siger, at den inducerede strøm er rettet mod den strøm, der forårsagede den. Deraf minustegnet i formlen til bestemmelse af den inducerede emk.
Induktionsstrøm spiller en vigtig rolle i moderne elektroteknik. For eksempel interagerer den inducerede strøm, der genereres i rotoren på en induktionsmotor, med strømmen, der leveres fra strømkilden i dens stator, hvilket får rotoren til at rotere. Moderne elektriske motorer er bygget på dette princip.
Figur 3 - asynkron motor.
I en transformer bruges induktionsstrømmen, der opstår i sekundærviklingen, til at drive forskellige elektriske enheder. Størrelsen af denne strøm kan indstilles af transformatorparametrene.
Figur 4 - elektrisk transformer.
Og endelig kan der også opstå inducerede strømme i massive ledere. Det er de såkaldte Foucault-strømme. Takket være dem er det muligt at udføre induktionssmeltning af metaller. Det vil sige, at hvirvelstrømme i lederen får den til at varme op. Afhængig af størrelsen af disse strømme kan lederen varme op over smeltepunktet.
Figur 5 - induktionssmeltning af metaller.
Så vi har fundet ud af, at induktionsstrøm kan have mekaniske, elektriske og termiske effekter. Alle disse effekter er meget udbredt i den moderne verden, både i industriel skala og på husholdningsniveau.
Det meste af elektriciteten i form af vekselinduktionsstrøm på planeten Jorden produceres af menneskeheden ved hjælp af induktionselektriske generatorer. Jævnstrøm, også opnået fra elektriske generatorer, er et særligt tilfælde af vekselstrøm. Der er mange forskellige designs af elektriske generatorer, men deres drift er baseret på samme princip. Dette er princippet om relativ bevægelse (rotation) af ankeret i induktorens magnetfelt eller omvendt rotation af induktorens magnetfelt i forhold til ankeret.
Den berømte serbiske videnskabsmand Nikola Tesla ydede et stort videnskabeligt og praktisk bidrag til udviklingen af videnskaben om elektricitet og skabelsen af udstyr til dens produktion. Hans opfindelser og opdagelser som fysiker, ingeniør og designer gav et solidt grundlag for udviklingen af elektroteknik og radiofysik. Mange af hans ideer inden for disse områder af videnskab og teknologi er stadig efterspurgte i dag.
Betydelige mekaniske kræfter bruges til at organisere og opretholde driften af den elektriske generator for at overvinde modstandskræfterne mod ankerets rotation i induktorens magnetfelt. Grundlæggende realiseres disse kræfter i form af forskellige drev, såsom damp, gasturbiner, hydrauliske turbiner, forbrændingsmotorer osv. Elektromagnetisk induktion er direkte (direkte) relateret til produktionen af elektricitet.
Lad os overveje det enkleste laboratoriediagram af en elektrisk generator, vist i fig. De fleste industrielle elektriske generatorer er konstrueret i henhold til denne ordning, men med et mere komplekst design.
I magnetfeltet af en permanent magnet roterer en ledende ramme 2 lavet af tråd mellem polerne N og S, hvis ender er loddet til ledende ringe 1. Disse ringe er forbundet med kontakter 3 og derefter til ledningerne på den eksterne magnet. kredsløb, inklusive galvanometeret. Rammen roterer i magnetfeltet af en magnet, hvis magnetiske flux ændres hele tiden. Som et resultat af påvirkningen af magnetisk flux F på mikrostrukturen af rammelederne, vises en induktionsstrøm i et lukket kredsløb, som detekteres af et galvanometer. I næsten alle fysiklærebøger er værdien af F gennem en spoleramme defineret som produktet af magnetfeltstyrken (H) ved spolens areal (S) og ved sinus af vinklen (a) mellem magnetfeltets retning og rammens plan.
Ved at erstatte vinklen a gennem (wхt), hvor w er vinkelhastigheden af spolerammen, og t er tid, får vi formlen
hvor grafen for ændringer i værdien af Ф gennem rammen er en sinusformet (fig. 2).
Ovenstående formel, bortset fra en matematisk beskrivelse af ændringen i værdien af F gennem området af spolen, giver ikke noget med hensyn til at forstå den fysiske betydning af processen. I denne formel bør man i stedet for drejeområdet S angive længden af rammelederne, da magnetfeltet under rotationen af rammen interagerer med mikrostrukturen af dens ledninger.
Lignende grafer over ændringer i strøm og spænding over tid, optaget af et oscilloskop, repræsenterer også en sinusform (fig. 3). Vi havde kun brug for denne kendte information for at minde os om, at virkningen af en magnets ydre magnetfelt på spolerammen, der roterer i den, ikke er andet end en sinusformet, pulserende interaktion af magnetfeltet med mikrostrukturen af spolens ledninger. -ramme.
Som tidligere nævnt er designet af den elektriske generator et oscillerende kredsløb. Magnetfeltet i induktor-magneten (fig. 1), som er et eksternt magnetfelt i forhold til ankerrammen, påvirker mikrostrukturen af rammelederne med en magnetisk flux, der ændrer sig i henhold til loven om sinusvariation, hvilket inducerer dens mikrostruktur. eget magnetfelt i armaturledernes mikrostruktur. Næsten samtidig med begyndelsen af rammens rotation passerer en signalimpuls fra et eksternt magnetfelt gennem resten af det lukkede elektriske kredsløb, og gennem hele kredsløbets volumen gentager mikrokilder denne impuls i et billede og lighed. , der skaber deres eget magnetfelt i hele kredsløbet. Endnu en impuls - og igen reproduktion (gentagelse). Og så videre et uendeligt antal gange, mens den elektriske generator kører.
Lad os se nærmere på denne proces. Lad os starte med et ubelejligt børnespørgsmål: "Hvorfor opstår der induceret strøm i en lukket ramme (i forhold til fig. 1), som roterer i magnetfeltet af en permanent magnet og ikke opstår i en stationær ramme placeret i samme magnetens magnetfelt, uanset hvilken position var der en ramme? Ifølge kvantefysikken kredser elektron-elektriske ladninger rundt om kernen af et atom med høj hastighed. I dette tilfælde har elektroner to magnetiske momenter: orbital og spin, og ifølge de samme kvantelove skal de interagere med magnetfeltet (de skal decelerere i magnetfeltet på en stationær magnet), og udsende mikroenergi i analogi med nordlyset . Men det var der ikke. Ingen stråling forekommer, selvom magnetens magnetfeltlinjer (MFL) trænger ind i ledernes mikrostruktur på atomniveau. Hvorfor er det, at mikro-kilder-elektroner i mikrostrukturen af ledere er så tiltrukket af et bevægeligt magnetfelt? For at besvare dette spørgsmål, lad os huske eksperimenterne fra den russiske videnskabsmand P.N. Lebedev for at studere lysets tryk på lette genstande i et vakuum. Copernicus påpegede også, at lettryk eksisterer ved at observere haledelen af kometer, der flyver nær Solen.
Lad os huske nogle simple eksperimenter, hvor fremkomsten af elektrisk strøm som følge af elektromagnetisk induktion observeres.
Et af disse eksperimenter er vist i fig. 253. Hvis en spole bestående af et stort antal ledningsvindinger hurtigt sættes på en magnet eller trækkes af den (fig. 253, a), så opstår der en kortvarig induktionsstrøm i den, som kan detekteres ved kastet af nålen på et galvanometer forbundet til enderne af spolen. Det samme sker, hvis magneten hurtigt skubbes ind i spolen eller trækkes ud af den (fig. 253, b). Det er klart, at kun den relative bevægelse af spolen og magnetfeltet har betydning. Strømmen stopper, når denne bevægelse stopper.
Ris. 253. Med spolens og magnetens relative bevægelse opstår der en induceret strøm i spolen: a) spolen sættes på magneten; b) magneten bevæger sig ind i spolen
Lad os nu overveje flere yderligere eksperimenter, der vil give os mulighed for i en mere generel form at formulere betingelserne for forekomsten af en induktionsstrøm.
Den første række af eksperimenter: ændring af den magnetiske induktion af det felt, hvori induktionskredsløbet (spole eller ramme) er placeret.
Spolen placeres i et magnetfelt, for eksempel inde i en solenoide (fig. 254, a) eller mellem polerne på en elektromagnet (fig. 254, b). Lad os installere spolen, så planet af dens drejninger er vinkelret på magnetfeltlinjerne i solenoiden eller elektromagneten. Vi vil ændre den magnetiske induktion af feltet ved hurtigt at ændre strømstyrken i viklingen (ved hjælp af en rheostat) eller blot slå strømmen fra og til (med en nøgle). Med hver ændring i magnetfeltet giver galvanometernålen et skarpt tilbageslag; dette indikerer forekomsten af en elektrisk induktionsstrøm i spolekredsløbet. Når magnetfeltet forstærkes (eller opstår), vil der opstå en strøm i én retning, og når det svækkes (eller forsvinder), vil der opstå en strøm i den modsatte retning. Lad os nu udføre det samme eksperiment, idet vi installerer spolen, så planen af dens vindinger er parallel med retningen af magnetfeltlinjerne (fig. 255). Forsøget vil give et negativt resultat: uanset hvordan vi ændrer feltets magnetiske induktion, vil vi ikke detektere en induktionsstrøm i spolekredsløbet.
Ris. 254. En induceret strøm opstår i en spole, når den magnetiske induktion ændres, hvis dens vindingsplan er vinkelret på de magnetiske feltlinjer: a) spolen i solenoidfeltet; b) en spole i feltet af en elektromagnet. Magnetisk induktion ændres, når kontakten lukkes og åbnes, eller når strømmen i kredsløbet ændres
Ris. 255. Induktionsstrøm opstår ikke, hvis spolens drejninger er parallelt med magnetfeltlinjerne
Den anden serie af eksperimenter: ændring af positionen af en spole placeret i et konstant magnetfelt.
Lad os placere spolen inde i solenoiden, hvor magnetfeltet er ensartet, og hurtigt dreje den gennem en bestemt vinkel omkring en akse vinkelret på feltets retning (fig. 256). Ved enhver sådan rotation detekterer galvanometeret forbundet med spolen en induceret strøm, hvis retning afhænger af spolens begyndelsesposition og af rotationsretningen. Når spolen roterer 360° fuldstændigt, ændres retningen af induktionsstrømmen to gange: hver gang spolen passerer en position, hvor dens plan er vinkelret på retningen af magnetfeltet. Selvfølgelig, hvis du roterer spolen meget hurtigt, vil den inducerede strøm ændre sin retning så ofte, at nålen på et konventionelt galvanometer ikke vil have tid til at følge disse ændringer, og en anden, mere "lydig" enhed vil være nødvendig.
Ris. 256. Når en spole roterer i et magnetfelt, opstår der en induceret strøm i den
Hvis spolen imidlertid bevæges, så den ikke roterer i forhold til feltets retning, men kun bevæger sig parallelt med sig selv i en hvilken som helst retning langs feltet, på tværs af det eller i en hvilken som helst vinkel i forhold til feltets retning, så der vil ikke opstå induceret strøm. Lad os understrege endnu en gang: eksperimentet med at flytte spolen udføres i et ensartet felt (for eksempel inde i en lang solenoide eller i jordens magnetfelt). Hvis feltet er uensartet (for eksempel nær polen på en magnet eller elektromagnet), kan enhver bevægelse af spolen ledsages af udseendet af en induktionsstrøm, med undtagelse af et tilfælde: induktionsstrømmen ikke opstår, hvis spolen bevæger sig på en sådan måde, at dens plan forbliver parallel med feltets retning hele tiden (dvs. der går ingen magnetiske feltlinjer gennem spolen).
Den tredje serie af eksperimenter: ændring af arealet af et kredsløb placeret i et konstant magnetfelt.
Et lignende eksperiment kan udføres i henhold til følgende skema (fig. 257). I et magnetfelt, for eksempel mellem polerne på en stor elektromagnet, placerer vi et kredsløb lavet af fleksibel ledning. Lad konturen først have form som en cirkel (fig. 257a). Med en hurtig bevægelse af hånden kan du stramme konturen til en smal løkke og dermed reducere det areal, den dækker betydeligt (fig. 257, b). Galvanometeret vil vise forekomsten af en induktionsstrøm.
Ris. 257. En induceret strøm opstår i en spole, hvis området af dets kredsløb, der er placeret i et konstant magnetfelt og placeret vinkelret på magnetfeltlinjerne, ændres (magnetfeltet er rettet væk fra observatøren)
Det er endnu mere bekvemt at udføre et eksperiment med at ændre konturområdet i henhold til skemaet vist i fig. 258. I et magnetfelt er der et kredsløb, hvis ene sider (i fig. 258) er gjort bevægelig. Hver gang den bevæger sig, registrerer galvanometeret forekomsten af en induktionsstrøm i kredsløbet. Desuden, når man bevæger sig til venstre (stigende område), har induktionsstrømmen en retning, og når man bevæger sig til højre (faldende område) - i den modsatte retning. Men selv i dette tilfælde producerer ændring af kredsløbets område ikke nogen induceret strøm, hvis kredsløbets plan er parallelt med magnetfeltets retning.
Ris. 258. Når stangen bevæger sig, og som et resultat ændres området af kredsløbet i et magnetfelt, opstår der en strøm i kredsløbet.
Ved at sammenligne alle de beskrevne forsøg kan vi formulere betingelserne for forekomsten af en induceret strøm i en generel form. I alle de betragtede tilfælde havde vi et kredsløb placeret i et magnetfelt, og kredsløbets plan kunne lave en eller anden vinkel med retningen af magnetisk induktion. Lad os betegne området begrænset af konturen af , feltets magnetiske induktion af , og vinklen mellem retningen af den magnetiske induktion og konturens plan ved . I dette tilfælde vil komponenten af magnetisk induktion vinkelret på kredsløbets plan være lige stor (fig. 259)
Ris. 259. Dekomponering af magnetisk induktion til en komponent vinkelret på induktionssløjfens plan og en komponent parallel med dette plan
Vi vil kalde produktet fluxen af magnetisk induktion, eller kort sagt den magnetiske flux gennem kredsløbet; Vi vil angive denne mængde med bogstavet. Dermed,
. (138.1) gennem denne kontur forbliver uændret. Så:
Når der er en ændring i den magnetiske flux gennem et ledende kredsløb, opstår der en elektrisk strøm i dette kredsløb.
Dette er en af de vigtigste naturlove - loven om elektromagnetisk induktion, opdaget af Faraday i 1831.
138.1. Spoler I og II er placeret inden i hinanden (fig. 260). Det første kredsløb indeholder et batteri, det andet kredsløb indeholder et galvanometer. Hvis en jernstang skubbes ind eller ud af den første spole, vil galvanometeret registrere forekomsten af en induktionsstrøm i den anden spole. Forklar denne oplevelse.
Ris. 260. For øvelse 138,1
138.2. Trådrammen roterer i et ensartet magnetfelt omkring en akse parallelt med den magnetiske induktion. Vil der opstå en induceret strøm i den?
138.3. gør e. d.s. induktion i enderne af stålakslen på en bil, når den bevæger sig? I hvilken retning bevæger bilen sig? d.s. størst og på hvilket tidspunkt er det mindst? Kommer det an på? d.s. induktion fra bilens hastighed?
138.4. Bilchassiset danner sammen med sine to aksler et lukket ledende kredsløb. Induceres der strøm i den, når bilen bevæger sig? Hvordan kan svaret på dette problem forenes med resultaterne af opgave 138.3?
138.5. Hvorfor forårsagede lynnedslag nogle gange skader på følsomme elektriske måleinstrumenter flere meter fra nedslagspunktet og smeltede sikringer i lysnettet?