Selles õppetükis õpime, kuidas ja kes avastas eneseinduktsiooni nähtuse, kaalume kogemust, millega me seda nähtust demonstreerime, ja teeme kindlaks, et iseinduktsioon on elektromagnetilise induktsiooni erijuht. Tunni lõpus tutvustame füüsikalist suurust, mis näitab iseinduktiivse emfi sõltuvust juhi suurusest ja kujust ning keskkonnast, milles juht asub, st induktiivsusest.
Henry leiutas ribavasest valmistatud lamedad poolid, mille abil saavutas jõuefektid, mis olid tugevamad kui traatsolenoidide kasutamisel. Teadlane märkas, et kui vooluringis on võimas mähis, saavutab vool selles vooluringis oma maksimaalse väärtuse palju aeglasemalt kui ilma mähiseta.
Riis. 2. D. Henry eksperimentaalse seadistuse skeem
Joonisel fig. Joonisel 2 on näidatud eksperimentaalse seadistuse elektriskeem, mille põhjal saab demonstreerida iseinduktsiooni nähtust. Elektriahel koosneb kahest paralleelselt ühendatud lambipirnist, mis on lüliti kaudu ühendatud alalisvooluallikaga. Ühe lambipirniga on järjestikku ühendatud mähis. Pärast vooluringi sulgemist on näha, et mähisega järjestikku ühendatud lambipirn süttib aeglasemalt kui teine pirn (joonis 3).
Riis. 3. Lambipirnide erinev hõõgumine vooluringi sisselülitamise hetkel
Kui allikas on välja lülitatud, kustub mähisega järjestikku ühendatud pirn aeglasemalt kui teine pirn.
Miks tuled samal ajal ei kustu?
Kui lüliti on suletud (joonis 4), suureneb iseinduktsiooni emf esinemise tõttu vool mähisega lambipirnis aeglasemalt, mistõttu see pirn süttib aeglasemalt.
Riis. 4. Võtme sulgemine
Lüliti avamisel (joonis 5) takistab tekkiv iseinduktsiooni EMF voolu vähenemist. Seetõttu jätkub vool mõnda aega edasi. Voolu olemasoluks on vaja suletud vooluringi. Ahelas on selline ahel, see sisaldab mõlemat lambipirni. Seetõttu peaksid vooluringi avamisel lambipirnid mõnda aega samamoodi põlema ja täheldatud viivituse põhjuseks võivad olla muud põhjused.
Riis. 5. Võtme avamine
Vaatleme selles vooluringis toimuvaid protsesse, kui võti on suletud ja avatud.
1. Võtme sulgemine.
Ahelas on voolu juhtiv mähis. Laske voolul selles pöördes voolata vastupäeva. Seejärel on magnetväli suunatud ülespoole (joonis 6).
Seega satub mähis oma magnetvälja ruumi. Kui vool suureneb, satub mähis oma voolu muutuva magnetvälja ruumi. Kui vool suureneb, siis suureneb ka selle voolu tekitatav magnetvoog. Nagu teada, tekib vooluringi tasapinnale tungiva magnetvoo suurenemisega selles ahelas induktsiooni elektromotoorjõud ja selle tagajärjel induktsioonivool. Lenzi reegli kohaselt suunatakse see vool nii, et selle magnetväli takistab vooluringi tasapinnale tungiva magnetvoo muutumist.
See tähendab, et joonisel fig. 6 pööret, tuleb induktsioonivool suunata päripäeva (joonis 7), vältides sellega pöörde enda voolu suurenemist. Järelikult, kui võti on suletud, ei suurene vooluahelas vool hetkega, kuna selles ahelas ilmub pidurdusinduktsioonvool, mis on suunatud vastupidises suunas.
2. Võtme avamine
Lüliti avamisel väheneb voolutugevus vooluringis, mis viib mähise tasapinda läbiva magnetvoo vähenemiseni. Magnetvoo vähenemine põhjustab indutseeritud emf ja indutseeritud voolu ilmnemist. Sel juhul on indutseeritud vool suunatud pooli enda vooluga samas suunas. See toob kaasa sisevoolu aeglasema vähenemise.
Järeldus: kui voolutugevus juhis muutub, tekib samas juhis elektromagnetiline induktsioon, mis tekitab indutseeritud voolu, mis on suunatud nii, et see takistaks enda voolu muutumist juhis (joonis 8). See on eneseinduktsiooni fenomeni olemus. Iseinduktsioon on elektromagnetilise induktsiooni erijuht.
Riis. 8. Ahela sisse- ja väljalülitamise hetk
Valem vooluga sirge juhi magnetilise induktsiooni leidmiseks:
kus on magnetinduktsioon; - magnetkonstant; - voolutugevus; - kaugus juhist punktini.
Magnetilise induktsiooni voog läbi ala on võrdne:
kus on pindala, mille magnetvoog läbistab.
Seega on magnetinduktsiooni voog võrdeline juhis oleva voolu suurusega.
Mähise puhul, mille keerdude arv ja pikkus on, määratakse magnetvälja induktsioon järgmise seosega:
Pöörete arvuga mähise tekitatud magnetvoog N, on võrdne:
Asendades selle avaldise magnetvälja induktsiooni valemi, saame:
Pöörete arvu ja mähise pikkuse suhet tähistatakse numbriga:
Saame magnetvoo lõpliku avaldise:
Saadud seosest on selge, et voo väärtus sõltub praegusest väärtusest ja pooli geomeetriast (raadius, pikkus, keerdude arv). Väärtust, mis võrdub väärtusega, nimetatakse induktiivsuseks:
Induktiivsuse ühik on henry:
Seetõttu on mähises oleva voolu poolt põhjustatud magnetinduktsiooni voog:
Võttes arvesse indutseeritud emf valemit, leiame, et iseinduktsiooni emf on võrdne voolu ja induktiivsuse muutumise kiiruse korrutisega, mis on võetud märgiga "-":
Eneseinduktsioon- see on elektromagnetilise induktsiooni nähtus juhis, kui seda juhti läbiva voolu tugevus muutub.
Eneseinduktsiooni elektromotoorjõud on otseselt võrdeline juhti läbiva voolu muutumise kiirusega, mis on võetud miinusmärgiga. Proportsionaalsustegurit nimetatakse induktiivsus, mis sõltub juhi geomeetrilistest parameetritest.
Juhi induktiivsus on võrdne 1 H, kui juhis oleva voolu muutumise kiirusel 1 A sekundis tekib selles juhis iseinduktiivne elektromotoorjõud, mis võrdub 1 V.
Inimesed puutuvad iga päev kokku eneseinduktsiooni nähtusega. Iga kord, kui valgust sisse või välja lülitame, sulgeme või avame vooluringi, tekitades seeläbi induktsioonivoolu. Mõnikord võivad need voolud jõuda nii kõrgetele väärtustele, et lüliti sees hüppab säde, mida me näeme.
Bibliograafia
- Myakishev G.Ya. Füüsika: õpik. 11. klassi jaoks Üldharidus institutsioonid. - M.: Haridus, 2010.
- Kasjanov V.A. Füüsika. 11. klass: Hariduslik. üldhariduse jaoks institutsioonid. - M.: Bustard, 2005.
- Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Füüsika 11. - M.: Mnemosyne.
- Interneti-portaal Myshared.ru ().
- Interneti-portaal Physics.ru ().
- Internetiportaal Festival.1september.ru ().
Kodutöö
- Küsimused lõike 15 lõpus (lk 45) – Myakishev G.Ya. Füüsika 11 (vt soovitatavate näitude loendit)
- Millise juhi induktiivsus on 1 Henry?
Eneseinduktsiooni fenomen.
E.m.f. eneseinduktsioon.
Magnetvälja energia.
Sihtmärk:
Hariduslik:
1. Tagage tunnis assimilatsioon (kordamine, kinnistamine) ja õppimine
järgmised põhimõisted, seadused, teooriad, teaduslikud faktid: mis on
eneseinduktsioon, e.m.f. eneseinduktsioon, magnetvälja energia leidmine, graafik
magnetvoo sõltuvus voolutugevusest.
2. Kontrolli teadmiste omandamise astet.
Hariduslik:
1.
2. Uurige seisukohta, põhimõtteid.
Arengu eesmärgid:
1.
Maailma ja selle mustrite tunnetus
Arendada õpilastes oskust tuua õpitu juures esile peamised, olulised asjad
materjali, võrrelda, üldistada, loogiliselt väljendada oma mõtteid.
2. Arendada oskust omandatud teadmisi ja kutseoskusi analüüsida.
Tunniplaan.
1. Eneseinduktsiooni nähtus. Eneseinduktsiooni definitsioon. E.m.f. eneseinduktsioon.
2. Magnetvälja energia. Magnetvoo ja voolu graafik.
Eneseinduktsioon
1. Eneseinduktsioon
R
Mõelge vooluringile, mis koosneb akust, reostaadist R, induktiivpoolist L,
galvanomeeter G ja võti K.
Kui ahel on suletud, voolab läbi galvanomeetri G ja induktiivpooli L
elektrit. Hetkel vooluring avaneb, galvanomeetri nõel järsult
kaldub vastupidises suunas. See juhtub seetõttu, et kui vooluahel avaneb
Magnetvoog mähises väheneb, põhjustades nt. d.s. eneseinduktsioon. Praegune
eneseinduktsioon
, kooskõlas Lenzi seadusega, hoiab ära vähenemise
cI
magnetvoog, st see on suunatud mähisesse samamoodi nagu vähenev vool
2I
vool läbib täielikult galvanomeetrit; kuid selle suund on vastupidine
suunas
. Selle tulemusena ahelas indutseeritud voolu ilmnemise nähtus
. See
1I
voolu muutusi selles vooluringis nimetatakse eneseks
induktsiooni teel.
Eneseinduktsioon on elektromagnetilise induktsiooni nähtuste erijuht.
Uurime, millest e sõltub. d.s. eneseinduktsioon. Induktsioon B on proportsionaalne
vool mähises, seega ka mähises tekkiv magnetvoog
võrdeline vooluga:
Ф=LI.
Proportsionaalsuskoefitsienti L nimetatakse ahela induktiivsuseks.
Kui muudate oma; magnetvoog vooluringis, vastavalt seadusele
elektromagnetiline induktsioon, nt. d.s. eneseinduktsioon
si
F
t
Asendamine väljendiga
valem Ф=LI, leiame; et e. d.s.
si
F
t
iseinduktsioon on võrdeline voolu muutumise kiirusega:
si
L
I
t
2. Magnetvälja energia
Praegune magnetvälja energia
Mõelge vooluringile
, mis koosneb akust B, takistist
R, solenoid L, võti K. Kui võti on asendis 1, siis läbi solenoidi
voolu I0 konstantse väärtuse ja suunaga. Igasugune elektrivool
alati ümbritsetud magnetväljaga. Tekib küsimus: kus on meie oma
vooluenergia - juhtmete sees, mida mööda nad triivivad või magnetväljas, s.t. V
hoovuste ümbritsev keskkond? Sellele küsimusele vastamiseks mõelge, mis juhtub
tekivad, kui võti avatakse ja liigutatakse asendisse 2. Sel juhul pärast
takisti R voolab mõnda aega, väheneb vooluni nullini, säilitatakse
tekkiv iseinduktsioonivool ja toimub magnetenergia muundamine
vooluväljad peamiselt molekulaarse soojusliikumise energiaks - kuumutamiseks
vastupanu. See tähendab, et magnetvälja energia vähenemist saab arvutada järgmiselt
selle voolu töö:
W = A. Kuna enda magnetvoog Ф = LI,
läbitungiv solenoid on võrdeline voolutugevusega, siis Ф sõltuvus I-st võib olla
kujutatud joonisel fig.
Alusega varjutatud kitsa riba ala
Ma sobin
põhitöö
A, mida teostab vool, kui selle väärtus muutub võrra
Voolu poolt sooritatud kogutöö A on võrdne elementaartööde summaga
A ja numbriliselt
I.
võrdub kolmnurga OAB pindalaga:
A
00IF
2
Võttes arvesse, et
, valem
F
0
LI
0
A
saab vormis ümber kirjutada
A
.
2
0LI
2
00IF
2
Selle töö tegemise käigus väheneb magnetvälja energia kuni
null (kuna vool väheneb väärtuselt nullini). Kuna neid pole
elektriahelat ümbritsevates kehades muutusi ei toimu, on järgmine järeldus:
Magnetväli on energia kandja.
Seega on voolu omaenergia võrdne magnetvälja energiaga:
2LI
2
kehtib iga kontuuri puhul, see iseloomustab
Wm
Valem
Wm
2LI
2
voolu magnetvälja energia sõltuvus voolutugevusest ahelas ja selle induktiivsusest.
Enesetesti küsimused.
1. Kirjeldage vooluringi, milles emf esineb. eneseinduktsioon.
2. Mida nimetatakse eneseinduktsiooniks?
3. Iseloomusta magnetvälja energia vähenemise suhet
praegune töö.
4. Koostage töögraafik ja kirjeldage seda.
5. Reprodutseerige magnetvälja energia leidmise valem, esitage see
omadused.
Enesetesti ülesanded.
1) Määrake emf. iseinduktsioon, kui voolu muutus on 4,2 A,
aja muutus on 40 ms ja ahela induktiivsus on 0,37 H.
(Vastus: E.m.f.=38,85 V)
2) Määrake vooluahela induktiivsus, kui on teada, et voolu muutus
on 5,4 A, ajamuutus on 57 ms ja e.m.f. iseinduktsioon on 27 V.
(Vastus: L=0,285 Hn)
3) Tehke kindlaks, millega võrdub magnetvälja energia, kui ahela induktiivsus
on võrdne 0,74 H ja vool on 25 A.
(Vastus:
J)
25,231mW
Kirjandus
Dmitrieva V.F. Füüsika: õpik. käsiraamat tehnikakoolidele./ Toim. V.L. Prokofjev,
– 4. väljaanne, kustutatud. – M.: Kõrgem. kool, 2001. – 415 lk.: ill. ISBN 5060036685
Tunni eesmärk: kujundada idee, et voolu muutus juhis tekitab keerislaine, mis võib liikuvaid elektrone kas kiirendada või aeglustada.
Tundide ajal
Kodutööde kontrollimine individuaalse küsitluse abil
1. Saada valem magnetväljas liikuva juhi induktsiooni elektromotoorjõu arvutamiseks.
2. Tuletage valem induktsiooni elektromotoorjõu arvutamiseks elektromagnetilise induktsiooni seaduse alusel.
3. Kus kasutatakse elektrodünaamilist mikrofoni ja kuidas see on konstrueeritud?
4. Ülesanne. Traadipooli takistus on 0,03 oomi. Magnetvoog väheneb pooli sees 12 mWb võrra. Milline elektrilaeng läbib pooli ristlõike?
Lahendus. ξi=ΔФ/Δt; ξi= Iiʹ·R; Ii = Δq/Δt; ΔФ/Δt = Δq R/Δt; Δq = ΔФΔt/ RΔt; Δq = ΔФ/R;
Uue materjali õppimine
1. Eneseinduktsioon.
Kui vahelduvvool voolab läbi juhi, tekitab see samas juhis indutseeritud emfi - see on nähtus
Eneseinduktsioon. Juhtival ahel on kahekordne roll: vool voolab läbi selle ja selle voolu toimel tekib selles indutseeritud emf.
Lenzi reegli alusel; voolu suurenemisel on keerise elektrivälja tugevus suunatud voolu vastu, s.o. takistab selle suurenemist.
Kui vool väheneb, hoiab keeriseväli seda.
Vaatame diagrammi, mis näitab, et voolutugevus jõuab teatud piirini
väärtust järk-järgult, aja jooksul.
Katsete demonstreerimine ahelatega. Kasutades esimest vooluringi, näitame, kuidas indutseeritud emf ilmub vooluringi sulgemisel.
Kui võti on suletud, süttib esimene lamp koheselt, teine viivitusega, mis on tingitud südamikuga mähise tekitatud suurest iseinduktsioonist.
Kasutades teist vooluringi, demonstreerime indutseeritud emf-i ilmumist vooluringi avamisel.
Avamise hetkel liigub läbi ampermeetri vool, mis on suunatud algvoolu vastu.
Avamisel võib vool ületada esialgse vooluväärtuse. See tähendab, et iseinduktsiooni emf võib olla suurem kui vooluallika emf.
Tooge analoogia inertsi ja eneseinduktsiooni vahel
Induktiivsus.
Magnetvoog on võrdeline magnetilise induktsiooni ja voolutugevusega. F~B~I.
Ф= L I; kus L on voolu ja magnetvoo vaheline proportsionaalsustegur.
Seda koefitsienti nimetatakse sageli vooluahela induktiivsus või iseinduktsiooni koefitsient.
Kasutades induktiivsuse suurust, saab elektromagnetilise induktsiooni seaduse kirjutada järgmiselt:
ξis= – ΔФ/Δt = – L ΔI/Δt
Induktiivsus on füüsikaline suurus, mis on arvuliselt võrdne iseinduktiivse emf-ga, mis tekib vooluringis, kui vool muutub 1 A võrra 1 sekundi jooksul.
Induktiivsust mõõdetakse henry (H) 1 H = 1 V s/A
Iseinduktsiooni tähtsusest elektri- ja raadiotehnikas.
Järeldus: muutuva voolu läbimisel juhist tekib pöörislik elektriväli.
Pöörisväli aeglustab vabade elektronide liikumist, kui vool suureneb, ja säilitab selle, kui see väheneb.
Õpitud materjali koondamine.
– Kuidas seletada eneseinduktsiooni fenomeni?
– Tooge analoogia inertsi ja eneseinduktsiooni vahel.
– Mis on vooluringi induktiivsus, millistes ühikutes induktiivsust mõõdetakse?
- Ülesanne. Voolutugevusel 5 A ilmub ahelasse magnetvoog 0,5 mWb. Milline saab olema ahela induktiivsus?
Lahendus. ΔФ/Δt = – L ΔI/Δt; L = ΔФ/ΔI; L = 1 · 10-4H
Teeme õppetunni kokkuvõtte
Kodutöö: §15, rep. §13, nt. 2 nr 10
- Tunni eesmärk: sõnastada elektromagnetilise induktsiooni kvantitatiivne seadus; Õpilased peavad mõistma, mis on magnetinduktsioon emf ja mis on magnetvoog. Tunni edenemine Kodutööde kontrollimine...
- Tunni eesmärk: kujundada õpilastes ettekujutus takistuse olemasolust ainult vahelduvvooluahelas - need on mahtuvuslikud ja induktiivsed reaktantsid. Tunni edenemine Kodutööde kontrollimine...
- Tunni eesmärk: kujundada ettekujutus elektrivoolu energiast juhis ja voolu tekitatava magnetvälja energiast. Tunni edenemine Kodutööde kontrollimine testimise abil...
- Tunni eesmärk: tutvustada elektromotoorjõu mõistet; saada suletud ahela Ohmi seadus; luua õpilastes ettekujutus emf, pinge ja potentsiaalide erinevusest. Edenemine...
- Tunni eesmärk: kujundada õpilastes ettekujutus aktiivtakistusest vahelduvvooluahelas ning voolu ja pinge efektiivsest väärtusest. Tunni edenemine Kodutööde kontrollimine...
- Tunni eesmärk: kujundada arusaam, et indutseeritud emf võib esineda kas muutuvas magnetväljas paiknevas statsionaarses juhis või liikuvas juhis, mis asub konstantses...
- Tunni eesmärk: selgitada välja, kuidas toimus elektromagnetilise induktsiooni avastamine; moodustavad elektromagnetilise induktsiooni kontseptsiooni, mis on Faraday avastuse tähtsus tänapäevasele elektrotehnikale. Tunni käik 1. Testi analüüs...
- Tunni eesmärk: kaaluda trafode ehitust ja tööpõhimõtet; esitage tõendeid selle kohta, et elektrivool poleks kunagi olnud nii laialdaselt kasutusel, kui korraga...
- Tunni eesmärk: selgitada välja, mis põhjustab indutseeritud emfi pidevasse magnetvälja asetatud liikuvates juhtides; viia õpilased järeldusele, et süüdistustele mõjub jõud...
- Tunni eesmärk: õpilaste õpitava teema omastamise kontroll, loogilise mõtlemise arendamine, arvutusoskuste parandamine. Tunni käik Õpilaste organiseerimine testi sooritamiseks Variant 1 nr 1. Fenomen...
- Tunni eesmärk: kujundada õpilastes ettekujutus elektri- ja magnetväljast kui ühtsest tervikust - elektromagnetväljast. Tunni edenemine Kodutööde kontrollimine testimise abil...
- Tunni eesmärk: panna proovile õpilaste teadmised õpitud teemal, täiendada nende oskusi erinevat tüüpi probleemide lahendamisel. Tunni käik Kodutööde kontrollimine Õpilaste vastuste kontrollimine kodus ettevalmistatu põhjal...
- Tunni eesmärk: korrata ja kokku võtta teadmisi käsitletava teema kohta; parandada loogilise mõtlemise, üldistamise, kvalitatiivsete ja arvutusülesannete lahendamise oskust. Tunni käik Kodutööde kontrollimine 1....
- Tunni eesmärk: tõestada õpilastele, et vabadel elektromagnetvõnkumistel vooluringis puudub praktiline rakendus; kasutatakse pidevaid sundvõnkumisi, millel on praktikas lai rakendus. Edenemine...
- Tunni eesmärk: kujundada magnetinduktsiooni mooduli ja Amperjõu mõiste; suutma lahendada ülesandeid nende koguste määramiseks. Tunni käik Kodutööde kontrollimine individuaalmeetodil...
Kui voolutugevus ahelas muutub, siis muutub selle voolu magnetväli ja vooluringi tungiv enda magnetvoog. Kui voolutugevus ahelas muutub, siis muutub selle voolu magnetväli ja vooluringi tungiv enda magnetvoog. Ahelas tekib indutseeritud emf, mis Lenzi reegli kohaselt takistab voolutugevuse muutumist vooluringis. Ahelas tekib indutseeritud emf, mis Lenzi reegli kohaselt takistab voolutugevuse muutumist vooluringis.
ISEINDUKTSIOON Eneseinduktsioon on nähtus, mille käigus tekib ahelas indutseeritud emf, kui elektrivool muutub samas vooluringis. Iseinduktsioon on nähtus, kus ahelas tekib indutseeritud emf, kui elektrivool muutub samas vooluringis. Iseinduktsioon on elektromagnetilise induktsiooni oluline erijuhtum. Iseinduktsioon on elektromagnetilise induktsiooni oluline erijuhtum.
INDUKTantsus Vooluga vooluringi või pooli tungiv isemagnetvoog Φ on võrdeline voolutugevusega I. Vooluga vooluringi või pooli läbiv isemagnetvoog Φ on võrdeline voolutugevusega I. Proportsionaalsuskoefitsient L nimetatakse selles valemis iseinduktsiooni koefitsiendiks või pooli induktiivsuseks.
INDUKTANTSUS Induktiivsuse SI ühikut nimetatakse henryks (H). Induktiivsuse SI ühikut nimetatakse henryks (H). Ahela või pooli induktiivsus on 1 H, kui alalisvoolul 1 A on tema enda voog 1 Wb. Ahela või pooli induktiivsus on 1 H, kui alalisvoolul 1 A on tema enda voog 1 Wb. 1 H = 1 Wb / 1 A
ISEINDUKTSIOON Konstantse induktiivsusega mähises esinev iseinduktsiooni emf on võrdne konstantse induktiivsusega mähises esineva iseinduktsiooni emf-iga, mis on võrdne iseinduktsiooni emf-iga, mis on otseselt võrdeline pooli induktiivsus ja voolu muutumise kiirus selles. Iseinduktsiooni emf on otseselt võrdeline mähise induktiivsusega ja selles oleva voolu muutumise kiirusega.
Magnetenergia. Kui võti on avatud, vilgub tuli eredalt. Kui võti on avatud, vilgub tuli eredalt. Voolu vooluringis tekib iseinduktsiooni emf mõjul. Elektriahelas vabaneva energia allikaks on pooli magnetväli.
Magnetenergia. Energia jäävuse seadusest järeldub, et kogu mähisesse salvestatud energia vabaneb džauli soojuse kujul. Kui tähistame ahela kogutakistust R-ga, siis eraldub aja jooksul Δt teatud hulk soojust Energia jäävuse seadusest järeldub, et kogu mähisesse salvestatud energia vabaneb džauli kujul. soojust. Kui tähistame ahela kogutakistust R-ga, siis aja jooksul Δt eraldub soojushulk ΔQ = I 2 RΔt
Magnetenergia. Joonistame magnetvoo Φ(I) sõltuvuse voolust I. Joonistame magnetvoo Φ(I) sõltuvuse voolust I. Vabanenud soojuse koguhulk, mis on võrdne magnetvälja energia algreserviga , määratakse kolmnurga pindala järgi. ФI/2
Tunni eesmärk : kujundada idee, et voolu muutus juhis tekitab keerise, mis võib liikuvaid elektrone kas kiirendada või aeglustada.
Tundide ajal
Kodutööde kontrollimine individuaalse küsitluse abil
1. Saada valem magnetväljas liikuva juhi induktsiooni elektromotoorjõu arvutamiseks.
2. Tuletage valem induktsiooni elektromotoorjõu arvutamiseks elektromagnetilise induktsiooni seaduse alusel.
3. Kus kasutatakse elektrodünaamilist mikrofoni ja kuidas see on konstrueeritud?
4. Ülesanne. Traadipooli takistus on 0,03 oomi. Magnetvoog väheneb pooli sees 12 mWb võrra. Milline elektrilaeng läbib pooli ristlõike?
Lahendus. ξi=ΔФ/Δt; ξi= Iiʹ·R; Ii = Δq/Δt; ΔФ/Δt = Δq R/Δt; Δq = ΔФΔt/ RΔt; Δq = ΔФ/R;
Δq = 400 mC
Uue materjali õppimine
1. Eneseinduktsioon.
Kui vahelduvvool voolab läbi juhi, siis tekitab see samas juhis indutseeritud emfi - see on iseinduktsiooni nähtus. Juhtival ahel on kahekordne roll: vool voolab läbi selle ja selle voolu toimel tekib selles indutseeritud emf.
Lenzi reegli alusel; voolu suurenemisel on keerise elektrivälja tugevus suunatud voolu vastu, s.o. takistab selle suurenemist.
Kui vool väheneb, hoiab keeriseväli seda.
Vaatame diagrammi, mis näitab, et voolutugevus jõuab teatud piirini
väärtust järk-järgult, aja jooksul.
L L2 R A
Katsete demonstreerimine ahelatega. Kasutades esimest vooluringi, näitame, kuidas indutseeritud emf ilmub vooluringi sulgemisel.
Kui võti on suletud, süttib esimene lamp koheselt, teine viivitusega, mis on tingitud südamikuga mähise tekitatud suurest iseinduktiivsusest.
Kasutades teist vooluringi, demonstreerime indutseeritud emf-i ilmumist vooluringi avamisel.
Avamise hetkel läbib ampermeetrit algvoolule vastupidises suunas vool.
Avamisel võib vool ületada esialgse vooluväärtuse. See tähendab, et iseinduktsiooni emf võib olla suurem kui vooluallika emf.
Tooge analoogia inertsi ja eneseinduktsiooni vahel
Induktiivsus.
Magnetvoog on võrdeline magnetilise induktsiooni ja voolutugevusega. F~B~I.
Ф= L I; kus L on voolu ja magnetvoo vaheline proportsionaalsustegur.
Seda koefitsienti nimetatakse sageli vooluahela induktiivsus või iseinduktsiooni koefitsient.
Kasutades induktiivsuse suurust, saab elektromagnetilise induktsiooni seaduse kirjutada järgmiselt:
ξis= - ΔФ/Δt = - L ΔI/Δt
Induktiivsus on füüsikaline suurus, mis on arvuliselt võrdne iseinduktiivse emf-ga, mis tekib vooluringis, kui vool muutub 1 A võrra 1 sekundi jooksul.
Induktiivsust mõõdetakse henry (H) 1 H = 1 V s/A
Iseinduktsiooni tähtsusest elektri- ja raadiotehnikas.
Järeldus: muutuva voolu läbimisel juhist tekib pöörislik elektriväli.
Pöörisväli aeglustab vabade elektronide liikumist, kui vool suureneb, ja säilitab selle, kui see väheneb.
Õpitud materjali koondamine.
- Kuidas seletada eneseinduktsiooni fenomeni?
- Tooge analoogia inertsi ja eneseinduktsiooni vahel.
- Mis on ahela induktiivsus, millistes ühikutes induktiivsust mõõdetakse?
- Ülesanne. Voolutugevusel 5 A ilmub ahelasse magnetvoog 0,5 mWb. Milline saab olema ahela induktiivsus?
Lahendus. ΔФ/Δt = - L ΔI/Δt; L = ΔФ/ΔI; L = 1 · 10-4H
Teeme õppetunni kokkuvõtte
Kodutöö: §15, rep. §13, nt. 2 nr 10