Picha inaonyesha uwanja wa sumaku sare. Homogeneous ina maana sawa katika pointi zote katika kiasi fulani. Uso wenye eneo S huwekwa kwenye shamba Mistari ya shamba inakatiza uso.
Uamuzi wa flux magnetic:
Fluji ya sumaku Ф kupitia uso S ni idadi ya mistari ya vekta ya induction ya sumaku B inayopita kwenye uso wa S.
Fomula ya sumaku ya flux:
hapa α ni pembe kati ya mwelekeo wa vekta B ya induction ya sumaku na ya kawaida kwa uso S.
Kutoka kwa formula ya magnetic flux ni wazi kwamba kiwango cha juu flux ya magnetic itakuwa katika cos α = 1, na hii itatokea wakati vekta B inalingana na ya kawaida kwa uso S. Kiwango cha chini cha sumaku kitakuwa katika cos α = 0, hii itakuwa wakati vekta B ni sawa na ya kawaida kwa uso wa S. , kwa sababu katika kesi hii mistari ya vector B itakuwa slide pamoja na uso S bila kuvuka.
Na kwa mujibu wa ufafanuzi wa flux ya magnetic, mistari hiyo tu ya vector ya induction ya magnetic inazingatiwa ambayo inaingilia uso uliopewa.
Fluji ya sumaku hupimwa kwa webers (volt-sekunde): 1 wb = 1 v * s. Kwa kuongeza, Maxwell hutumiwa kupima flux magnetic: 1 wb = 10 8 μs. Ipasavyo, 1 μs = 10 -8 vb.
Fluji ya sumaku ni wingi wa scalar.
NISHATI YA UWANJA WA sumaku WA SASA
Karibu na conductor sasa-kubeba kuna shamba magnetic ambayo ina nishati. Inatoka wapi? Chanzo cha sasa kilichojumuishwa katika mzunguko wa umeme kina hifadhi ya nishati. Wakati wa kufunga mzunguko wa umeme, chanzo cha sasa kinatumia sehemu ya nishati yake ili kuondokana na athari ya emf ya kujitegemea inayojitokeza. Sehemu hii ya nishati, inayoitwa nishati ya sasa yenyewe, huenda kwenye uundaji wa shamba la magnetic. Nishati ya uwanja wa sumaku ni sawa na nishati ya asili ya sasa. Nishati ya sasa yenyewe ni nambari sawa na kazi ambayo chanzo cha sasa lazima kifanye ili kushinda Kujifanya emf kuunda sasa katika mzunguko.
Nishati ya uwanja wa sumaku iliyoundwa na sasa ni sawa sawa na mraba wa sasa. Nishati ya shamba la sumaku huenda wapi baada ya kuacha sasa? - inasimama (wakati mzunguko unafunguliwa na sasa kubwa ya kutosha, cheche au arc inaweza kutokea)
4.1. Sheria ya induction ya sumakuumeme. Kujiingiza. Inductance
Fomula za kimsingi
· Sheria induction ya sumakuumeme(Sheria ya Faraday):
,
(39)
iko wapi emf ya induction;
· Fluji ya sumaku iliyoundwa na mkondo wa mzunguko,
wapi inductance ya mzunguko ni nguvu ya sasa.
· Sheria ya Faraday inavyotumika katika kujitambulisha
· emf induction, ambayo hutokea wakati fremu inapozungushwa na mkondo wa sumaku,
wapi induction ya shamba la sumaku; ni eneo la sura ya mzunguko;
Uingizaji wa solenoid
,
(43)
ambapo ni upenyezaji wa sumaku; ni idadi ya zamu ya solenoid;
Nguvu ya sasa wakati wa kufungua mzunguko
ambapo sasa imara katika mzunguko ni inductance ya mzunguko ni wakati wa ufunguzi;
Nguvu ya sasa wakati wa kufunga mzunguko
.
(45)
Wakati wa kupumzika
Mifano ya kutatua matatizo
Mfano 1.
Sehemu ya sumaku inabadilika kulingana na sheria 
, wapi = 15 mT,. Coil inayofanya mviringo yenye radius = 20 cm imewekwa kwenye shamba la magnetic kwa pembe kwa mwelekeo wa shamba (wakati wa awali wa wakati). Pata emf iliyosababishwa inayotokea kwenye coil kwa wakati = 5 s.
Suluhisho
Kwa mujibu wa sheria ya induction ya sumakuumeme, emf inductive inayotokea katika coil ni , ambapo ni flux magnetic pamoja katika coil.
iko wapi eneo la zamu; ni pembe kati ya mwelekeo wa vekta ya induction ya sumaku na ya kawaida kwa contour :.
Hebu tubadilishe maadili ya nambari: = 15 mT, = 20 cm = = 0.2 m,.
Mahesabu toa 
.
|
Mfano 2 Katika uwanja wa magnetic sare na induction = 0.2 T, kuna sura ya mstatili, upande wa kusonga ambao, urefu = 0.2 m, huenda kwa kasi = 25 m / s perpendicular kwa mistari ya induction ya shamba (Mchoro 42). Amua emf iliyosababishwa inayotokea kwenye mzunguko. Suluhisho Wakati kondakta AB anaposonga kwenye uwanja wa sumaku, eneo la sura huongezeka, kwa hivyo, mtiririko wa sumaku kupitia sura huongezeka na emf inayosababishwa hufanyika. |
|
Kwa mujibu wa sheria ya Faraday, wapi, basi, lakini, kwa hiyo.
Ishara "-" inaonyesha kwamba emf iliyosababishwa na sasa iliyosababishwa iliyoelekezwa kinyume cha saa.
KUJICHUA
Kila kondakta kwa njia ambayo sasa ya umeme inapita ni katika uwanja wake wa magnetic.
Wakati nguvu ya sasa inabadilika katika kondakta, m.field inabadilika, i.e. flux ya magnetic iliyoundwa na mabadiliko haya ya sasa. Mabadiliko ya flux ya magnetic husababisha kuibuka kwa uwanja wa umeme wa vortex na emf iliyosababishwa inaonekana kwenye mzunguko. 
Jambo hili linaitwa kujiingiza kwa kujitegemea ni jambo la tukio la emf iliyosababishwa katika mzunguko wa umeme kutokana na mabadiliko ya nguvu ya sasa. Emf inayotokana inaitwa self-induced emf
Udhihirisho wa uzushi wa kujiingiza
Kufungwa kwa mzunguko 
Wakati kuna mzunguko mfupi katika mzunguko wa umeme, ongezeko la sasa, ambalo linasababisha ongezeko la magnetic flux katika coil, na uwanja wa umeme wa vortex inaonekana, unaoelekezwa dhidi ya sasa, i.e. Emf ya kujitegemea inatokea kwenye coil, kuzuia kuongezeka kwa sasa katika mzunguko (shamba la vortex huzuia elektroni). Matokeo yake L1 inawaka baadaye, kuliko L2.
Fungua mzunguko 
Wakati mzunguko wa umeme unafunguliwa, sasa hupungua, kupungua kwa flux katika coil hutokea, na shamba la umeme la vortex linaonekana, lililoelekezwa kwa sasa (kujaribu kudumisha nguvu sawa za sasa), i.e. Emf ya kujitegemea hutokea kwenye coil, kudumisha sasa katika mzunguko. Kama matokeo, L wakati imezimwa huangaza vyema. Hitimisho katika uhandisi wa umeme, jambo la kujitegemea linajitokeza wakati mzunguko umefungwa (sasa umeme huongezeka kwa hatua kwa hatua) na wakati mzunguko unafunguliwa (umeme wa sasa haupotee mara moja).
INDUCTANCE
Je, emf ya kujitegemea inategemea nini? Umeme wa sasa huunda shamba lake la sumaku. Fluji ya sumaku kupitia mzunguko ni sawia na induction ya uwanja wa sumaku (Ф ~ B), induction ni sawia na nguvu ya sasa katika kondakta (B ~ I), kwa hivyo flux ya sumaku inalingana na nguvu ya sasa (Ф ~ I. ) Emf ya kujitegemea inategemea kiwango cha mabadiliko ya sasa katika mzunguko wa umeme, juu ya mali ya conductor (ukubwa na sura) na juu ya upenyezaji wa magnetic wa kati ambayo conductor iko. Kiasi cha kimwili kinachoonyesha utegemezi wa emf ya kujiingiza kwenye ukubwa na sura ya kondakta na juu ya mazingira ambayo kondakta iko inaitwa mgawo wa kujitegemea au inductance. 
Inductance - kimwili. thamani kiidadi sawa na emf binafsi kufata ambayo hutokea katika mzunguko wakati mabadiliko ya sasa kwa 1 Ampere katika 1 sekunde. Inductance pia inaweza kuhesabiwa kwa kutumia formula:
ambapo Ф ni flux ya magnetic kupitia mzunguko, mimi ni nguvu ya sasa katika mzunguko.
Vitengo vya SI vya inductance:
Inductance ya coil inategemea: idadi ya zamu, ukubwa na sura ya coil na upenyezaji wa sumaku wa kati (ikiwezekana msingi).
EMF YA KUJIELEZA
Emf ya kujitegemea inazuia kuongezeka kwa sasa wakati mzunguko umegeuka na sasa kutoka kwa kupungua wakati mzunguko unafunguliwa.
Ili kuashiria sumaku ya dutu kwenye uwanja wa sumaku, hutumiwa wakati wa sumaku (P m ). Kiidadi ni sawa na torati ya mitambo inayopatikana na dutu kwenye uwanja wa sumaku na induction ya 1 Tesla.
Wakati wa sumaku wa kiasi cha kitengo cha dutu huitambulisha sumaku - I , imedhamiriwa na formula:
I=R m /V , (2.4)
Wapi V - kiasi cha dutu.
Usumaku katika mfumo wa SI hupimwa, kama ukubwa, ndani Gari, wingi wa vekta.
Mali ya magnetic ya vitu ni sifa unyeti wa sumaku ya volumetric - c O , wingi usio na kipimo.
Ikiwa mwili wowote umewekwa kwenye uwanja wa sumaku na induction KATIKA 0 , basi magnetization yake hutokea. Matokeo yake, mwili huunda shamba lake la magnetic na induction KATIKA " , ambayo inaingiliana na uwanja wa magnetizing.
Katika kesi hiyo, vector induction katika kati (NDANI) itaundwa na vekta:
B = B 0 + B " (alama ya vekta imeachwa), (2.5)
Wapi KATIKA " - kuingizwa kwa uwanja wa sumaku mwenyewe wa dutu ya sumaku.
Uingizaji wa uwanja wake umedhamiriwa na mali ya sumaku ya dutu, ambayo ina sifa ya unyeti wa sumaku ya volumetric - c O , usemi ufuatao ni kweli: KATIKA " = c O KATIKA 0 (2.6)
Gawanya kwa m 0 usemi (2.6):
KATIKA " /m O = c O KATIKA 0 /m 0
Tunapata: N " = c O N 0 , (2.7)
Lakini N " huamua sumaku ya dutu I , i.e. N " = I , kisha kutoka (2.7):
Mimi = c O N 0 . (2.8)
Kwa hivyo, ikiwa dutu iko kwenye uwanja wa sumaku wa nje na nguvu N 0 , basi induction ndani yake imedhamiriwa na usemi:
B=B 0 + B " = m 0 N 0 +m 0 N " = m 0 (N 0 +mimi)(2.9)
Usemi wa mwisho ni kweli kabisa wakati msingi (dutu) iko kabisa kwenye uwanja wa sumaku sare ya nje (torus iliyofungwa, solenoid ndefu isiyo na kikomo, n.k.).
Itakuwa jambo la busara kuzungumza juu ya mwakilishi mwingine wa vipengele vya redio vya passive - inductors. Lakini hadithi juu yao italazimika kuanza kutoka mbali, kukumbuka uwepo wa uwanja wa sumaku, kwa sababu ni uwanja wa sumaku unaozunguka na kupenya coils, na iko kwenye uwanja wa sumaku, mara nyingi hubadilishana, kwamba coils hufanya kazi. Kwa kifupi, haya ni makazi yao.
Sumaku kama mali ya jambo
Sumaku ni moja wapo mali muhimu zaidi vitu, pamoja na, kwa mfano, wingi au uwanja wa umeme. Matukio ya sumaku, kama umeme, yamejulikana kwa muda mrefu, lakini sayansi ya wakati huo haikuweza kuelezea kiini cha matukio haya. Jambo lisiloeleweka liliitwa "magnetism" baada ya jiji la Magnesia, ambalo hapo awali lilikuwa Asia Ndogo. Ilikuwa kutoka kwa madini yaliyochimbwa karibu kwamba sumaku za kudumu zilipatikana.
Lakini sumaku za kudumu hazivutii hasa ndani ya upeo wa makala hii. Kwa kuwa iliahidiwa kuzungumza juu ya inductors, basi tutazungumza, uwezekano mkubwa, kuhusu electromagnetism, kwa sababu ni mbali na siri kwamba hata karibu na waya na sasa kuna shamba la magnetic.
KATIKA hali ya kisasa Ni rahisi sana kusoma uzushi wa sumaku angalau katika kiwango cha awali. Ili kufanya hivyo, unahitaji kukusanya mzunguko rahisi wa umeme kutoka kwa betri na balbu ya mwanga kwa tochi. Unaweza kutumia dira ya kawaida kama kiashiria cha uwanja wa sumaku, mwelekeo wake na nguvu.
Uga wa sumaku wa DC
Kama unavyojua, dira inaonyesha mwelekeo kuelekea Kaskazini. Ikiwa waya zilizotajwa hapo juu ziko karibu mpango rahisi zaidi, na uwashe balbu ya mwanga, sindano ya dira itatoka kidogo kutoka kwa nafasi yake ya kawaida.
Kwa kuunganisha balbu nyingine ya mwanga kwa sambamba, unaweza mara mbili ya sasa katika mzunguko, na kusababisha angle ya mzunguko wa mshale kuongezeka kidogo. Hii inaonyesha kwamba uwanja wa magnetic wa waya unaobeba sasa umeongezeka. Ni kwa kanuni hii kwamba vyombo vya kupima pointer hufanya kazi.
Ikiwa polarity ya betri ni kinyume chake, basi sindano ya dira itageuka mwisho mwingine - mwelekeo wa shamba la magnetic katika waya pia umebadilika katika mwelekeo. Wakati mzunguko umezimwa, sindano ya dira itarudi kwenye nafasi yake ya haki. Hakuna sasa katika coil, na hakuna shamba la magnetic.
Katika majaribio haya yote, dira ina jukumu la sindano ya sumaku ya mtihani, kama vile utafiti wa uwanja wa umeme wa mara kwa mara unafanywa na malipo ya umeme ya mtihani.
Kulingana na majaribio hayo rahisi, tunaweza kuhitimisha kwamba magnetism huzaliwa kutokana na sasa ya umeme: nguvu hii ya sasa, nguvu ya mali ya magnetic ya kondakta. Je! shamba la sumaku la sumaku za kudumu linatoka wapi, kwani hakuna mtu aliyeunganisha betri na waya kwao?
Msingi utafiti wa kisayansi Imethibitishwa kuwa sumaku ya kudumu inategemea matukio ya umeme: kila elektroni iko katika uwanja wake wa umeme na ina msingi mali ya magnetic. Ni katika vitu vingi tu mali hizi hubadilishana, na kwa baadhi kwa sababu fulani huchanganyika kuwa sumaku moja kubwa.
Kwa kweli, kwa kweli kila kitu sio cha zamani na rahisi, lakini, kwa ujumla, hata sumaku za kudumu zina mali zao nzuri kwa sababu ya harakati. malipo ya umeme.
Wakoje? mistari ya sumaku?
Mistari ya sumaku inaweza kuonekana kwa macho. KATIKA uzoefu wa shule Katika masomo ya fizikia, kwa kusudi hili, filings za chuma hutiwa kwenye karatasi ya kadi, na sumaku ya kudumu imewekwa chini. Kwa kugonga kidogo kwenye karatasi ya kadibodi unaweza kufikia picha iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 1.
Picha 1.
Ni rahisi kuona kwamba magnetic mistari ya nguvu kuondoka Ncha ya Kaskazini na kuingia Ncha ya Kusini bila kupasuka. Bila shaka, tunaweza kusema kwamba ni kinyume chake, kutoka kusini hadi kaskazini, lakini ndivyo ilivyo, hivyo kutoka kaskazini hadi kusini. Kwa njia sawa na vile walivyokubali mara moja mwelekeo wa sasa kutoka kwa plus hadi minus.
Ikiwa badala yake sumaku ya kudumu Kupitisha waya na sasa kupitia kadibodi, kisha filings chuma itaonyesha, conductor, shamba magnetic. Uga huu wa sumaku unaonekana kama mistari ya mviringo iliyokolea.
Ili kusoma shamba la sumaku, unaweza kufanya bila machujo ya mbao. Inatosha kusogeza sindano ya sumaku ya majaribio karibu na kondakta inayobeba sasa ili kuona kwamba mistari ya sumaku ya nguvu ni miduara iliyokolea iliyofungwa. Ukihamisha mshale wa majaribio kwenye mwelekeo ambapo uwanja wa sumaku huipotosha, hakika utarudi kwenye hatua ile ile kutoka ulipoanza kusonga. Kama tu kuzunguka Dunia: ikiwa utaenda bila kugeuka popote, basi mapema au baadaye utakuja mahali pamoja.
Kielelezo cha 2.
Mwelekeo wa uwanja wa magnetic wa conductor sasa wa kubeba imedhamiriwa na utawala wa gimlet, chombo cha kuchimba mashimo kwenye kuni. Kila kitu ni rahisi sana hapa: gimlet lazima igeuzwe ili harakati yake ya mbele ifanane na mwelekeo wa sasa katika waya, basi mwelekeo wa mzunguko wa kushughulikia utaonyesha ambapo shamba la magnetic linaelekezwa.
Kielelezo cha 3.
"Sasa inatoka kwetu" - msalaba katikati ya duara ni manyoya ya mshale unaoruka zaidi ya ndege ya mchoro, na ambapo "Mkondo unakuja kwetu" unaonyesha ncha ya mshale unaoruka kutoka nyuma. ndege ya karatasi. Angalau, haya ni maelezo ya nukuu hizi zinazotolewa katika masomo ya fizikia shuleni.
Kielelezo cha 4.
Ikiwa tunatumia utawala wa gimlet kwa kila kondakta, basi baada ya kuamua mwelekeo wa shamba la magnetic katika kila conductor, tunaweza kusema kwa ujasiri kwamba waendeshaji wenye mwelekeo sawa wa sasa huvutia, na mashamba yao ya magnetic huongeza. Waendeshaji walio na mikondo ya mwelekeo tofauti huwafukuza kila mmoja, uwanja wao wa sumaku hulipwa.
Indukta
Ikiwa conductor ya sasa ya sasa inafanywa kwa namna ya pete (kugeuka), basi ina miti yake ya magnetic, kaskazini na kusini. Lakini shamba la sumaku la zamu moja kawaida ni ndogo. Mengi matokeo bora inaweza kupatikana kwa kupiga waya kwa namna ya coil. Sehemu hii inaitwa inductor au tu inductor. Kwa kesi hii mashamba ya sumaku zamu ya mtu binafsi huongeza, kuimarisha kila mmoja.
Kielelezo cha 5.
Mchoro wa 5 unaonyesha jinsi jumla ya mashamba ya magnetic ya coil yanaweza kupatikana. Inaonekana kwamba inawezekana kuweka nguvu kila zamu kutoka kwa chanzo chake, kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 5.2, lakini ni rahisi kuunganisha zamu katika mfululizo (tu upepo kwa waya moja).
Ni dhahiri kabisa kwamba kadiri coil inavyogeuka zaidi, ndivyo shamba lake la sumaku lina nguvu zaidi. Sehemu ya magnetic pia inategemea sasa kwa njia ya coil. Kwa hiyo, ni halali kabisa kukadiria uwezo wa coil kuunda shamba la magnetic kwa kuzidisha tu sasa kwa njia ya coil (A) kwa idadi ya zamu (W). Thamani hii inaitwa ampere - zamu.
Coil ya msingi
Sehemu ya magnetic iliyoundwa na coil inaweza kuongezeka kwa kiasi kikubwa ikiwa msingi wa nyenzo za ferromagnetic huingizwa ndani ya coil. Mchoro wa 6 unaonyesha jedwali lenye upenyezaji wa sumaku wa dutu mbalimbali.
Kwa mfano, chuma cha transfoma kitafanya uwanja wa sumaku kuwa na nguvu mara 7..7.5 elfu kuliko kutokuwepo kwa msingi. Kwa maneno mengine, ndani ya msingi uwanja wa sumaku utazunguka sindano ya sumaku mara 7000 na nguvu (hii inaweza kufikiria tu kiakili).
Kielelezo cha 6.
Juu ya meza ni vitu vya paramagnetic na diamagnetic. Upenyezaji wa sumaku µ unatolewa kuhusiana na utupu. Kwa hivyo, vitu vya paramagnetic huimarisha kidogo uwanja wa sumaku, na vitu vya diamagnetic hudhoofisha kidogo. Kwa ujumla, vitu hivi havina athari nyingi kwenye uwanja wa magnetic. Ingawa, kwa masafa ya juu, cores za shaba au alumini wakati mwingine hutumiwa kurekebisha mizunguko.
Chini ya meza ni vitu vya ferromagnetic ambavyo huongeza kwa kiasi kikubwa uwanja wa magnetic wa coil inayobeba sasa. Kwa mfano, msingi wa chuma cha transformer utafanya shamba la magnetic hasa mara 7500 kuwa na nguvu.
Jinsi na jinsi ya kupima shamba la sumaku
Wakati unahitaji vitengo kwa kipimo kiasi cha umeme, kisha tulichukua malipo ya elektroni kama kiwango. Kutoka kwa malipo ya elektroni, kitengo cha kweli na hata kinachoonekana kiliundwa - coulomb, na kwa msingi wake kila kitu kiligeuka kuwa rahisi: ampere, volt, ohm, joule, watt, farad.
Ni nini kinachoweza kuchukuliwa kama kianzio cha kupima uwanja wa sumaku? Ni shida sana kwa njia fulani kumfunga elektroni kwenye uwanja wa sumaku. Kwa hiyo, kitengo cha kipimo katika magnetism ni conductor ambayo inapita. D.C. kwa 1 A.
Tabia kuu kama hiyo ni mvutano (H). Inaonyesha nguvu ambayo uwanja wa sumaku hufanya kazi kwa kondakta wa jaribio lililotajwa hapo juu ikiwa hii itatokea katika utupu. Utupu umekusudiwa kuwatenga ushawishi wa mazingira, kwa hivyo tabia hii - mvutano inachukuliwa kuwa safi kabisa. Kitengo cha mvutano ni ampere kwa mita (a/m). Voltage hii inaonekana kwa umbali wa 16cm kutoka kwa kondakta anayebeba sasa ya 1A.
Nguvu ya shamba inaonyesha tu uwezo wa kinadharia shamba la sumaku. Uwezo halisi wa kutenda unaonyeshwa na thamani nyingine, induction magnetic (B). Yeye ndiye anayeonyesha nguvu halisi, ambayo uwanja wa sumaku hufanya juu ya kondakta na mkondo wa 1A.
Kielelezo cha 7.
Ikiwa sasa ya 1A inapita kwa conductor 1 m kwa muda mrefu, na inasukuma (kuvutia) kwa nguvu ya 1 N (102 G), basi wanasema kwamba thamani ya induction ya magnetic katika hatua fulani ni hasa 1 tesla.
Uingizaji wa sumaku ni wingi wa vekta, isipokuwa thamani ya nambari pia ina mwelekeo ambao daima unafanana na mwelekeo wa sindano ya magnetic ya mtihani katika uwanja wa magnetic chini ya utafiti.
Kielelezo cha 8.
Kitengo cha induction ya sumaku ni tesla (TL), ingawa katika mazoezi zaidi hutumiwa mara nyingi. kitengo kidogo Gauss: 1TL = 10,000Gs. Ni nyingi au kidogo? Sehemu ya sumaku karibu na sumaku yenye nguvu inaweza kufikia Tesla kadhaa, karibu na sindano ya dira ya sumaku isiyozidi 100 Gauss, uwanja wa sumaku wa Dunia karibu na uso ni takriban 0.01 Gauss na hata chini.
Vekta ya induction ya sumaku B ina sifa ya uwanja wa sumaku katika sehemu moja tu ya nafasi. Ili kutathmini athari za shamba la magnetic katika nafasi fulani, dhana nyingine inaletwa: flux magnetic (Φ).
Kimsingi, inawakilisha idadi ya mistari ya induction ya sumaku inayopita kupewa nafasi, kupitia eneo fulani: Φ=B*S*cosα. Picha hii inaweza kuwakilishwa kwa namna ya matone ya mvua: mstari mmoja ni tone moja (B), na wote pamoja ni flux magnetic Φ. Hii ndio jinsi mistari ya nguvu ya sumaku ya zamu ya mtu binafsi ya coil imeunganishwa kwenye flux ya kawaida.
Kielelezo cha 9.
Katika mfumo wa SI, kitengo cha flux magnetic ni Weber (Wb), flux vile hutokea wakati induction ya 1 Tesla vitendo kwenye eneo la 1 sq.m.
Fluji ya sumaku katika vifaa anuwai (motor, transfoma, nk), kama sheria, hupitia njia fulani, inayoitwa mzunguko wa sumaku au tu mzunguko wa sumaku. Ikiwa mzunguko wa magnetic imefungwa (msingi wa transformer ya pete), basi upinzani wake ni mdogo, flux ya magnetic hupita bila kuzuiwa na imejilimbikizia ndani ya msingi. Takwimu hapa chini inaonyesha mifano ya coil zilizo na mizunguko ya sumaku iliyofungwa na wazi.
Kielelezo cha 10.
Lakini msingi unaweza kukatwa na kipande kutolewa nje yake ili kuunda pengo la sumaku. Hii itaongeza upinzani wa jumla wa magnetic wa mzunguko, kwa hiyo kupunguza flux ya magnetic, na kwa ujumla induction katika msingi mzima itapungua. Ni sawa na soldering upinzani mkubwa katika mfululizo katika mzunguko wa umeme.
Kielelezo cha 11.
Ikiwa pengo linalosababishwa limezuiwa na kipande cha chuma, inageuka kuwa sehemu ya ziada yenye upinzani wa chini wa magnetic imeunganishwa sambamba na pengo, ambayo itarejesha flux ya magnetic iliyofadhaika. Hii ni sawa na shunt katika nyaya za umeme. Kwa njia, pia kuna sheria ya mzunguko wa magnetic, ambayo inaitwa sheria ya Ohm kwa mzunguko wa magnetic.
Kielelezo cha 12.
Sehemu kuu ya flux ya magnetic itapitia shunt magnetic. Ni jambo hili ambalo hutumiwa katika kurekodi magnetic ya ishara za sauti au video: safu ya ferromagnetic ya tepi inashughulikia pengo katika msingi wa vichwa vya magnetic, na flux nzima ya magnetic imefungwa kwa njia ya mkanda.
Mwelekeo wa flux ya magnetic iliyoundwa na coil inaweza kuamua kwa kutumia utawala mkono wa kulia: Ikiwa vidole vinne vilivyopanuliwa vinaonyesha mwelekeo wa sasa katika coil, basi kidole gumba itaonyesha mwelekeo wa mistari ya sumaku kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 13.
Kielelezo cha 13.
Inakubaliwa kwa ujumla kuwa mistari ya sumaku huondoka kwenye ncha ya kaskazini na kuingia kusini. Kwa hivyo kidole gumba kinaingia kwa kesi hii inaonyesha eneo la pole ya kusini. Unaweza kuangalia kama hii ni kweli tena kwa kutumia sindano ya dira.
Je! motor ya umeme inafanya kazije?
Inajulikana kuwa umeme unaweza kuunda mwanga na joto, kushiriki katika michakato ya electrochemical. Baada ya kuanzisha misingi ya magnetism, unaweza kuzungumza juu ya jinsi motors za umeme zinavyofanya kazi.
Motors za umeme zinaweza kuwa nyingi zaidi miundo tofauti, nguvu na kanuni ya uendeshaji: kwa mfano mara kwa mara na mkondo wa kubadilisha, stepper au mtoza. Lakini pamoja na aina zote za miundo, kanuni ya operesheni inategemea mwingiliano wa mashamba ya magnetic ya rotor na stator.
Ili kuzalisha mashamba haya ya magnetic, sasa hupitishwa kupitia vilima. Upepo mkubwa wa sasa na wa juu wa induction ya magnetic ya shamba la nje la magnetic, nguvu zaidi ya motor. Cores za sumaku hutumiwa kuimarisha uwanja huu, ndiyo sababu motors za umeme zina sehemu nyingi za chuma. Baadhi ya mifano ya magari ya DC hutumia sumaku za kudumu.
Kielelezo cha 14.
Hapa, mtu anaweza kusema, kila kitu ni wazi na rahisi: tulipitisha mkondo kupitia waya na tukapata shamba la sumaku. Kuingiliana na uwanja mwingine wa sumaku husababisha kondakta huyu kusonga na pia kufanya kazi ya mitambo.
Mwelekeo wa mzunguko unaweza kuamua na utawala wa kushoto. Ikiwa vidole vinne vilivyopanuliwa vinaonyesha mwelekeo wa sasa katika kondakta, na mistari ya sumaku huingia kwenye kiganja, basi kidole gumba kilichoinama kitaonyesha mwelekeo wa kondakta kusukumwa nje kwenye uwanja wa sumaku.
Ikiwa kuna uwanja wa umeme katika nafasi karibu na chaji za umeme zilizosimama, basi katika nafasi karibu na chaji za kusonga (pamoja na karibu na uwanja wa umeme unaotofautiana wakati, kama Maxwell alivyodhani hapo awali) kuna. Hii ni rahisi kuchunguza kwa majaribio.
Ni shukrani kwa shamba la sumaku ambalo mikondo ya umeme huingiliana na kila mmoja, pamoja na sumaku za kudumu na mikondo yenye sumaku. Ikilinganishwa na mwingiliano wa umeme, mwingiliano wa sumaku ina nguvu zaidi kwa kiasi kikubwa. Mwingiliano huu uliwahi kusomwa na André-Marie Ampère.
Katika fizikia, tabia ya shamba la sumaku ni B, na kubwa zaidi, nguvu ya shamba la sumaku. Uingizaji wa sumaku B ni wingi wa vekta, mwelekeo wake unaambatana na mwelekeo wa nguvu inayofanya kazi kwenye ncha ya kaskazini ya sindano ya kawaida ya sumaku iliyowekwa wakati fulani kwenye uwanja wa sumaku - uwanja wa sumaku utaelekeza sindano ya sumaku kwa mwelekeo wa vekta B. , yaani, katika mwelekeo wa shamba la magnetic.
Vector B katika kila hatua ya mstari wa induction ya sumaku inaelekezwa kwa tangentially kwake. Hiyo ni, induction B inaashiria athari ya nguvu ya uwanja wa sumaku kwenye sasa. Jukumu kama hilo linachezwa na nguvu E kwa uwanja wa umeme, ambayo inaashiria athari ya nguvu ya uwanja wa umeme kwenye malipo.
Jaribio rahisi zaidi la vichungi vya chuma hufanya iwezekanavyo kuonyesha wazi uzushi wa hatua ya uwanja wa sumaku kwenye kitu kilicho na sumaku, kwani katika uwanja wa sumaku wa mara kwa mara vipande vidogo vya ferromagnet (vipande vile ni filings za chuma) huwa, sumaku kando ya shamba. , sindano za sumaku, kama sindano ndogo za dira.
Ikiwa unachukua kondakta wa wima wa shaba, na kuipitisha kupitia shimo kwenye karatasi ya usawa (au plexiglass, au plywood), na kisha kumwaga vichungi vya chuma kwenye karatasi, na kuitingisha kidogo, na kisha kupitisha mkondo wa moja kwa moja kupitia conductor, ni rahisi kuona jinsi sawdust itajipanga kwa namna ya vortex katika miduara karibu na kondakta, katika ndege perpendicular kwa sasa ndani yake.
Miduara hii iliyotengenezwa kwa machujo ya mbao itakuwa picha ya mfano ya mistari ya induction ya sumaku B ya uwanja wa sumaku wa kondakta anayebeba sasa. Katikati ya miduara, katika jaribio hili, itakuwa iko katikati kabisa, kando ya mhimili wa kondakta na sasa.
Mwelekeo wa vectors ya induction ya magnetic B ya conductor ya sasa ya kubeba ni rahisi kuamua au kwa utawala wa screw sahihi: wakati mhimili wa screw unaendelea mbele katika mwelekeo wa sasa katika kondakta, mwelekeo wa mzunguko wa screw. au kushughulikia kwa gimlet (sisi screw ndani au nje screw) itaonyesha mwelekeo wa shamba magnetic kuzunguka sasa.
Kwa nini sheria ya gimlet inatumika? Kwa kuwa operesheni ya rota (iliyoonyeshwa katika nadharia ya shamba na kuoza) inayotumiwa katika milinganyo miwili ya Maxwell inaweza kuandikwa rasmi kama bidhaa ya vector(na mwendeshaji wa rada), na muhimu zaidi kwa sababu rotor shamba la vekta inaweza kufananishwa (inawakilisha mlinganisho) kasi ya angular mzunguko kioevu bora(kama Maxwell mwenyewe alivyofikiria), uwanja wa kasi wa mtiririko ambao unawakilisha uwanja uliopewa wa vector, mtu anaweza kutumia kwa rotor uundaji sawa wa sheria ambao unaelezewa kwa kasi ya angular.
Kwa hivyo, ikiwa unapotosha gimlet kwenye mwelekeo wa vortex ya shamba la vector, itakuwa screw katika mwelekeo wa vector ya rotor ya uwanja huu.
Kama unaweza kuona, tofauti na mistari ya mvutano uwanja wa umeme, ambayo ni wazi katika nafasi, mistari ya induction ya magnetic inayozunguka sasa ya umeme imefungwa. Ikiwa mistari mvutano wa umeme E kuanza na mashtaka chanya na kuishia kwenye mistari hasi, kisha mistari ya induction ya sumaku B imefungwa tu karibu na sasa inayowazalisha.
Sasa hebu tufanye majaribio magumu. Badala ya conductor moja kwa moja na sasa, fikiria coil na sasa. Tuseme ni rahisi kwetu kuweka contour kama hiyo kwa ndege ya mchoro, na ya sasa inaelekezwa kwetu upande wa kushoto, na mbali na sisi upande wa kulia. Ikiwa sasa unaweka dira na sindano ya magnetic ndani ya coil na sasa, basi sindano ya magnetic itaonyesha mwelekeo wa mistari ya induction magnetic - wataelekezwa kando ya mhimili wa coil.
Kwa nini? Kwa sababu pande tofauti kutoka kwa ndege ya coil itakuwa sawa na miti ya sindano ya magnetic. Mistari B inatoka wapi - hii ni ya kaskazini nguzo ya sumaku, ambayo ni pamoja na - Ncha ya Kusini. Hii ni rahisi kuelewa ikiwa kwanza unazingatia conductor na sasa na shamba lake la sumaku, na kisha tu roll conductor ndani ya pete.
Kuamua mwelekeo wa induction ya magnetic ya coil na sasa, wao pia kutumia utawala gimlet au sheria ya mkono wa kulia screw. Weka ncha ya gimlet katikati ya coil na uanze kuzunguka saa. Harakati ya mbele gimlet itafanana katika mwelekeo na vector ya induction ya magnetic B katikati ya coil.
Kwa wazi, mwelekeo wa uwanja wa magnetic wa sasa unahusiana na mwelekeo wa sasa katika kondakta, ikiwa ni conductor moja kwa moja au coil.
Inakubaliwa kwa ujumla kuwa upande wa coil au kugeuka na sasa ambayo mistari ya induction ya magnetic B inatoka (mwelekeo wa vector B ni nje) ni pole ya kaskazini ya magnetic, na ambapo mistari huingia (vector B inaelekezwa ndani. ) ni nguzo ya sumaku ya kusini.
Ikiwa wengi hugeuka na fomu ya sasa ya coil ndefu - solenoid (urefu wa coil ni mara nyingi zaidi kuliko kipenyo chake), basi uwanja wa magnetic ndani yake ni sare, yaani, mistari ya induction ya magnetic B ni sawa na kila mmoja na kuwa na wiani sawa kwa urefu wote wa coil. Kwa njia, uwanja wa sumaku wa sumaku ya kudumu ni sawa kutoka kwa nje hadi uwanja wa sumaku wa coil na sasa.
Kwa coil iliyo na I ya sasa, urefu l, na idadi ya zamu N, uingizaji wa sumaku katika utupu utakuwa sawa na:
Kwa hiyo, shamba la magnetic ndani ya coil na sasa ni sare, na inaongozwa kutoka kusini hadi pole ya kaskazini(ndani ya koili!) Uingizaji wa sumaku ndani ya koili ni sawia kwa ukubwa na idadi ya zamu za ampere kwa urefu wa kitengo cha koili inayobeba sasa.
Usumaku-umeme ni seti ya matukio yanayosababishwa na uunganisho wa mikondo ya umeme na mashamba ya sumaku. Wakati mwingine uhusiano huu husababisha athari zisizohitajika. Kwa mfano, mkondo wa mkondo kupitia nyaya za umeme kwenye meli husababisha kupotoka kwa dira ya meli bila lazima. Hata hivyo, mara nyingi umeme hutumiwa kwa makusudi kuunda mashamba ya sumaku yenye nguvu ya juu. Mfano ni sumaku-umeme. Tutazungumza juu yao leo.
na flux ya sumaku
Uzito wa uwanja wa sumaku unaweza kuamua na idadi ya mistari ya flux ya sumaku kwa kila eneo la kitengo. hutokea popote ambapo sasa ya umeme inapita, na flux magnetic katika hewa ni sawia na mwisho. Waya moja kwa moja inayobeba mkondo inaweza kuinamishwa kwenye koili. Kwa radius ndogo ya kutosha ya coil, hii inasababisha kuongezeka kwa flux magnetic. Katika kesi hii, nguvu za sasa haziongezeka.
Athari ya mkusanyiko wa magnetic flux inaweza kuimarishwa zaidi kwa kuongeza idadi ya zamu, yaani, kupotosha waya kwenye coil. Kinyume chake pia ni kweli. Sehemu ya magnetic ya coil inayobeba sasa inaweza kuwa dhaifu kwa kupunguza idadi ya zamu.
Wacha tupate uhusiano muhimu. Kwa uhakika upeo wa msongamano flux ya sumaku (ina laini nyingi zaidi kwa kila eneo la kitengo), uhusiano kati ya mkondo wa umeme I, idadi ya zamu ya waya n na flux ya sumaku B imeonyeshwa kama ifuatavyo: In inalingana na B. Mkondo wa 12 A. inapita kwenye koili ya zamu 3 hutengeneza uwanja huu wa sumaku sawa na mkondo wa 3 A unaopita kupitia koili ya zamu 12. Hii ni muhimu kujua wakati wa kutatua matatizo ya vitendo.
Solenoid
Coil ya waya ya jeraha ambayo huunda shamba la sumaku inaitwa solenoid. Waya zinaweza kujeruhiwa karibu na chuma (msingi wa chuma). Msingi usio na magnetic (kwa mfano, msingi wa hewa) pia unafaa. Kama unavyoona, unaweza kutumia zaidi ya chuma kuunda uwanja wa sumaku wa koili inayobeba sasa. Kwa upande wa ukubwa wa flux, msingi wowote usio na sumaku ni sawa na hewa. Hiyo ni, uhusiano wa juu unaounganisha sasa, idadi ya zamu na flux imeridhika kwa usahihi kabisa katika kesi hii. Kwa hivyo, shamba la magnetic ya coil inayobeba sasa inaweza kuwa dhaifu ikiwa kanuni hii inatumiwa.
Matumizi ya chuma katika solenoid
Je, chuma hutumika kwa nini kwenye solenoid? Uwepo wake huathiri uwanja wa magnetic wa coil ya sasa ya kubeba kwa njia mbili. Inaongeza sasa, mara nyingi maelfu ya nyakati au zaidi. Walakini, hii inaweza kukiuka moja muhimu utegemezi sawia. Ni kuhusu kuhusu kile kilichopo kati ya flux magnetic na sasa katika coils hewa-msingi.
Mikoa ya microscopic katika chuma, nyanja (kwa usahihi zaidi, hujengwa kwa mwelekeo mmoja chini ya hatua ya shamba la magnetic linaloundwa na sasa. Matokeo yake, mbele ya msingi wa chuma, sasa hii inajenga flux kubwa ya magnetic kwa kila kitengo cha sehemu ya waya kwa hivyo, wiani wa flux huongezeka kwa kiasi kikubwa Wakati vikoa vyote vinapanda kwenye mwelekeo huo huo, ongezeko zaidi la sasa (au idadi ya zamu katika coil) huongeza kidogo tu wiani wa magnetic.
Hebu sasa tuzungumze kidogo kuhusu introduktionsutbildning. Hii sehemu muhimu mada ya maslahi kwetu.
Uingizaji wa uwanja wa sumaku wa coil ya sasa
Ijapokuwa uga wa sumaku wa solenoid ya msingi wa chuma una nguvu zaidi kuliko uga wa sumaku wa solenoid ya msingi-hewa, ukubwa wake umepunguzwa na sifa za chuma. Kuna kinadharia hakuna kikomo kwa ukubwa unaoundwa na coil ya msingi wa hewa. Hata hivyo, kwa ujumla ni vigumu sana na ni ghali kupata mikondo mikubwa inayohitajika ili kuzalisha uwanja unaolinganishwa kwa ukubwa na ule wa solenoid ya msingi wa chuma. Si lazima kila wakati upitie njia hii.
Ni nini hufanyika ikiwa utabadilisha uwanja wa sumaku wa coil inayobeba sasa? Kitendo hiki kinaweza kuunda mkondo wa umeme kwa njia sawa na ambayo mkondo huunda uwanja wa sumaku. Wakati sumaku inakaribia kondakta, mistari ya sumaku ya nguvu inayovuka kondakta husababisha voltage ndani yake. Polarity ya voltage induced inategemea polarity na mwelekeo wa mabadiliko ya flux magnetic. Athari hii ni nguvu zaidi katika coil kuliko kwa upande wa mtu binafsi: ni sawia na idadi ya zamu katika vilima. Katika uwepo wa msingi wa chuma, voltage iliyosababishwa katika solenoid huongezeka. Kwa njia hii, ni muhimu kwa conductor kuhamia jamaa na flux magnetic. Ikiwa kondakta haivuka mistari ya magnetic flux, hakuna voltage itatokea.
Tunapataje nishati?
Jenereta za umeme huzalisha sasa kulingana na kanuni sawa. Kawaida sumaku huzunguka kati ya coils. Ukubwa wa voltage iliyosababishwa inategemea ukubwa wa shamba la sumaku na kasi ya mzunguko wake (wanaamua kiwango cha mabadiliko ya flux magnetic). Voltage katika conductor ni sawa sawa na kasi ya flux magnetic ndani yake.
Katika jenereta nyingi, sumaku inabadilishwa na solenoid. Ili kuunda shamba la magnetic katika coil ya sasa ya kubeba, solenoid imeshikamana na Je, itakuwa nguvu gani ya umeme inayozalishwa na jenereta katika kesi hii? Ni sawa na bidhaa ya voltage na sasa. Kwa upande mwingine, uhusiano kati ya sasa katika kondakta na flux magnetic inafanya uwezekano wa kutumia flux iliyoundwa na sasa ya umeme katika shamba magnetic kupata. harakati za mitambo. Motors za umeme na baadhi ya vyombo vya kupimia vya umeme hufanya kazi kwa kanuni hii. Hata hivyo, ili kuunda harakati ndani yao ni muhimu kutumia nguvu za ziada za umeme.
Mashamba yenye nguvu ya sumaku
Hivi sasa, kutumia inawezekana kupata nguvu isiyo ya kawaida ya shamba la magnetic ya coil na sasa. Sumakume ya umeme inaweza kuwa na nguvu sana. Katika kesi hiyo, sasa inapita bila kupoteza, yaani, haina kusababisha joto la nyenzo. Hii inaruhusu viwango vya juu vya voltage kutumika kwa solenoids ya msingi wa hewa na huepuka mapungufu ya kueneza. Sehemu hiyo yenye nguvu ya sumaku ya coil inayobeba sasa inafungua matarajio makubwa sana. Sumaku-umeme na matumizi yao ni ya kupendeza kwa wanasayansi wengi kwa sababu nzuri. Baada ya yote mashamba yenye nguvu inaweza kutumika kusonga kwenye levitation ya sumaku na kuunda aina mpya za motors za umeme na jenereta. Wana uwezo wa nguvu ya juu kwa gharama ya chini.
Nishati ya shamba la magnetic ya coil ya sasa hutumiwa kikamilifu na ubinadamu. Tayari yuko miaka mingi kutumika sana, hasa katika reli. Sasa tutazungumzia jinsi mistari ya shamba la magnetic ya coil inayobeba sasa hutumiwa kudhibiti mwendo wa treni.
Sumaku kwenye reli
Kwa kawaida reli hutumia mifumo ambayo sumaku-umeme na sumaku za kudumu hukamilishana kwa usalama zaidi. Je, mifumo hii inafanya kazi vipi? Nguvu imeunganishwa karibu na reli kwa umbali fulani kutoka kwa taa za trafiki. Wakati treni inapita juu ya sumaku, mhimili wa sumaku ya kudumu ya gorofa katika cabin ya dereva huzunguka kupitia pembe ndogo, baada ya hapo sumaku inabaki katika nafasi mpya.
Udhibiti wa trafiki kwenye reli
Mwendo wa sumaku bapa husababisha kengele ya kengele au king'ora. Kisha yafuatayo hutokea. Baada ya sekunde kadhaa, cabin ya dereva hupita juu ya sumaku-umeme, ambayo imeunganishwa na mwanga wa trafiki. Ikiwa anatoa treni mwanga wa kijani, basi sumaku ya umeme inakuwa na nguvu na mhimili wa sumaku ya kudumu katika gari huzunguka kwa nafasi yake ya awali, kuzima ishara katika cabin. Wakati mwanga wa trafiki ni nyekundu au njano, electromagnet imezimwa, na kisha baada ya kuchelewa fulani kuvunja huwekwa moja kwa moja, isipokuwa, bila shaka, dereva alisahau kufanya hivyo. Mzunguko wa kuvunja (pamoja na ishara ya sauti) imeunganishwa kwenye mtandao kutoka wakati mhimili wa sumaku unapogeuka. Ikiwa sumaku inarudi kwenye nafasi yake ya awali wakati wa kuchelewa, kuvunja haishiriki.
Sehemu ya sumaku na inductance
Sehemu ya sumaku inatokea karibu na kondakta yoyote ambayo sasa inapita. Athari hii inaitwa electromagnetism. Mashamba ya sumaku ushawishi kusawazisha elektroni katika atomi,
na inaweza kusababisha nguvu za kimwili, uwezo wa kuendeleza katika nafasi. Kama mashamba ya umeme
, mashamba ya magnetic yanaweza kuchukua kabisa nafasi tupu, Na ushawishi wa jambo kwa umbali.
Sehemu ya sumaku ina sifa mbili kuu: nguvu ya magnetomotive na flux ya sumaku. Jumla ya kiasi cha shamba au athari yake inaitwa magnetic flux, na nguvu ambayo inajenga flux magnetic katika nafasi inaitwa magnetomotive nguvu. Sifa hizi mbili ni takriban sawa na voltage ya umeme (nguvu ya magnetomotive) na sasa ya umeme (flux ya sumaku) katika kondakta. Flux ya sumaku, tofauti mkondo wa umeme(ambayo ipo tu ambapo kuna elektroni za bure) inaweza kueneza katika nafasi tupu kabisa. Nafasi inapinga mtiririko wa sumaku kwa njia ile ile ambayo kondakta hupinga mkondo wa umeme. Ukubwa wa flux ya magnetic ni sawa na nguvu ya magnetomotive iliyogawanywa na upinzani wa kati.
Sehemu ya sumaku ni tofauti na uwanja wa umeme. Ikiwa uwanja wa umeme unategemea idadi inayopatikana ya malipo tofauti (chaji zaidi za umeme za aina moja kwenye kondakta mmoja, na kinyume chake kwa nyingine, uwanja wa umeme zaidi kati ya waendeshaji hawa), basi uwanja wa sumaku huundwa na mtiririko. ya elektroni (mwendo mkali zaidi wa elektroni, uwanja wa sumaku unaowazunguka).
Kifaa kinachoweza kuhifadhi nishati ya shamba la sumaku kinaitwa inductor. Sura ya coil huunda shamba la sumaku lenye nguvu zaidi kuliko la kawaida kondakta moja kwa moja. Msingi wa kimuundo wa inductor ni sura ya dielectric ambayo waya hujeruhiwa kwa namna ya ond (coils isiyo na muafaka pia ipo). Upepo unaweza kuwa safu moja au safu nyingi. Cores magnetic hutumiwa kuongeza inductance. Msingi uliowekwa ndani ya coil huzingatia shamba la magnetic na hivyo huongeza inductance yake.
Alama za inductors zimewashwa michoro ya umeme angalia kama hii:
Kwa kuwa sasa umeme huunda shamba la sumaku lililojilimbikizia karibu na coil, flux ya sumaku ya uwanja huu sawa uhifadhi wa nishati (uhifadhi ambao hutokea kwa sababu ya harakati ya kinetic elektroni kupitia coil). Zaidi ya sasa katika coil, nguvu ya shamba la magnetic, na nishati zaidi itahifadhi inductor.
Kwa sababu inductors kuokoa nishati ya kinetic elektroni zinazohamia kwa namna ya uwanja wa sumaku, in mzunguko wa umeme wanatenda tofauti kabisa na resistors (ambayo ni rahisi ondoa nishati kwa namna ya joto). Uwezo wa kuhifadhi nishati kulingana na sasa inaruhusu inductor kudumisha sasa katika ngazi ya mara kwa mara. Kwa maneno mengine, inapinga mabadiliko ya sasa. Wakati wa sasa kupitia coil kuongezeka au kupungua, anazalisha voltage ambayo polarity ni kinyume na mabadiliko haya.
Kuokoa zaidi nishati, sasa kwa njia ya inductor lazima iongezwe. Katika kesi hiyo, nguvu ya shamba la magnetic itaongezeka, ambayo itasababisha kizazi cha voltage kulingana na kanuni ya kujiingiza kwa umeme. Kinyume chake, ili kutolewa nishati kutoka kwa coil, sasa inayopita ndani yake lazima ipunguzwe. Katika kesi hiyo, nguvu ya shamba la magnetic itapungua, ambayo itasababisha kuonekana kwa voltage ya polarity kinyume.
Kumbuka Sheria ya Kwanza ya Newton, ambayo inasema kwamba kila mwili unaendelea kuwekwa katika hali ya kupumzika au sare na harakati ya rectilinear, hadi na kwa muda mrefu kama haijalazimishwa na nguvu zilizotumika kubadili hali hii. Na koili za indukta hali ni takriban sawa: "elektroni zinazosonga kupitia koili huwa zinabaki katika mwendo, na elektroni za kupumzika inaelekea kukaa kimya." Kidhahania, kifupi-circuited indakta bitaweza kudumishwa kwa muda mrefu unavyotaka kasi ya mara kwa mara
mtiririko wa elektroni bila msaada wa nje:
Katika mazoezi, inductor ina uwezo wa kudumisha sasa mara kwa mara tu wakati superconductors hutumiwa. Upinzani wa waya za kawaida utapunguza mtiririko wa elektroni (bila chanzo cha nje nishati).
Wakati sasa kupitia coil huongezeka, hujenga voltage ambayo polarity ni kinyume na mtiririko wa elektroni. Katika kesi hii, inductor hufanya kama mzigo. Inakuwa, kama wanasema, "kushtakiwa" kwani nishati zaidi na zaidi huhifadhiwa kwenye uwanja wake wa sumaku. Katika picha ifuatayo kuhusu makini na polarity ya voltage
Kinyume chake, wakati sasa kupitia coil inapungua, voltage inaonekana kwenye vituo vyake, polarity ambayo inafanana na mtiririko wa elektroni. Katika kesi hii, inductor hufanya kama chanzo cha nguvu. Inatoa nishati ya shamba la sumaku kwenye sakiti iliyobaki. makini na polarity ya voltage kuhusiana na mwelekeo wa sasa:
Ikiwa inductor isiyo na sumaku imeshikamana na chanzo cha nguvu, basi wakati wa awali wa wakati itapinga mtiririko wa elektroni, kupitisha voltage nzima ya chanzo. Wakati sasa inapoanza kuongezeka, nguvu ya shamba la magnetic iliyoundwa karibu na coil itaongezeka, kunyonya nishati kutoka kwa chanzo cha nguvu. Hatimaye mkondo utafikia thamani ya juu na kuacha kukua. Kwa wakati huu coil inacha kunyonya nishati kutoka kwa usambazaji wa umeme Na voltage kwenye vituo vyake hupungua kiwango cha chini
(wakati wa sasa unabaki kwa kiwango cha juu). Kwa hivyo, nishati zaidi inapohifadhiwa, sasa kupitia inductor huongezeka na voltage kwenye vituo vyake hupungua. Kumbuka kuwa tabia hii ni kinyume kabisa na tabia ya capacitor,ambapo ongezeko la idadinishati iliyohifadhiwa husababisha kuongezeka kwa voltage kwenye vituo vyake. Ikiwa capacitors kutumia nishati iliyohifadhiwa kudumisha thamani ya kudumu voltage, kisha inductors nishati hii inatumika kudumisha thamani ya sasa ya mara kwa mara.
Aina ya nyenzo ambayo waya wa coil hufanywa ina athari kubwa kwenye flux ya sumaku (na kwa hivyo kiasi cha nishati iliyohifadhiwa) iliyoundwa. thamani iliyopewa sasa. Nyenzo ambayo msingi wa inductor hufanywa pia huathiri flux ya sumaku: nyenzo ya ferromagnetic (kama vile chuma) itaunda flux yenye nguvu zaidi kuliko nyenzo zisizo za sumaku (kama vile alumini au hewa).
Uwezo wa inductor kutoa nishati kutoka kwa chanzo cha sasa cha umeme na kuihifadhi katika mfumo wa uwanja wa sumaku inaitwa. inductance. Inductance pia ni kipimo cha upinzani dhidi ya mabadiliko ya sasa. Ili kuashiria inductance hutumiwa tabia "L", na inapimwa ndani Henry, kwa kifupi "Hn"