Ricordiamo alcuni degli esperimenti più semplici in cui si osserva la comparsa di una corrente elettrica come risultato dell'induzione elettromagnetica.
Uno di questi esperimenti è mostrato in Fig. 253. Se una bobina costituita da un gran numero di spire di filo viene inserita o estratta rapidamente da un magnete (Fig. 253, a), si genera una corrente di induzione a breve termine, che può essere rilevata dal rifiuto di l'ago del galvanometro collegato alle estremità della bobina. Lo stesso avviene se il magnete viene spinto rapidamente nella bobina o estratto da essa (Fig. 253, b). Ovviamente conta solo il moto relativo della bobina e il campo magnetico. La corrente si interrompe quando questo movimento si interrompe.
Riso. 253. Con il movimento relativo della bobina e del magnete, si genera nella bobina una corrente di induzione: a) la bobina è posta su un magnete; b) il magnete viene spinto nella bobina
Consideriamo ora alcuni ulteriori esperimenti che ci permetteranno di formulare in forma più generale le condizioni per il verificarsi di una corrente di induzione.
La prima serie di esperimenti: cambiare l'induzione magnetica del campo in cui si trova il circuito di induzione (bobina o telaio).
La bobina è posta in un campo magnetico, ad esempio, all'interno di un solenoide (Fig. 254, a) o tra i poli di un elettromagnete (Fig. 254, b). Installare la bobina in modo che il piano delle sue spire sia perpendicolare alle linee del campo magnetico del solenoide o dell'elettromagnete. Cambieremo l'induzione magnetica del campo modificando rapidamente l'intensità della corrente nell'avvolgimento (usando un reostato) o semplicemente spegnendo e riaccendendo la corrente (con una chiave). Ad ogni cambiamento nel campo magnetico, l'ago del galvanometro dà un netto rifiuto; questo indica il verificarsi di una corrente elettrica induttiva nel circuito della bobina. Con il rafforzamento (o il verificarsi) del campo magnetico, apparirà una corrente di una direzione, con il suo indebolimento (o scomparsa) - nella direzione opposta. Facciamo ora lo stesso esperimento, impostando la bobina in modo che il piano delle sue spire sia parallelo alla direzione delle linee del campo magnetico (Fig. 255). L'esperienza darà un risultato negativo: non importa come cambiamo l'induzione magnetica del campo, non troveremo bobine di corrente di induzione nel circuito.
Riso. 254. Una corrente di induzione si genera nella bobina al variare dell'induzione magnetica, se il piano delle sue spire è perpendicolare alle linee del campo magnetico: a) la bobina è nel campo del solenoide; b) una bobina nel campo di un elettromagnete. L'induzione magnetica cambia quando la chiave viene chiusa e aperta o quando cambia la corrente nel circuito
Riso. 255. La corrente di induzione non si verifica se il piano delle spire della bobina è parallelo alle linee del campo magnetico
La seconda serie di esperimenti: cambiare la posizione della bobina, situata in un campo magnetico costante.
Mettiamo la bobina all'interno del solenoide, dove il campo magnetico è uniforme, e la faremo ruotare rapidamente di un certo angolo attorno ad un asse perpendicolare alla direzione del campo (Fig. 256). Con una tale rotazione, il galvanometro collegato alla bobina rileva una corrente di induzione, la cui direzione dipende dalla posizione iniziale della bobina e dal senso di rotazione. Con un giro completo di 360° della bobina, la direzione della corrente induttiva cambia due volte: ogni volta che la bobina passa in una posizione in cui il suo piano è perpendicolare alla direzione del campo magnetico. Naturalmente, se si ruota la bobina molto rapidamente, la corrente di induzione cambierà direzione così spesso che la freccia di un normale galvanometro non avrà il tempo di seguire questi cambiamenti e sarà necessario un dispositivo diverso, più "obbediente".
Riso. 256. Quando una bobina ruota in un campo magnetico, in essa si genera una corrente di induzione
Se, tuttavia, la bobina viene spostata in modo che non ruoti rispetto alla direzione del campo, ma si muova solo parallela a se stessa in qualsiasi direzione lungo il campo, attraverso di esso o ad un angolo rispetto alla direzione del campo, allora non si verificherà corrente di induzione. Sottolineiamo ancora una volta: l'esperienza di muovere la bobina si svolge in un campo uniforme (ad esempio all'interno di un lungo solenoide o nel campo magnetico terrestre). Se il campo è disomogeneo (ad esempio vicino al polo di un magnete o di un elettromagnete), qualsiasi movimento della bobina può essere accompagnato dalla comparsa di una corrente di induzione, ad eccezione di un caso: non si verifica una corrente di induzione se la bobina si muove in modo tale che il suo piano rimanga sempre parallelo alla direzione del campo (cioè nessuna linea di campo magnetico passa attraverso la bobina).
La terza serie di esperimenti: cambiare l'area del contorno, situata in un campo magnetico costante.
Un esperimento simile può essere condotto secondo lo schema seguente (Fig. 257). In un campo magnetico, ad esempio, tra i poli di un grande elettromagnete, posizioniamo un circuito costituito da un filo flessibile. Lascia che il contorno abbia inizialmente la forma di un cerchio (Fig. 257, a). Con un rapido movimento della mano, puoi tirare il contorno in un anello stretto, riducendo così notevolmente l'area da esso coperta (Fig. 257, b). Il galvanometro mostrerà quindi il verificarsi di una corrente induttiva.
Riso. 257. Una corrente di induzione si verifica in una bobina se l'area del suo contorno cambia, che si trova in un campo magnetico costante e si trova perpendicolare alle linee del campo magnetico (il campo magnetico è diretto lontano dall'osservatore)
È ancora più conveniente eseguire l'esperimento modificando l'area del contorno secondo lo schema mostrato in Fig. 258. In un campo magnetico c'è un contorno, uno dei lati del quale (in Fig. 258) è reso mobile. Ogni volta che si muove, il galvanometro rileva il verificarsi di una corrente di induzione nel circuito. In questo caso, quando ci si sposta a sinistra (aumento dell'area), la corrente di induzione ha una direzione e quando ci si sposta a destra (diminuzione dell'area), è l'opposto. Tuttavia, anche in questo caso, una variazione dell'area del circuito non fornisce corrente induttiva se il piano del circuito è parallelo alla direzione del campo magnetico.
Riso. 258. Quando l'asta si muove e cambia a causa dell'area del circuito, situata in un campo magnetico, nel circuito appare una corrente.
Confrontando tutti gli esperimenti descritti, possiamo formulare le condizioni per il verificarsi di una corrente di induzione in forma generale. In tutti i casi considerati, avevamo un circuito posto in un campo magnetico, e il piano del circuito poteva formare uno o l'altro angolo con la direzione dell'induzione magnetica. Indichiamo l'area delimitata dal contorno passante, l'induzione magnetica del campo passante e l'angolo tra la direzione dell'induzione magnetica e il piano del contorno passante. In questo caso la componente di induzione magnetica, perpendicolare al piano del circuito, sarà uguale in valore assoluto (Fig. 259)
Riso. 259. Decomposizione dell'induzione magnetica in una componente perpendicolare al piano del circuito di induzione e una componente parallela a questo piano
Chiameremo il prodotto il flusso di induzione magnetica, o, in breve, il flusso magnetico attraverso il circuito; indicheremo questo valore con la lettera . In questo modo,
. (138.1) attraverso questo circuito rimane invariato. Così:
Con qualsiasi cambiamento nel flusso magnetico attraverso un circuito conduttore, in questo circuito si genera una corrente elettrica.
Questa è una delle leggi più importanti della natura: la legge dell'induzione elettromagnetica, scoperta da Faraday nel 1831.
138.1. Le bobine I e II sono l'una dentro l'altra (Fig. 260). La batteria è collegata al primo circuito, il galvanometro è collegato al secondo circuito. Se un'asta di ferro viene spinta dentro o fuori dalla prima bobina, il galvanometro rileverà la comparsa di una corrente di induzione nella seconda bobina. Spiega questa esperienza.
Riso. 260. Esercitare 138.1
138.2. La struttura del filo ruota in un campo magnetico uniforme attorno ad un asse parallelo all'induzione magnetica. Ci sarà una corrente indotta in esso?
138.3. fa e. ds induzione alle estremità dell'asse in acciaio dell'auto quando è in movimento? In quale direzione di movimento dell'auto si trova questo e. ds il più grande ea che cosa è il più piccolo? e dipende? ds induzione dalla velocità dell'auto?
138.4. Il telaio dell'auto insieme ai due assi costituisce un circuito conduttore chiuso. Induce corrente quando l'auto è in movimento? Come conciliare la risposta di questo problema con i risultati del problema 138.3?
138.5. Perché, durante un fulmine, a volte sono stati rilevati danni a sensibili strumenti di misura elettrici a pochi metri dal luogo del colpo, e anche i fusibili della rete di illuminazione si sono fusi?
Argomenti del codificatore USE Parole chiave: fenomeno dell'induzione elettromagnetica, flusso magnetico, legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica, regola di Lenz.
L'esperimento di Oersted ha mostrato che la corrente elettrica crea un campo magnetico nello spazio circostante. Michael Faraday ha avuto l'idea che potrebbe esserci un effetto opposto: il campo magnetico, a sua volta, genera una corrente elettrica.
In altre parole, sia presente un conduttore chiuso in un campo magnetico; Non ci sarà una corrente elettrica in questo conduttore sotto l'influenza di un campo magnetico?
Dopo dieci anni di ricerca e sperimentazione, Faraday è finalmente riuscito a scoprire questo effetto. Nel 1831 ha avviato i seguenti esperimenti.
1. Sulla stessa base di legno furono avvolte due spire; le spire della seconda bobina sono state interposte tra le spire della prima e isolate. Le uscite della prima bobina erano collegate a una sorgente di corrente, le uscite della seconda bobina erano collegate a un galvanometro (un galvanometro è un dispositivo sensibile per misurare piccole correnti). Si sono così ottenuti due circuiti: "sorgente di corrente - prima bobina" e "seconda bobina - galvanometro".
Non c'era contatto elettrico tra i circuiti, solo il campo magnetico della prima bobina penetrava nella seconda bobina.
Quando il circuito della prima bobina è stato chiuso, il galvanometro ha registrato un impulso di corrente breve e debole nella seconda bobina.
Quando una corrente continua scorreva attraverso la prima bobina, non veniva generata corrente nella seconda bobina.
Quando il circuito della prima bobina è stato aperto, nella seconda bobina è apparso di nuovo un breve e debole impulso di corrente, ma questa volta in direzione opposta rispetto alla corrente quando il circuito era chiuso.
Conclusione.
Il campo magnetico variabile nel tempo della prima bobina genera (o, come si suol dire, induce) corrente elettrica nella seconda bobina. Questa corrente è chiamata dalla corrente di induzione.
Se il campo magnetico della prima bobina aumenta (al momento la corrente aumenta quando il circuito è chiuso), la corrente di induzione nella seconda bobina scorre in una direzione.
Se il campo magnetico della prima bobina diminuisce (al momento la corrente diminuisce all'apertura del circuito), la corrente di induzione nella seconda bobina scorre nell'altra direzione.
Se il campo magnetico della prima bobina non cambia (una corrente costante attraverso di essa), allora non c'è corrente di induzione nella seconda bobina.
Faraday chiamò il fenomeno scoperto induzione elettromagnetica(cioè "induzione di elettricità mediante magnetismo").
2. Per confermare la congettura che viene generata la corrente di induzione variabili campo magnetico, Faraday ha spostato le bobine l'una rispetto all'altra. Il circuito della prima bobina è rimasto sempre chiuso, una corrente continua lo attraversava, ma a causa del movimento (avvicinamento o allontanamento), la seconda bobina si è trovata in un campo magnetico alternato della prima bobina.
Il galvanometro ha registrato di nuovo la corrente nella seconda bobina. La corrente di induzione aveva una direzione quando le bobine si avvicinavano e l'altra quando venivano rimosse. In questo caso, la forza della corrente di induzione era maggiore, più velocemente si muovevano le bobine.
3. La prima bobina è stata sostituita da un magnete permanente. Quando un magnete è stato introdotto nella seconda bobina, si è generata una corrente di induzione. Quando il magnete è stato estratto, la corrente è apparsa di nuovo, ma nell'altra direzione. E ancora, la forza della corrente di induzione era maggiore, più velocemente si muoveva il magnete.
Questi e successivi esperimenti hanno mostrato che una corrente di induzione in un circuito conduttore si verifica in tutti quei casi in cui cambia il "numero di linee" del campo magnetico che penetra nel circuito. La forza della corrente di induzione è maggiore, più velocemente cambia questo numero di linee. La direzione della corrente sarà una con un aumento del numero di linee attraverso il circuito e l'altra con una diminuzione di esse.
È notevole che per l'entità della forza di corrente in un dato circuito, solo la velocità di variazione del numero di linee è importante. Ciò che accade esattamente in questo caso non ha alcun ruolo: se il campo stesso, penetrando nel contorno fisso, cambia o se il contorno si sposta da un'area con una densità di linee a un'area con un'altra densità.
Questa è l'essenza della legge dell'induzione elettromagnetica. Ma per scrivere una formula ed eseguire calcoli, è necessario formalizzare chiaramente il vago concetto di "numero di linee di campo attraverso il contorno".
flusso magnetico
Il concetto di flusso magnetico è solo una caratteristica del numero di linee di campo magnetico che penetrano nel circuito.
Per semplicità ci limitiamo al caso di un campo magnetico uniforme. Consideriamo il contorno dell'area, situata in un campo magnetico con induzione.
Innanzitutto, lascia che il campo magnetico sia perpendicolare al piano del contorno (Fig. 1).
Riso. uno.
In questo caso, il flusso magnetico è determinato in modo molto semplice, come prodotto dell'induzione del campo magnetico e dell'area del circuito:
(1)
Consideriamo ora il caso generale in cui il vettore forma un angolo con la normale al piano del contorno (Fig. 2).
Riso. 2.
Vediamo che ora solo la componente perpendicolare del vettore di induzione magnetica "scorre" attraverso il circuito (e la componente parallela al circuito non "scorre" attraverso di essa). Pertanto, secondo la formula (1), abbiamo . Ma, quindi
(2)
Questa è la definizione generale di flusso magnetico nel caso di un campo magnetico uniforme. Si noti che se il vettore è parallelo al piano del contorno (cioè ), il flusso magnetico diventa zero.
E come determinare il flusso magnetico se il campo non è uniforme? Diamo solo un'idea. La superficie del contorno è suddivisa in un numero molto grande di aree molto piccole, all'interno delle quali il campo può essere considerato omogeneo. Per ogni sito, calcoliamo il nostro piccolo flusso magnetico usando la formula (2), quindi riassumiamo tutti questi flussi magnetici.
L'unità di misura del flusso magnetico è weber(Wb). Come vediamo,
Wb \u003d Tl m \u003d V s. (3)
Perché il flusso magnetico caratterizza il "numero di linee" del campo magnetico che penetra nel circuito? Molto semplice. Il "numero di righe" è determinato dalla loro densità (e quindi dal valore - dopotutto, maggiore è l'induzione, più spesse sono le righe) e dall'area "effettiva" permeata dal campo (e questo non è altro che ). Ma i moltiplicatori formano solo il flusso magnetico!
Ora possiamo dare una definizione più chiara del fenomeno dell'induzione elettromagnetica scoperto da Faraday.
Induzione elettromagnetica- questo è il fenomeno del verificarsi di una corrente elettrica in un circuito conduttore chiuso quando cambia il flusso magnetico che penetra nel circuito.
Induzione di campi elettromagnetici
Qual è il meccanismo di occorrenza della corrente di induzione? Ne discuteremo più tardi. Finora, una cosa è chiara: quando il flusso magnetico che passa attraverso il circuito cambia, alcune forze agiscono sulle cariche libere nel circuito - forze esterne che fanno muovere le cariche.
Come sappiamo, il lavoro delle forze esterne per spostare un'unità di carica positiva attorno al circuito è chiamato forza elettromotrice (EMF):. Nel nostro caso, quando il flusso magnetico attraverso il circuito cambia, viene chiamato l'EMF corrispondente Induzione di campi elettromagnetici ed è indicato.
Così, L'EMF di induzione è il lavoro di forze esterne che sorgono quando il flusso magnetico attraverso il circuito cambia, per spostare una carica positiva unitaria attorno al circuito.
Scopriremo presto la natura delle forze estranee che si creano in questo caso nel circuito.
Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica
La forza della corrente di induzione negli esperimenti di Faraday si è rivelata maggiore, più veloce è cambiato il flusso magnetico attraverso il circuito.
Se in breve tempo la variazione del flusso magnetico è , allora velocità la variazione del flusso magnetico è una frazione (o, equivalentemente, la derivata del flusso magnetico rispetto al tempo).
Gli esperimenti hanno dimostrato che la forza della corrente di induzione è direttamente proporzionale al modulo della velocità di variazione del flusso magnetico:
Il modulo è stato installato in modo da non contattare valori negativi per il momento (del resto, quando il flusso magnetico diminuisce, lo sarà). Successivamente rimuoveremo questo modulo.
Dalla legge di Ohm per una catena completa, abbiamo allo stesso tempo: . Pertanto, la fem di induzione è direttamente proporzionale alla velocità di variazione del flusso magnetico:
(4)
L'EMF è misurato in volt. Ma anche la velocità di variazione del flusso magnetico si misura in volt! Infatti dalla (3) vediamo che Wb / s = V. Pertanto, le unità di misura di entrambe le parti di proporzionalità (4) sono le stesse, quindi il coefficiente di proporzionalità è una quantità adimensionale. Nel sistema SI si assume uguale a uno e si ottiene:
(5)
Ecco cos'è legge dell'induzione elettromagnetica o La legge di Faraday. Diamogli una formulazione verbale.
Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica. Quando il flusso magnetico che penetra nel circuito cambia, in questo circuito si forma una fem di induzione, uguale al modulo della velocità di variazione del flusso magnetico.
La regola di Lenz
Chiameremo il flusso magnetico, il cui cambiamento porta alla comparsa di una corrente di induzione nel circuito flusso magnetico esterno. E lo stesso campo magnetico, che crea questo flusso magnetico, lo chiameremo campo magnetico esterno.
Perché abbiamo bisogno di questi termini? Il fatto è che la corrente di induzione che si verifica nel circuito crea la propria possedere un campo magnetico che, secondo il principio di sovrapposizione, si somma ad un campo magnetico esterno.
Di conseguenza, insieme al flusso magnetico esterno, possedere il flusso magnetico creato dal campo magnetico della corrente di induzione.
Si scopre che questi due flussi magnetici - proprio ed esterno - sono interconnessi in modo rigorosamente definito.
La regola di Lenz. La corrente di induzione ha sempre una direzione tale che il proprio flusso magnetico impedisce un cambiamento nel flusso magnetico esterno.
La regola di Lenz permette di trovare la direzione della corrente di induzione in ogni situazione.
Considera alcuni esempi di applicazione della regola di Lenz.
Assumiamo che il circuito sia attraversato da un campo magnetico, che aumenta con il tempo (Fig. (3)). Ad esempio, avviciniamo un magnete al contorno dal basso, il cui polo nord è diretto verso l'alto in questo caso, al contorno.
Il flusso magnetico attraverso il circuito aumenta. La corrente di induzione avrà una direzione tale che il flusso magnetico che crea impedisce un aumento del flusso magnetico esterno. Per fare ciò, il campo magnetico creato dalla corrente di induzione deve essere diretto contro campo magnetico esterno.
La corrente induttiva scorre in senso antiorario se vista dal lato del campo magnetico che crea. In questo caso, la corrente sarà diretta in senso orario se vista dall'alto, dal lato del campo magnetico esterno, come mostrato in (Fig. (3)).
Riso. 3. Il flusso magnetico aumenta
Supponiamo ora che il campo magnetico che penetra nel circuito diminuisca nel tempo (Fig. 4). Ad esempio, stiamo spostando il magnete verso il basso dall'anello e il polo nord del magnete è rivolto verso l'anello.
Riso. 4. Il flusso magnetico diminuisce
Il flusso magnetico attraverso il circuito diminuisce. La corrente induttiva avrà una direzione tale che il proprio flusso magnetico supporta il flusso magnetico esterno, impedendone la diminuzione. Per fare ciò, il campo magnetico della corrente di induzione deve essere diretto nella stessa direzione, che è il campo magnetico esterno.
In questo caso, la corrente induttiva scorrerà in senso antiorario se vista dall'alto, dal lato di entrambi i campi magnetici.
L'interazione del magnete con il circuito
Quindi, l'avvicinamento o la rimozione del magnete porta alla comparsa di una corrente di induzione nel circuito, la cui direzione è determinata dalla regola di Lenz. Ma il campo magnetico agisce sulla corrente! Apparirà la forza Ampere, che agisce sul circuito dal lato del campo magnetico. Dove sarà diretta questa forza?
Se vuoi una buona comprensione della regola di Lenz e determinare la direzione della forza di Ampère, prova a rispondere tu stesso a questa domanda. Questo non è un esercizio molto semplice e un compito eccellente per C1 nell'esame. Considera quattro possibili casi.
1. Avviciniamo il magnete al contorno, il polo nord è diretto al contorno.
2. Rimuoviamo il magnete dal contorno, il polo nord è diretto verso il contorno.
3. Avviciniamo il magnete al contorno, il polo sud è diretto al contorno.
4. Rimuoviamo il magnete dal circuito, il polo sud è diretto al circuito.
Non dimenticare che il campo di un magnete non è uniforme: le linee di campo divergono dal polo nord e convergono verso sud. Questo è molto essenziale per determinare la forza Ampère risultante. Il risultato è il seguente.
Se avvicini il magnete, il contorno viene respinto dal magnete. Se rimuovi il magnete, il circuito viene attratto dal magnete. Pertanto, se il circuito è sospeso su un filo, devierà sempre nella direzione del movimento del magnete, come se lo seguisse. La posizione dei poli del magnete non ha importanza..
In ogni caso, dovresti ricordare questo fatto: improvvisamente una domanda del genere si trova nella parte A1
Questo risultato può essere spiegato anche da considerazioni abbastanza generali - con l'aiuto della legge di conservazione dell'energia.
Diciamo che avviciniamo il magnete al contorno. Nel circuito compare una corrente induttiva. Ma per creare una corrente bisogna lavorare! Chi lo sta facendo? In definitiva - noi, spostando il magnete. Eseguiamo un lavoro meccanico positivo, che viene convertito in lavoro positivo di forze esterne che sorgono nel circuito e creano una corrente di induzione.
Quindi il nostro compito di spostare il magnete dovrebbe essere positivo. Ciò significa che noi, avvicinandoci al magnete, dobbiamo superare la forza di interazione del magnete con il circuito, che, quindi, è la forza repulsione.
Ora rimuovi il magnete. Si prega di ripetere queste considerazioni e assicurarsi che si crei una forza di attrazione tra il magnete e il circuito.
Legge di Faraday + Regola di Lenz = Rimozione del modulo
Sopra, abbiamo promesso di rimuovere il modulo nella legge di Faraday (5) . La regola di Lenz ti permette di farlo. Ma prima, dovremo concordare sul segno dell'EMF di induzione: dopotutto, senza il modulo sul lato destro di (5), il valore dell'EMF può essere sia positivo che negativo.
Innanzitutto viene fissata una delle due possibili direzioni per aggirare il contorno. Questa direzione è annunciata positivo. La direzione opposta di attraversamento del profilo è chiamata, rispettivamente, negativo. Quale direzione prendiamo come bypass positivo non importa: è importante solo fare questa scelta.
Il flusso magnetico attraverso il circuito è considerato positivo class="tex" alt="(!LANG:(\Phi > 0)"> !}, se il campo magnetico che penetra nel circuito è diretto lì, guardando da dove il circuito è bypassato in senso positivo in senso antiorario. Se, dalla fine del vettore di induzione magnetica, la direzione di bypass positiva è vista in senso orario, il flusso magnetico è considerato negativo.
L'EMF di induzione è considerato positivo class="tex" alt="(!LANG:(\mathcal E_i > 0)"> !} se la corrente induttiva scorre in direzione positiva. In questo caso, la direzione delle forze esterne che si verificano nel circuito quando cambia il flusso magnetico attraverso di esso coincide con la direzione positiva del bypass del circuito.
Al contrario, la fem di induzione è considerata negativa se la corrente induttiva scorre in direzione negativa. Le forze di terze parti in questo caso agiranno anche lungo la direzione negativa di aggirare il contorno.
Quindi, lascia che il circuito sia in un campo magnetico. Fissiamo la direzione del bypass positivo del contorno. Supponiamo che il campo magnetico sia diretto lì, guardando da dove viene effettuato il bypass positivo in senso antiorario. Allora il flusso magnetico è positivo: class="tex" alt="(!LANG:\Phi > 0"> .!}
Riso. 5. Il flusso magnetico aumenta
Quindi, in questo caso, abbiamo . Il segno dell'EMF di induzione si è rivelato opposto al segno della velocità di variazione del flusso magnetico. Controlliamo questo in un'altra situazione.
Vale a dire, supponiamo ora che il flusso magnetico diminuisca. Secondo la legge di Lenz, la corrente indotta fluirà in direzione positiva. Questo è, class="tex" alt="(!LANG:\mathcal E_i > 0"> !}(Fig. 6).
Riso. 6. Il flusso magnetico aumenta class="tex" alt="(!LANG:\Rightarrow \mathcal E_i > 0"> !}
Questo è davvero il fatto generale: con il nostro accordo sui segni, la regola di Lenz porta sempre al fatto che il segno della fem di induzione è opposto al segno della velocità di variazione del flusso magnetico:
(6)
Pertanto, il segno del modulo nella legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica è stato eliminato.
Campo elettrico a vortice
Consideriamo un circuito immobile situato in un campo magnetico alternato. Qual è il meccanismo di occorrenza della corrente induttiva nel circuito? Vale a dire, quali forze causano il movimento di cariche libere, qual è la natura di queste forze estranee?
Cercando di rispondere a queste domande, il grande fisico inglese Maxwell scoprì una proprietà fondamentale della natura: campo magnetico variabile nel tempo genera un campo elettrico. È questo campo elettrico che agisce sulle cariche libere, provocando una corrente di induzione.
Le linee del campo elettrico emergente risultano essere chiuse, in relazione alle quali è stato chiamato campo elettrico a vortice. Le linee del campo elettrico del vortice girano attorno alle linee del campo magnetico e sono dirette come segue.
Lascia che il campo magnetico aumenti. Se è presente un circuito conduttore, la corrente di induzione scorrerà secondo la regola di Lenz, in senso orario, se vista dalla fine del vettore. Ciò significa che la forza che agisce dal lato del campo elettrico a vortice sulle cariche libere positive del circuito è diretta anche lì; ciò significa che il vettore dell'intensità del campo elettrico del vortice è diretto esattamente lì.
Quindi, le linee del campo elettrico del vortice sono dirette in questo caso in senso orario (guardiamo dalla fine del vettore, (Fig. 7).
Riso. 7. Campo elettrico a vortice con campo magnetico crescente
Al contrario, se il campo magnetico diminuisce, le linee dell'intensità del campo elettrico del vortice sono dirette in senso antiorario (Fig. 8).
Riso. 8. Campo elettrico a vortice con campo magnetico decrescente
Ora possiamo comprendere meglio il fenomeno dell'induzione elettromagnetica. La sua essenza sta proprio nel fatto che un campo magnetico alternato genera un campo elettrico a vortice. Questo effetto non dipende dalla presenza o meno di un circuito conduttore chiuso nel campo magnetico; con l'aiuto di un circuito, rileviamo questo fenomeno solo osservando la corrente di induzione.
Il campo elettrico del vortice differisce per alcune proprietà dai campi elettrici a noi già noti: il campo elettrostatico e il campo stazionario di cariche che formano una corrente continua.
1. Le linee del campo vortice sono chiuse, mentre le linee del campo elettrostatico e stazionario iniziano con cariche positive e terminano con cariche negative.
2. Il campo del vortice non è potenziale: il suo lavoro per spostare la carica lungo un circuito chiuso non è uguale a zero. Altrimenti, il campo del vortice non potrebbe creare una corrente elettrica! Allo stesso tempo, come sappiamo, i campi elettrostatici e stazionari sono potenziali.
Così, La fem di induzione in un circuito fisso è il lavoro di un campo elettrico a vortice per spostare una singola carica positiva attorno al circuito.
Lascia che, ad esempio, il contorno sia un anello di raggio e sia attraversato da un campo magnetico alternato uniforme. Quindi l'intensità del campo elettrico del vortice è la stessa in tutti i punti dell'anello. Il lavoro della forza con cui il campo di vortice agisce sulla carica è uguale a:
Pertanto, per l'EMF di induzione otteniamo:
EMF di induzione in un conduttore in movimento
Se il conduttore si muove in un campo magnetico costante, appare anche un EMF di induzione. Tuttavia, ora la causa non è il campo elettrico del vortice (non sorge - dopotutto, il campo magnetico è costante), ma l'azione della forza di Lorentz sulle cariche libere del conduttore.
Considera una situazione che si verifica spesso nei problemi. Le guide parallele si trovano sul piano orizzontale, la distanza tra loro è uguale a . Le rotaie sono in un campo magnetico verticale uniforme. Una sottile asta conduttrice si muove lungo le rotaie ad una velocità rimane sempre perpendicolare alle rotaie ( fig. 9).
Riso. 9. Movimento di un conduttore in un campo magnetico
Prendiamo una carica libera positiva all'interno dell'asta. A causa del movimento di questa carica insieme all'asta ad una velocità, la forza di Lorentz agirà sulla carica:
Questa forza è diretta lungo l'asse dell'asta, come mostrato nella figura (guarda tu stesso - non dimenticare la regola della lancetta delle ore o della lancetta sinistra!).
La forza di Lorentz in questo caso svolge il ruolo di una forza esterna: mette in moto le cariche libere dell'asta. Quando si sposta una carica da un punto all'altro, la nostra forza di terze parti farà il lavoro:
(Consideriamo anche la lunghezza dell'asta uguale.) Pertanto, la fem di induzione nell'asta sarà uguale a:
(7)
Pertanto, l'asta è simile a una sorgente di corrente con un terminale positivo e un terminale negativo. All'interno dell'asta, per azione della forza di Lorentz esterna, le cariche si separano: le cariche positive si spostano verso il punto, le cariche negative verso il punto.
Assumiamo prima che i binari non conducano corrente, quindi il movimento delle cariche nell'asta si fermerà gradualmente. Infatti, quando le cariche positive si accumulano alla fine e le cariche negative alla fine, la forza di Coulomb aumenterà, con la quale la carica libera positiva viene respinta e attratta da - e ad un certo punto questa forza di Coulomb bilancerà la forza di Lorentz. Tra le estremità dell'asta si stabilirà una differenza di potenziale pari all'EMF di induzione (7) .
Supponiamo ora che i binari e il ponticello siano conduttivi. Quindi nel circuito apparirà una corrente di induzione; andrà nella direzione (da "fonte più" a "meno" n). Supponiamo che la resistenza dell'asta sia uguale (questo è un analogo della resistenza interna della sorgente di corrente) e che la resistenza della sezione sia uguale (la resistenza del circuito esterno). Quindi la forza della corrente di induzione può essere trovata secondo la legge di Ohm per un circuito completo:
È notevole che l'espressione (7) per l'induzione fem può essere ottenuta anche usando la legge di Faraday. Facciamolo.
Nel tempo la nostra canna percorre una traiettoria e occupa una posizione (Fig. 9). L'area del contorno aumenta dell'area del rettangolo:
Il flusso magnetico attraverso il circuito aumenta. L'incremento del flusso magnetico è:
La velocità di variazione del flusso magnetico è positiva e uguale all'EMF di induzione:
Abbiamo ottenuto lo stesso risultato di (7) . La direzione della corrente di induzione, notiamo, obbedisce alla regola di Lenz. Infatti, poiché la corrente scorre nella direzione, il suo campo magnetico è diretto opposto al campo esterno e, quindi, impedisce l'aumento del flusso magnetico attraverso il circuito.
In questo esempio, vediamo che in situazioni in cui il conduttore si muove in un campo magnetico, è possibile agire in due modi: o con il coinvolgimento della forza di Lorentz come forza esterna, o con l'aiuto della legge di Faraday. I risultati saranno gli stessi.
>> Direzione della corrente di induzione. La regola di Lenz
Collegando una bobina in cui si verifica una corrente di induzione a un galvanometro, si può scoprire che la direzione di questa corrente dipende dal fatto che il magnete si avvicini alla bobina (ad esempio il polo nord) o si allontani da essa (vedi Fig. 2.2, B).
emergente corrente di induzione di una direzione o dell'altra interagisce in qualche modo con il magnete (lo attrae o lo respinge). Una bobina attraversata da una corrente è come un magnete con due poli: nord e sud. La direzione della corrente di induzione determina quale estremità della bobina funge da polo nord (da essa escono le linee di induzione magnetica). In base alla legge di conservazione dell'energia, è possibile prevedere in quali casi la bobina attirerà il magnete e in quali casi lo respingerà.
Interazione della corrente di induzione con un magnete. Se il magnete viene avvicinato alla bobina, al suo interno appare una corrente di induzione in una direzione tale che il magnete viene necessariamente respinto. Per avvicinare il magnete alla bobina, è necessario eseguire un lavoro positivo. La bobina diventa simile a un magnete, ruotato con lo stesso polo del magnete che gli si avvicina. I poli con lo stesso nome si respingono.
Quando il magnete viene rimosso, al contrario, nella bobina si genera una corrente in una direzione tale che appare una forza che attrae il magnete.
Qual è la differenza tra i due esperimenti: l'avvicinamento del magnete alla bobina e la sua rimozione? Nel primo caso, il numero di linee di induzione magnetica che penetrano nelle spire della bobina, o, comunque, il flusso magnetico, aumenta (Fig. 2.5, a), e nel secondo caso diminuisce (Fig. 2.5, B). Inoltre, nel primo caso, le linee di induzione del campo magnetico create dalla corrente di induzione che si è formata nella bobina escono dall'estremità superiore della bobina, poiché la bobina respinge il magnete, e nel secondo caso, su al contrario, entrano in questo fine. Queste linee di induzione magnetica sono mostrate in nero nella Figura 2.5. Nel caso a, la bobina con corrente è simile a un magnete, il cui polo nord è sopra e nel caso b - sotto.
Conclusioni simili possono essere tratte utilizzando l'esperienza mostrata nella Figura 2.6. Alle estremità dell'asta, che può ruotare liberamente attorno ad un asse verticale, sono fissati due anelli conduttivi in alluminio. Uno di loro ha un taglio. Se porti il magnete sull'anello senza un taglio, al suo interno apparirà una corrente di induzione e sarà diretta in modo tale che questo anello si respinga dal magnete e l'asta ruoti. Se rimuovi il magnete dall'anello, al contrario, sarà attratto dal magnete. Il magnete non interagisce con l'anello di taglio, poiché il taglio impedisce che la corrente di induzione si verifichi nell'anello. La bobina respinge o attira un magnete, dipende dalla direzione della corrente di induzione al suo interno. Pertanto, la legge di conservazione dell'energia permette di formulare una regola che determina la direzione della corrente di induzione.
Ora siamo arrivati al punto principale: con un aumento del flusso magnetico attraverso i giri della bobina, la corrente di induzione ha una direzione tale che il campo magnetico che crea impedisce al flusso magnetico di aumentare attraverso i giri della bobina. Dopotutto, le linee di induzione di questo campo sono dirette contro le linee di induzione del campo, il cui cambiamento genera una corrente elettrica. Se il flusso magnetico attraverso la bobina si indebolisce, l'induzione
la corrente crea un campo magnetico con induzione, aumentando il flusso magnetico attraverso i giri della bobina.
Questa è l'essenza della regola generale per determinare la direzione della corrente di induzione, che è applicabile in tutti i casi. Questa regola è stata stabilita dal fisico russo E. X. Lenz.
Secondo la regola di Lenz la corrente di induzione che si forma in un circuito chiuso contrasta con il suo campo magnetico la variazione del flusso magnetico da cui è causata. Più brevemente, questa regola può essere formulata come segue: la corrente induttiva è diretta in modo da interferire con la causa che la provoca.
Applicare la regola di Lenz per trovare la direzione della corrente di induzione nel circuito come segue:
1. Determinare la direzione delle linee di induzione magnetica del campo magnetico esterno.
2. Scopri se il flusso del vettore di induzione magnetica di questo campo attraverso la superficie delimitata dal contorno (Ф > 0) aumenta o diminuisce (Ф< 0).
3. Impostare la direzione delle linee di induzione magnetica del campo magnetico della corrente di induzione. Queste linee, secondo la regola di Lenz, dovrebbero essere dirette opposte alle linee di induzione magnetica a Ф > 0 e avere la stessa direzione con esse a Ф< 0.
4. Conoscendo la direzione delle linee di induzione magnetica, trova la direzione della corrente di induzione usando la regola del succhiello.
La direzione della corrente di induzione è determinata utilizzando la legge di conservazione dell'energia. La corrente di induzione in tutti i casi è diretta in modo tale che il suo campo magnetico impedisca una variazione nel flusso magnetico che causa ciò corrente di induzione.
1. Come viene determinata la direzione della corrente di induzione?
2. Se porti un magnete su un anello si verificherà un campo elettrico in un anello con un taglio?
§ 138. Condizioni per il verificarsi di una corrente induttiva.
Ricordiamo alcuni degli esperimenti più semplici in cui si osserva la comparsa di una corrente elettrica come risultato dell'induzione elettromagnetica.
Uno di questi esperimenti è mostrato in Fig. 253. Se una bobina costituita da un gran numero di spire di filo viene inserita o estratta rapidamente da un magnete (Fig. 253, a), si genera una corrente di induzione a breve termine, che può essere rilevata dal rifiuto di l'ago del galvanometro collegato alle estremità della bobina. Lo stesso avviene se il magnete viene spinto rapidamente nella bobina o estratto da essa (Fig. 253, b). Ovviamente conta solo il moto relativo della bobina e il campo magnetico. La corrente si interrompe quando questo movimento si interrompe.
Riso. 253. Con il movimento relativo della bobina e del magnete, si genera nella bobina una corrente di induzione: a) la bobina è posta su un magnete; b) il magnete viene spinto nella bobina
Diamo ora un'occhiata ad alcuni...
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Per favore aiutatemi con L.R. in fisica!
Laboratorio n. 4
Istruzioni per il lavoro
4. In base al tuo...
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Laboratorio n. 4
Studio del fenomeno dell'induzione elettromagnetica
Scopo del lavoro: studiare il fenomeno dell'induzione elettromagnetica.
Equipaggiamento: milliamperometro, bobina-bobina, magnete ad arco, generatore, bobina con nucleo in ferro da un elettromagnete pieghevole, reostato, chiave, fili di collegamento, modello di generatore di corrente elettrica (uno per classe).
Istruzioni per il lavoro
1. Collegare la bobina-bobina ai morsetti del milliamperometro.
2. Osservando le letture del milliamperometro, avvicinare uno dei poli del magnete alla bobina, quindi fermare il magnete per alcuni secondi, quindi avvicinarlo nuovamente alla bobina, facendolo scorrere al suo interno (Fig. 184). Annotare se nella bobina è apparsa una corrente di induzione durante il movimento del magnete rispetto alla bobina; durante la sua sosta.
3. Annotare se il flusso magnetico Ф, penetrando nella bobina, è cambiato durante il movimento del magnete; durante la sua sosta.
4. In base alle tue risposte alla domanda precedente, fai e...
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Scopo del lavoro: studiare il fenomeno dell'induzione elettromagnetica.
Come sapete, il fenomeno dell'induzione elettromagnetica consiste nel verificarsi di una corrente elettrica in un conduttore chiuso con una variazione del flusso magnetico che penetra nell'area coperta dal conduttore.
Un esempio di lavoro.
1. Assemblaggio dell'installazione (Fig. 152 del libro di testo).
2. Nel primo esperimento, si è formata una corrente di induzione nella bobina quando il magnete si è spostato rispetto alla bobina. Quando si frena il magnete
la forza della corrente di induzione è aumentata bruscamente e si è ridotta a zero quando il magnete si è fermato (riposato).
3. La variazione del flusso magnetico è la causa della corrente di induzione. Quelli. il flusso magnetico Ф, penetrando nella bobina, è cambiato insieme alla corrente di induzione, cioè durante il movimento del magnete.
4. Si è formata una corrente di induzione nella bobina quando il flusso magnetico che penetra in questa bobina è cambiato.
5. Quando il magnete si è avvicinato alla bobina, il flusso magnetico è cambiato, perché flusso magnetico...
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"Il giudice supremo di ogni
la teoria fisica è esperienza..."
Lev Davidovich Landau
Scopo del lavoro: studiare il fenomeno dell'induzione elettromagnetica.
Equipaggiamento: milliamperometro, bobina, magnete, fonte di alimentazione, bobina con nucleo in ferro da elettromagnete pieghevole, reostato, chiave, cavi di collegamento, modello generatore di corrente elettrica.
Prima di procedere con i lavori, ricordiamo le disposizioni di base riguardanti il fenomeno dell'induzione elettromagnetica.
Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica sta nel fatto che con qualsiasi cambiamento nel flusso magnetico che penetra nel circuito di un conduttore chiuso, in questo conduttore si forma una corrente elettrica, che esiste durante l'intero processo di modifica del flusso magnetico.
La corrente così ottenuta si chiama corrente di induzione.
Il valore della corrente di induzione non dipende dal motivo della variazione del flusso magnetico. L'unica cosa che conta è la velocità...
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Induzione elettromagnetica. Gli esperimenti di Faraday
Abbiamo visto che c'è sempre un campo magnetico attorno a un conduttore che trasporta corrente.
È possibile creare una corrente in un conduttore utilizzando un campo magnetico?
Questo problema è stato risolto da M. Faraday. Dopo intense ricerche, dopo aver speso molto lavoro e ingegno, è giunto alla conclusione: solo un campo magnetico che cambia nel tempo può generare una corrente elettrica.
Gli esperimenti di Faraday furono i seguenti. Se un magnete permanente viene spinto all'interno della bobina a cui è collegato il galvanometro (Fig. 2. a), nel circuito si genera una corrente elettrica. Se il magnete viene estratto dalla bobina, il galvanometro mostra anche la corrente, ma nella direzione opposta (Fig. 2, b). Una corrente elettrica si verifica anche quando il magnete è fermo e la bobina si muove (su o giù). Non appena il movimento si ferma, la corrente scompare immediatamente. Tuttavia, non tutti i movimenti di un magnete (o bobina) generano una corrente elettrica. Se si ruota il magnete attorno all'asse verticale (Fig. 2, c), ...
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Sai già che c'è sempre un campo magnetico attorno a una corrente elettrica. La corrente elettrica e il campo magnetico sono inseparabili l'uno dall'altro.
Ma se si dice che una corrente elettrica "crea" un campo magnetico, non c'è il contrario? È possibile "creare" una corrente elettrica con l'aiuto di un campo magnetico?
Un tale compito all'inizio del XIX secolo. ha cercato di risolvere molti scienziati. Lo ha messo di fronte anche lo scienziato inglese Michael Faraday. "Trasforma il magnetismo in elettricità": ecco come Faraday scrisse questo problema nel suo diario nel 1822. Lo scienziato ha impiegato quasi 10 anni di duro lavoro per risolverlo.
Michael Faraday (1791-1867)
fisico inglese. Ha scoperto il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, le sovracorrenti in chiusura e in apertura
Per capire come Faraday sia riuscito a "trasformare il magnetismo in elettricità", eseguiamo alcuni degli esperimenti di Faraday utilizzando strumenti moderni.
La Figura 119, a mostra che se un magnete viene inserito in una bobina chiusa a un galvanometro, allora ...
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corrente di induzione. Definizione. Condizioni di accadimento. grandezza e direzione.
Una corrente di induzione è una corrente che si verifica in un circuito conduttore chiuso in un campo magnetico alternato. Questa corrente può verificarsi in due casi. Se c'è un circuito fisso attraversato da un flusso variabile di induzione magnetica. Oppure quando un circuito conduttore si muove in un campo magnetico costante, che provoca anche un cambiamento nel flusso magnetico del circuito penetrante.
Figura 1 - Il conduttore si muove in un campo magnetico costante
La causa della corrente di induzione è il campo elettrico parassita, che è generato dal campo magnetico. Questo campo elettrico agisce su cariche libere in un conduttore posto in questo campo elettrico a vortice.
Figura 2 - campo elettrico a vortice
Puoi anche trovare una definizione del genere. La corrente induttiva è una corrente elettrica che si verifica a causa dell'azione di ...
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INDUZIONE ELETTROMAGNETICA
§ 1. Induzione reciproca
Nel 1820, un fisico danese stabilì sperimentalmente la relazione tra corrente elettrica e campo magnetico. L'essenza degli esperimenti di Oersted era che se una corrente elettrica passava attraverso il conduttore, si creava un campo magnetico attorno al conduttore, che poteva essere studiato usando un ago magnetico.
In un linguaggio non molto preciso, le scienze dell'epoca in cui furono condotti per la prima volta esperimenti simili, "L'elettricità diede origine al magnetismo".
La scoperta di Oersted, fatta come risultato di un semplice esperimento, servì da impulso per lo sviluppo di una nuova direzione nelle scienze naturali: la dottrina dell'elettromagnetismo. Oltre al fatto che questa scoperta ha comportato una catena di nuovi fondamentali esperimenti nel campo dello studio del rapporto tra fenomeni elettrici e magnetici (lo studio dell'interazione delle correnti parallele di A. Ampère), ha portato a una serie di importanti invenzioni , in particolare, l'elettromagnete (1820, F. Arago)...
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Insegnante di fisica GBOU scuola secondaria n. 58 della città di Sebastopoli Safronenko N.I.
Argomento della lezione: Gli esperimenti di Faraday. Induzione elettromagnetica.
Lavoro di laboratorio "Indagine sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica"
Obiettivi della lezione: Conoscere/capire: la definizione del fenomeno dell'induzione elettromagnetica. Essere in grado di descrivere e spiegare l'induzione elettromagnetica, essere in grado di osservare i fenomeni naturali, utilizzare semplici strumenti di misura per studiare i fenomeni fisici.
Sviluppo: sviluppare il pensiero logico, l'interesse cognitivo, l'osservazione.
Educativo: formare una convinzione nella possibilità di conoscere la natura, la necessità di un uso ragionevole delle conquiste della scienza per l'ulteriore sviluppo della società umana, il rispetto per i creatori della scienza e della tecnologia.
Equipaggiamento: Induzione elettromagnetica: bobina galvanometrica, magnete, bobina centrale, sorgente di corrente, reostato, bobina centrale CA, anello solido e scanalato, bobina...
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Prima parte dell'articolo: Induttori e campi magnetici
La relazione tra campi elettrici e magnetici
I fenomeni elettrici e magnetici sono stati studiati per molto tempo, ma a nessuno è mai venuto in mente di collegare in qualche modo questi studi tra loro. E solo nel 1820 si scoprì che un conduttore portatore di corrente agisce sull'ago della bussola. Questa scoperta apparteneva al fisico danese Hans Christian Oersted. Successivamente, l'unità di misura dell'intensità del campo magnetico nel sistema CGS è stata intitolata a lui: designazione russa E (Oersted), inglese - Oe. Il campo magnetico ha una tale forza nel vuoto ad un'induzione di 1 Gauss.
Questa scoperta ha suggerito che un campo magnetico potrebbe essere ottenuto da una corrente elettrica. Ma allo stesso tempo, sono sorti pensieri sulla trasformazione inversa, vale a dire su come ottenere una corrente elettrica da un campo magnetico. Dopotutto, molti processi in natura sono reversibili: il ghiaccio si ottiene dall'acqua, che può essere fusa nuovamente in acqua.
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Gli esperimenti di H. Oersted e A. Ampère (vedi § 1) hanno mostrato che una corrente elettrica crea un campo magnetico. È possibile fare il contrario, cioè con l'aiuto di un campo magnetico per ottenere una corrente elettrica? Dopo oltre 16mila esperimenti, il fisico e chimico inglese Michael Faraday ricevette una corrente elettrica il 29 agosto 1831 utilizzando il campo magnetico di un magnete permanente. Quali esperimenti condusse Faraday e qual era il significato della sua scoperta?
riproducendo gli esperimenti di Faraday
Chiudiamo la bobina al galvanometro e introduciamo un magnete permanente nella bobina. Durante il movimento del magnete, l'ago del galvanometro devierà, il che significa che è sorta una corrente elettrica nella bobina (Fig. 8.1, a).
Più velocemente muovi il magnete, maggiore sarà la corrente; se il movimento del magnete viene interrotto, si interrompe anche la corrente: la freccia torna a zero (Fig. 8.1, b). Togliendo il magnete dalla bobina, vediamo che l'ago del galvanometro devia nell'altra direzione (Fig. 8.1, c), e dopo che il magnete ha smesso di muoversi, torna di nuovo a zero.
Se lasciamo il magnete immobile e spostiamo la bobina (o avvicinandola al magnete, o allontanandola da esso, o ruotandola vicino al polo del magnete), osserveremo di nuovo la deviazione dell'ago del galvanometro.
Ora prendiamo due bobine - A e B - e mettiamole su un nucleo (Fig. 8.2). Colleghiamo la bobina B attraverso un reostato a una sorgente di corrente e chiudiamo la bobina A a un galvanometro. Se si sposta il cursore del reostato, una corrente elettrica scorrerà nella bobina A. La corrente si verificherà sia con un aumento che con una diminuzione della forza della corrente nella bobina B. Ma la direzione
Riso. 8.2. Se apri o chiudi il circuito della bobina B o cambi la corrente in essa, apparirà una corrente nella bobina A
Riso. 8.1. La presenza di corrente nella bobina è fissata da un galvanometro: a - se nella bobina è inserito un magnete, l'ago del galvanometro devia a destra; b - se il magnete è fermo, non c'è corrente e la freccia non devia; c - se il magnete viene rimosso dalla bobina, l'ago del galvanometro devia a sinistra
la corrente sarà diversa: con un aumento della corrente, l'ago del galvanometro devierà in una direzione e con una diminuzione nell'altra. La corrente nella bobina A si verificherà anche al momento della chiusura e al momento dell'apertura del circuito della bobina B.
Ci sarà una corrente nella bobina A (vedi Fig. 8.2) se viene spostata rispetto alla bobina B?
Tutti gli esperimenti considerati sono una versione moderna di quelli che Michael Faraday ha condotto per 10 anni e grazie ai quali è giunto alla conclusione: in un circuito conduttore chiuso,
corrente elettrica, se cambia il numero di linee di induzione magnetica che penetrano nella superficie limitata dal contorno.
Riso. 8.3. Il verificarsi di una corrente di induzione quando cambia il numero di linee di induzione magnetica che penetrano nel circuito: a - il circuito viene avvicinato al magnete; b - indebolire il campo magnetico in cui si trova il circuito
Questo fenomeno è stato chiamato induzione elettromagnetica e la corrente elettrica che si forma in questo caso è stata chiamata corrente di induzione (indotta) (Fig. 8.3).
Si verificherà una corrente di induzione in un telaio chiuso se il telaio viene traslato (senza girare) tra i poli di un elettromagnete (Fig. 8.4)?
scoprire le cause della corrente di induzione
Hai imparato quando si verifica una corrente di induzione in un circuito conduttore chiuso. E qual è la causa del suo verificarsi? Consideriamo due casi.
1. Il circuito conduttivo si muove in un campo magnetico (Fig. 8.3, a). In questo caso, le particelle cariche libere all'interno del conduttore si muovono insieme ad esso in una certa direzione. Un campo magnetico agisce sulle particelle cariche in movimento con una certa forza e, sotto l'azione di questa forza, le particelle iniziano a muoversi lungo il conduttore in una direzione diretta: nel conduttore si genera una corrente elettrica induttiva.
2. Un circuito conduttore fisso si trova in un campo magnetico alternato (Fig. 8.3, b). In questo caso, le forze che agiscono dal campo magnetico non possono dirigere il movimento caotico delle particelle cariche all'interno del conduttore. Perché nel circuito compare una corrente induttiva? Il fatto è che un campo magnetico alternato è sempre accompagnato dalla comparsa di un campo elettrico a vortice nello spazio circostante (le linee di forza di un tale campo sono chiuse). Pertanto, non un campo magnetico, ma elettrico, che agisce su particelle cariche libere in un conduttore, dà loro un movimento diretto, creando così una corrente di induzione.
Determinare la direzione della corrente di induzione
Per determinare la direzione della corrente di induzione, utilizziamo una bobina chiusa. Se si modifica il campo magnetico che penetra nella bobina (ad esempio avvicinando o allontanando il magnete), nella bobina appare una corrente di induzione che diventa essa stessa un magnete. Gli esperimenti mostrano: 1) se il magnete viene avvicinato alla bobina, la bobina sarà respinta dal magnete; 2) se il magnete viene rimosso dalla bobina, la bobina sarà attratta dal magnete.
Significa:
Riso. 8.5. La direzione della corrente di induzione in una bobina chiusa: a - il magnete viene avvicinato alla bobina; b - il magnete viene rimosso dalla bobina
Riso. 8.6. Se si ruota la cornice in un campo magnetico, nella cornice viene visualizzata una corrente di induzione
1) se il numero di linee di induzione magnetica che penetrano nella bobina aumenta (il campo magnetico all'interno della bobina aumenta), allora nella bobina si forma una corrente di induzione in una direzione tale che la bobina sarà rivolta verso il magnete con lo stesso polo (Fig. 8.5, a).
2) se il numero di linee di induzione magnetica che penetrano nella bobina diminuisce, nella bobina si forma una corrente di induzione in una direzione tale che la bobina sarà rivolta verso il magnete con un polo opposto (Fig. 8.5, b).
Conoscendo i poli della bobina ed utilizzando la mano destra (vedi § 3), è possibile determinare la direzione della corrente di induzione. Lo stesso avviene nel caso in cui due bobine siano poste su un nucleo comune (vedi paragrafo 5 del § 8).
Conoscere le fonti industriali di energia elettrica
Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica è utilizzato nei generatori elettromeccanici, senza i quali è impossibile immaginare la moderna industria dell'energia elettrica.
Un generatore elettromeccanico è un dispositivo in cui l'energia meccanica viene convertita in energia elettrica.
Scopriamo il principio di funzionamento di un generatore elettromeccanico. Prendiamo un telaio composto da diversi giri di filo e lo ruoteremo in un campo magnetico (Fig. 8.6). Quando il telaio ruota, il numero di linee magnetiche che lo penetrano aumenta o diminuisce. Di conseguenza, nella cornice appare una corrente, la cui presenza dimostra il bagliore della lampada.
I generatori industriali di corrente elettrica sono disposti quasi allo stesso modo dei motori elettrici, tuttavia, secondo il principio di funzionamento, il generatore è un motore elettrico "al contrario". Come un motore elettrico, un generatore è costituito da uno statore e da un rotore (Fig. 8.7). Il massiccio statore fisso (1) è un cilindro cavo, sulla cui superficie interna è presente uno spesso
filo isolato in rame - avvolgimento statorico (2). Il rotore (3) ruota all'interno dello statore. Esso, come il rotore del motore elettrico, è un grosso cilindro, nelle cui scanalature è inserito l'avvolgimento del rotore (4). Questo avvolgimento è alimentato da una sorgente CC. La corrente scorre attraverso l'avvolgimento del rotore, creando un campo magnetico che permea l'avvolgimento dello statore.
Sotto l'azione del vapore (nelle centrali termiche e nucleari) o dell'acqua che cade dall'alto (nelle centrali idroelettriche), il rotore del generatore inizia a ruotare rapidamente. Di conseguenza, il numero di linee di induzione magnetica che penetrano nelle spire dell'avvolgimento dello statore cambia e nell'avvolgimento appare una corrente di induzione. Dopo una serie di trasformazioni, questa corrente viene fornita ai consumatori di energia elettrica.
Imparare a risolvere i problemi Compito. La bobina e l'anello di alluminio sono posti su un nucleo comune (Fig. 1). Determinare la direzione della corrente di induzione nell'anello quando la chiave è chiusa. Come si comporterà l'anello quando la chiave è chiusa? qualche tempo dopo la chiusura della chiave? quando si apre la chiave?
Analisi di un problema fisico, soluzione
1) La corrente nella bobina è diretta verso l'alto lungo la sua parete anteriore (da "+" a "-"). Usando la mano destra determiniamo i poli della bobina (la direzione delle linee magnetiche all'interno della bobina): più vicino all'anello sarà il polo sud della bobina (Fig. 2).
2) Nel momento in cui la chiave è chiusa, la corrente nella bobina aumenta, quindi il campo magnetico all'interno dell'anello aumenta.
3) Nell'anello si forma una corrente di induzione in una direzione tale che l'anello verrà girato verso la bobina con lo stesso polo (sud) e respinto da esso.
4) Utilizzando la mano destra, determinare la direzione della corrente di induzione nell'anello (sarà opposta alla direzione della corrente nella bobina).
Quasi immediatamente dopo la chiusura dell'interruttore, la corrente nella bobina sarà costante, il campo magnetico all'interno dell'anello non cambierà e non ci sarà corrente di induzione nell'anello. L'anello è fatto di un materiale magneticamente debole, quindi difficilmente interagirà con la bobina.
Al momento dell'apertura della chiave, la corrente nella bobina diminuisce rapidamente, il campo magnetico creato dalla bobina si indebolisce. Una corrente di induzione sorge nell'anello in una direzione tale che l'anello sarà girato verso la bobina con un polo opposto e sarà attratto da esso per un breve periodo (Fig. 3).
Come determinare la direzione della corrente di induzione (algoritmo)
1. Determinare la direzione dell'induzione magnetica del campo magnetico esterno (B).
2. Scopriamo se il campo magnetico esterno è rafforzato o indebolito (il numero di linee di induzione magnetica che penetrano nel circuito aumenta o diminuisce).
3. Determinare la direzione del campo magnetico creato dalla corrente induttiva (B).
4. Determinare la direzione della corrente di induzione.
Riassumendo
In un circuito conduttore chiuso, quando cambia il numero di linee di induzione magnetica che penetrano nel circuito, si genera una corrente elettrica. Tale corrente è chiamata induzione e il fenomeno della presenza di corrente è chiamato induzione elettromagnetica.
Uno dei motivi del verificarsi di una corrente di induzione è che un campo magnetico alternato è sempre accompagnato dalla comparsa di un campo elettrico nello spazio circostante. Il campo elettrico agisce sulle particelle cariche libere nel conduttore e iniziano a muoversi in una direzione: si crea una corrente di induzione.
Domande di controllo
1. Descrivi gli esperimenti di M. Faraday. 2. Qual è il fenomeno dell'induzione elettromagnetica? 3. Quale corrente si chiama induzione? 4. Quali sono le cause della corrente di induzione? 5. Il funzionamento di quali dispositivi si basa sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica? Quali trasformazioni energetiche avvengono in loro? 6. Descrivere il dispositivo e il principio di funzionamento dei generatori di corrente elettrica.
Esercizio numero 8
1. Due bobine fisse sono disposte come mostrato in fig. 1. Un milliamperometro collegato ad una delle bobine registra la presenza di corrente. In quali condizioni è possibile?
2. In fig. 2 mostra un dispositivo chiamato "Lenz rings". Il dispositivo è composto da due anelli in alluminio (pieno e tagliato),
montato su una trave in alluminio che può ruotare facilmente attorno ad un asse verticale.
1) Come si comporterà l'anello solido del dispositivo se: a) si avvicina un magnete? b) rimuovere il magnete da esso? c) avvicinare un magnete con il polo sud?
2) Determinare per ogni caso a-c al punto 1 la direzione della corrente di induzione nell'anello pieno e la direzione di induzione del campo magnetico creato da tale corrente.
3) Cosa succede se il magnete viene avvicinato all'anello di alluminio tagliato?
3. Due bobine sono poste su un nucleo (Fig. 3). Determinare la direzione della corrente di induzione nella bobina A se: 1) chiude il circuito; 2) aprire il circuito; 3) spostare verso sinistra il cursore del reostato; 4) spostare il cursore del reostato verso destra.
4. Componi un problema inverso al problema considerato nel paragrafo 5 del § 8. Risolvi il problema formulato.
LABORATORIO #2
Argomento. Osservazione del fenomeno dell'induzione elettromagnetica.
Scopo: studiare le condizioni per il verificarsi di una corrente di induzione in una bobina chiusa; scoprire i fattori da cui dipendono la forza e la direzione della corrente di induzione.
Equipaggiamento: milliamperometro, due nastri o due magneti a ferro di cavallo, una bobina di filo su telaio, un pennarello.
istruzioni per il lavoro
preparazione per l'esperimento
1. Prima di iniziare il lavoro, ricorda:
1) requisiti di sicurezza quando si lavora con circuiti elettrici;
2) le regole che devono essere osservate quando si misura la forza della corrente con un amperometro;
3) come l'intensità della corrente di induzione dipende dalla velocità di variazione del campo magnetico;
4) cosa determina la direzione della corrente di induzione.
2. Completa l'attività. Sulla fig. 1-4 mostra una striscia magnetica, una bobina fissata a un milliamperometro, ed è indicata la direzione della velocità del magnete. Trasferisci i disegni sul tuo quaderno e per ogni caso: 1) indica i poli magnetici della bobina; 2) determinare e mostrare la direzione della corrente di induzione nella bobina.
3. Montare il circuito elettrico collegando i fili della bobina ai terminali del milliamperometro.
4. Contrassegnare un'estremità della bobina con un pennarello.
Rispettare rigorosamente le istruzioni di sicurezza (vedi risguardo). Esperimento 1
Scoprire le condizioni per il verificarsi di una corrente di induzione in un conduttore chiuso e i fattori da cui dipende la direzione della corrente di induzione.
Tenendo la bobina e il magnete tra le mani, eseguire in sequenza gli esperimenti elencati nella tabella. 1. Compila la tabella. uno.
Nota! Il magnete deve essere inserito nella bobina e da essa prelevato solo dal lato dell'estremità della bobina su cui è posizionato il segno.
Tabella 1
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Azioni con magnete e bobina |
Come si comporta l'ago del milliamperometro (devia a sinistra, a destra, non devia) |
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Introduciamo un magnete nella bobina con il polo nord |
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Lascia il magnete fermo |
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Estrarre il magnete dalla bobina |
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Introduciamo un magnete nella bobina con il polo sud |
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Lascia il magnete fermo |
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Estrarre il magnete dalla bobina |
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Avvicinare la bobina al polo sud del magnete |
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Avvicinare la bobina al polo nord del magnete |
Analisi dei risultati dell'esperimento 1
Analizza la tabella. 1 e formulare una conclusione nella quale indicare:
1) in quali condizioni si verifica una corrente di induzione in una bobina chiusa;
2) come cambia la direzione della corrente di induzione al variare della direzione di movimento del magnete;
3) come cambia la direzione della corrente di induzione al variare del polo del magnete, che viene avvicinato o allontanato dalla bobina.
Esperimento 2
Scoprire i fattori da cui dipende il valore della corrente di induzione. Tenendo la bobina e il magnete tra le mani, eseguire in sequenza gli esperimenti elencati nella tabella. 2. Ogni volta, prendere le letture del milliamperometro e inserirle nella tabella. 2.
Tavolo 2
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Azioni con magnete e bobina |
Corrente I, mA |
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Inserire rapidamente il magnete nella bobina |
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Inserire lentamente il magnete nella bobina |
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Introduciamo rapidamente due magneti nella bobina, piegati con gli stessi poli |
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Inserire lentamente due magneti con poli simili nella bobina. |
Analisi dei risultati dell'esperimento 2
Analizza la tabella. 2 e formulare una conclusione nella quale indicare:
1) come l'intensità della corrente di induzione dipende dalla velocità del movimento relativo del magnete e della bobina;
2) come l'intensità della corrente di induzione dipende dal valore dell'induzione del campo magnetico esterno, il cui cambiamento ha fatto apparire la corrente nella bobina.
Compito creativo
Pensa e scrivi un piano per condurre esperimenti per studiare le condizioni per il verificarsi di una corrente di induzione in una bobina chiusa per i casi in cui due bobine sono poste su un nucleo comune (vedi Fig. 5-7). Sperimenta se possibile. Formulare conclusioni. Per ogni bobina, indicare i poli e la direzione della corrente.
RIASSUMENDO LA SEZIONE I "Campo magnetico"
1. Studiando la sezione I, hai scoperto che il primo uomo ha imparato a conoscere i magneti permanenti e ha iniziato a usarli; gli elettromagneti furono creati molto più tardi.
2. Hai appreso che c'è un campo magnetico vicino a un corpo magnetizzato, una particella carica in movimento e un conduttore con corrente.
un campo magnetico
una forma di materia che esiste vicino a corpi magnetizzati, conduttori con corrente e corpi o particelle caricati in movimento e agisce su altri corpi magnetizzati, conduttori con corpi o particelle caricati correnti e mobili situati in questo campo
3. Hai imparato che tutte le sostanze sono magnetizzate in un campo magnetico, ma in modi diversi.
PROPRIETÀ MAGNETICHE DELLE SOSTANZE
4. Hai scoperto che una forza Ampere agisce su un conduttore di corrente posto in un campo magnetico.
AMPLIFICATORE DI POTENZA
Applicazione pratica della forza di Ampere
5. Hai riprodotto gli esperimenti di M. Faraday e hai fatto conoscenza con il fenomeno dell'induzione elettromagnetica.
IL FENOMENO DELL'INDUZIONE ELETTROMAGNETICA
Gli esperimenti di Faraday
Generazione di corrente industriale
Quando il numero di linee di induzione magnetica che penetrano in una bobina chiusa cambia, nella bobina appare una corrente elettrica induttiva
Generatore elettromeccanico -
un dispositivo che converte l'energia meccanica in energia elettrica per induzione elettromagnetica
INCARICHI DI AUTOPROVA PER LA SEZIONE I "Campo magnetico"
Le attività 1, 2, 5-7 contengono solo una risposta corretta.
1. (1 punto) Il polo sud magnetico dell'ago di una bussola di solito indica:
a) al polo nord geografico della Terra;
b) il polo sud magnetico della Terra;
c) il polo sud geografico della Terra;
d) l'equatore terrestre.
2. (1 punto) Il campo magnetico di una bobina con corrente si indebolisce se:
a) inserire un'anima di ferro nella bobina; c) ridurre la forza attuale;
b) aumentare il numero di spire dell'avvolgimento; d) aumentare la corrente.
Esperimento A di A. Ampere Esperimento B di V. Hilbert Esperimento C di H. Oersted Esperimento D di S. Coulomb Esperimento E di M. Faraday
3. (2 punti) Abbina il fatto scientifico con gli esperimenti che hanno portato a quel fatto.
1 C'è un campo magnetico attorno a un conduttore percorso da corrente
2 C'è un campo magnetico attorno al pianeta Terra
3 Due conduttori con corrente interagiscono
4 Il campo magnetico variabile crea un campo elettrico
4. (2 punti) Elenca tutte le affermazioni corrette.
a) Il polo di un magnete è l'area sulla superficie di un magnete in cui l'azione magnetica è più forte.
b) Le linee di induzione di un campo magnetico uniforme possono essere curve.
c) L'unità SI dell'induzione magnetica è il tesla.
d) Il rotore è la parte fissa del motore.
5. (2 punti) In quale caso (Fig. 1) la direzione delle linee di induzione del campo magnetico di un conduttore diretto con corrente è indicata correttamente?
Giusto?
7. (2 punti) Un conduttore rettilineo lungo 0,6 m si trova in un campo magnetico uniforme con un'induzione di 1,2 mT ad un angolo di 30° rispetto alle linee di induzione del campo magnetico. Determinare la forza in ampere che agisce sul conduttore se la corrente al suo interno è 5 A.
a) 1,8 mN; b) 2,5 mN; c) 3,6 mN; d) 10 mN.
8. (2 punti) Prima che il grano colpisca le macine, viene fatto passare tra i poli di un potente elettromagnete. Perché lo fanno?
9. (3 punti) L'ago magnetico è installato nel campo magnetico della bobina con corrente (Fig. 3). Determina i poli della sorgente di corrente.
10. (3 punti) Il telaio ruota nel campo magnetico di un magnete permanente (Fig. 4). Determinare i poli della sorgente di corrente a cui è collegato il telaio.
11. (3 punti) Un conduttore con corrente si trova nel campo magnetico di un magnete a ferro di cavallo (Fig. 5). Determina i poli del magnete.
12. (3 punti) Un ago magnetico devierà dalla direzione nord-sud se gli viene portata una sbarra di ferro? barra di rame?
13. (4 punti) Determinare i poli dell'elettromagnete di fig. 6. Come cambierà la forza di sollevamento dell'elettromagnete se il cursore del reostato viene spostato a sinistra?
14. (4 punti) Determinare la direzione della corrente induttiva nell'anello conduttore chiuso nel momento in cui la chiave è chiusa (Fig. 7).
15. (4 punti) Un'asta d'acciaio lunga 40 cm e pesante 50 g giace perpendicolare ai binari orizzontali (Fig. 8). Un campo magnetico uniforme con un'induzione di 0,25 T è diretto lungo le rotaie. Attraverso l'asta viene fatta passare una corrente elettrica di 2 A. Con quale forza l'asta preme sui binari?
Verifica le tue risposte con quelle date alla fine del libro di testo. Segna le attività che hai completato correttamente e calcola i punti totali. Quindi dividere questo importo per tre. Il risultato corrisponderà al livello dei tuoi risultati educativi.
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Dalle stelle alle rane "volanti", o perché sono necessari magneti super potenti
La maggior parte delle persone associa i magneti a una bussola. Gli ingegneri ricorderanno le loro applicazioni nei motori elettrici e nei generatori di corrente elettrica. Ma tutti questi disegni sono noti da tempo. Questo significa che non sono più necessari ulteriori studi sui fenomeni magnetici?
Non affrettarti a rispondere, ricorda, ad esempio, i treni "senza attrito". Le rotaie per tali treni sono un campo magnetico. Due magneti, uno dei quali si trova nei supporti, e il secondo nel treno stesso, si fronteggiano con gli stessi poli, il che significa che si respingono. Di conseguenza, il treno sembra "volare" sulla strada. I vantaggi di una tale soluzione tecnica sono stati descritti in dettaglio nella "Pagina Enciclopedica" del libro di testo per il grado 7. Per il movimento dei treni "senza attrito" utilizzare magneti per impieghi gravosi. E quali magneti sono chiamati per impieghi gravosi e dove altro vengono utilizzati?
Per cominciare, confrontiamo l'induzione dei campi magnetici creati da vari oggetti. La tabella seguente mostra quante volte l'induzione B del campo magnetico di un dato oggetto differisce dall'induzione B 3 del campo magnetico terrestre. Il campo magnetico terrestre è relativamente debole, tuttavia, può influenzare l'accuratezza di numerosi esperimenti e gli scienziati hanno imparato a schermarlo (ridurre) in stanze appositamente attrezzate: stanze schermate magneticamente. L'induzione del campo magnetico in una stanza del genere è 10 milioni di volte inferiore a quella sulla superficie terrestre.
Come puoi vedere dalla tabella, è stato creato un magnete, la cui induzione del campo magnetico è 200.000 volte maggiore dell'induzione del campo magnetico terrestre. A cosa servono questi potenti magneti?
Valori relativi dei campi magnetici
Prima di tutto, sono necessari magneti per impieghi gravosi per trattenere i fasci di particelle cariche negli acceleratori. Sulla fig. 1 mostra uno dei più grandi acceleratori del mondo. Le particelle cariche si muovono lungo un anello gigante con un diametro di diversi chilometri. Affinché le particelle "non schizzino" sulle pareti, sono necessari magneti per impieghi gravosi (Fig. 2).
L'uso di magneti per impieghi gravosi in medicina è ampiamente noto: con il loro aiuto si ottengono immagini di organi interni umani (Fig. 3, 4). A differenza della diagnostica che utilizza i raggi X, il metodo della risonanza magnetica è molto più sicuro.
E infine, diamo un altro esempio dell'uso di magneti per impieghi gravosi. Gli ingegneri hanno già fatto “volare” treni pesanti, ma è possibile insegnare a una persona o un animale a volare?
Si scopre che è tutta una questione di materiali. I ferromagneti possono essere utilizzati nella progettazione del treno per aumentare il campo magnetico, ma le sostanze che compongono il corpo non hanno tali proprietà. Non impiantare nel corpo del "pezzo di ferro"!
Sulla strada per padroneggiare la levitazione, i potenti magneti hanno aiutato. Si è scoperto che in presenza di campi magnetici molto forti, anche un debole magnetismo dell'organismo è sufficiente per fornire la forza repulsiva necessaria. Gli scienziati sono riusciti a far "volare" una rana posizionandola durante un esperimento su un magnete super potente (Fig. 5). Secondo i ricercatori, dopo il volo, il tester si sentiva normale. Dipende dal "piccolo": devi aumentare il campo magnetico di 10-100 volte e una persona conoscerà l'inebriante sensazione di volare.
Temi indicativi del progetto
1. Materiali magnetici e loro utilizzo.
2. Registrazione magnetica delle informazioni.
3. Manifestazione e applicazione delle interazioni magnetiche in natura e tecnologia.
4. Campo geomagnetico della Terra.
5. Tempeste magnetiche e loro impatto sulla salute umana.
6. Vari dispositivi elettromagnetici.
7. Generatori di corrente elettrica.
Argomenti di abstract e messaggi
1. Influenza del campo magnetico sulla qualità e sulla velocità di germinazione dei semi.
2. Influenza del campo magnetico sulla vita e sulla salute umana.
3. Forza di Lorentz. Manifestazioni della forza di Lorentz in natura, applicazione nella tecnologia.
4. Storia dello studio del magnetismo.
5. Momenti magnetici dell'atomo e sue parti costituenti.
6. Sostanze antimagnetiche e loro applicazione.
7. Contributo di scienziati ucraini allo studio del magnetismo.
8. M. Faraday e J. Maxwell sono i fondatori della teoria del campo elettromagnetico.
9. Tempeste magnetiche nell'atmosfera dei pianeti giganti Saturno e Urano.
10. Nikola Tesla è un uomo in anticipo sui tempi.
11. Come funzionano gli acceleratori di particelle cariche.
12. Che cos'è un separatore magnetico ea cosa serve.
13. Generatore MHD: cosa genera e come funziona.
14. Che cos'è un ciclo di isteresi e come è correlato alla magnetizzazione e alla rimagnetizzazione.
15. Fluido magnetico: proprietà uniche, esempi applicativi.
temi di ricerca sperimentale
1. Studio delle proprietà dei magneti permanenti.
2. Studio del campo magnetico terrestre.
3. Misura dell'induzione magnetica del campo magnetico della bobina con la corrente; campo magnetico di un magnete a ferro di cavallo.
4. Produzione di un generatore di corrente elettrica.
5. Studio del fenomeno dell'induzione elettromagnetica.
6. Fabbricazione di fluido magnetico, studio delle sue proprietà.
7. Produzione di un motore elettrico.
Questo è materiale da manuale.
