Elektromagnētiskās indukcijas likums
Vikipēdijas raksts
Elektrodinamika | |
Elektrodinamikas pamatvienādojumi | |
1. Maksvela diferenciālvienādojumi | |
1.1. Integrālie Maksvela vienādojumi | |
2. Elektriskais lauks | |
2.1. Gausa teorēma (Elektriskā lauka plūsma) | |
2.2. Elektriskā lauka cirkulācija | |
2.3. Kulona likums | |
2.4. Elektriskā strāva | |
2.5. Strāvas nepārtrauktības vienādojums | |
2.6. Pilnās strāvas nepārtrauktības vienādojums | |
2.7. Nobīdes strāva | |
2.8. Elektriskā lādiņa nezūdamības likums | |
2.9. Elektromagnētiskās indukcijas likums | |
3. Magnētiskais lauks | |
3.1. Magnētiskās indukcijas plūsma | |
3.2. Magnētiskās indukcijas cirkulācija | |
3.3. Lorenca spēks | |
4. Elektromagnētiskā lauka avoti | |
5. Elektromagnētiskā lauka enerģija | |
6. Delta funkcija |
Elektromagnētiskās indukcijas likums ir
-
- kur
ir indukcijas elektrodzinējspēks, kuru rada mainīga magnētiskā plūsma V)
ir magnētiskās plūsmas izmaiņa (Wb)
ir laiks, kurā notiek magnētiskās plūsmas izmaiņa (s)
- kur
-
Satura rādītājs |
[izmainīt šo sadaļu] Likuma atklāšana
1831. gadā Maikls Faradejs atklāja šo likumu, kurš ir viens no svarīgākajiem elektromagnētisma likumiem. Elektromagnētiskās indukcijas likums M. Faradejs formulēja, izmantojot elektriskās intensitātes cirkulācijas jēdzienu.
[izmainīt šo sadaļu] Elektromagnētiskās indukcijas likuma iegūšana
Pieņemot, ka telpā ir magnētiskais lauks, kura indukcija ir tāda, ka pastāv tās plūsma
caur noslēgtu vadošu kontūru
, kura ierobežo virsmu
. Saskaņā ar Faradeja likumu, laikā mainoties (ar kontūru saķēdētai) magnētiskajai plūsmai, t.i.,
, kontūrā plūst indukcijas strāva. Tātad vadītājā ir radies elektriskais lauks
, kurš pārvieto lādiņnesējus, veicot darbu.
Tā kā elektriskā lauka darbs ir elektriskā lauka cirkulācija , tad elektromagnētiskās indukcijas likums ir
[izmainīt šo sadaļu] Mīnusa zīme
Vektorus un
virzienus vienmēr saista labās vītnes skrūves likums. Tomēr, ja
, tad mīnusa zīmes dēļ
ir vērsts pretējā virzienā.
Inducētās strāvas magnētiskais lauks (sekundārais magnētiskais lauks) ir vērsts pretī sākotnējam laukam un kavē tā pieaugšanu (Lenca likums).
Ja , inducētā strāva cenšas zūdošo lauku uzturēt. Arī šeit darbojas Lenca likums.
[izmainīt šo sadaļu] Lenca likums
Lenca likums: inducētā strāva vienmēr darbojas pretī tām magnētiskā lauka izmaiņām, kuras šo strāvu ir inducējušas.
Vairāk par Lenca likumu skatīt šeit
[izmainīt šo sadaļu] Indukcijas elektrodzinējspēks
Indukcijas elektrodzinējspēks apzīmē ar vai
. Un kā jau tika noskaidrots, elektrodzinējspēks ir
Vairāk par indukcijas elektrodzinējspēku skatīt šeit
[izmainīt šo sadaļu] Elektromagnētiskās indukcijas likuma vispārinājums
Vadītāja kontūra magnētiskajā laukā var arī nebūt.
Laikā mainīgs magnētiskais lauks vienmēr ap indukcijas līnijām inducē elektrisko virpuļlauku
, kura cirkulācija pa jebkuru (arī iedomātu) kontūru ir atšķirīga no nulles.
[izmainīt šo sadaļu] Virpuļlauks
Virpuļlauks nav potenciāls. Tas, pārvietojot lādiņu pa noslēgtu kontūru , veic no nulles atšķirīgu darbu.
[izmainīt šo sadaļu] Magnētiskās indukcijas plūsma
Magnētiskās indukcijas plūsma, kura šķeļ kontūra aptverto virsmu
, var mainīties divējādi:
- Var deformēties pats kontūrs. Tādējādi mainās virsma, kuru šķeļ plūsma, un
.
- Magnētiskais lauks var būt nestacionārs, proti,
nav vienāds ar nulli. Šajā gadījumā ar kontūru saķēdētā indukcijas plūsma mainās laikā. Džeimss Klarks Maksvels bija pirmais, kurš saskatīja šo iespēju. Viņš vienā diferenciālvienādojumā sasaistīja laikā mainīgu magnētisko lauku ar tā inducēto elektrisko virpuļlauku.