Elektromagnetna indukcija Majkl Faradej Michael Faraday 1791 1867

Elektromagnetna indukcija Majkl Faradej (Michael Faraday, 1791 -1867) By Radovan Sredanović

Električna struja, magnetno polje, kretanje Električna struja Magnetno polje Kretanje provodnika • Na električnu struju u magnetnom polju djeluje magnetna (Amperova) sila. Magnetna sila pokreće strujni provodnik! • Može li kretanje provodnika u magnetnom polju proizvesti električnu struju? Kretanje provodnika Magnetno polje Električna struja ? ?

Ogled 1. Kretanje magneta u blizini solenoida Položaj magneta Pokazivanje galvanometra Magnet miruje (u blizni kalema) Nema skretanja kazaljke galvanometra Magnet se kreće prema kalemu Kazaljka galvanometra skreće na jednu stranu Magnet miruje unutar kalema Nema skretanja kazaljke galvanometra Magnet se izvlači i kreće od kalema Kazaljka galvanometra skreće na drugu stranu Magnet miruje (u blizini kalema) Nema skretanja kazaljke galvanometra Električna struja postoji samo dok se magnet kreće! Ako manet i solenoid zamijene uloge - magnet miruje na stolu a solenoid kreće, dešava se potpuno isto. Kazaljka ampermetra skreće na isti način.

Ogled 2. Spregnuta strujna kola Svako uključivanje prekidača u primarnom kolu proizvodi kratkotrajne struje u sekundarnom kolu! Majkl Faradaj kratkotrajne indukovane struje naziva „talasima elektriciteta“.

Magnetni fluks Protok magnetnog polja kroz ram – magnetni fluks (protok magnetnog polja)! Jedinica magnetnog fluksa – Weber: 1 Wb = 1 T · 1 m 2 Strujanje vode kroz poprečni presjek cijevi – protok vode !

Indukovana EMS (indukovana struja) Magnetni fluks kroz zatvoreni provodnik se mijenja onda kada nastane: 1. Promjena jačine magnetnog polja - intenziteta magnetne indukcije, 2. Promjena površine zatvorenog provodnika, 3. Promjena orijentacije površine provodnika u odnosu na linije magnetnog polja. Indukovana EMS (napon) u zatvorenom provodniku jednaka je brzini promjene magnetnog fluksa! Lencovo pravilo: indukovana struja svojim poljem, teži da poništi nastalu promjenu magnetnog fluksa!

Lencovo pravilo 1. 2. 3. 4. 5. Magnet miruje Magnetni fluks kroz ram je konstantan Nema indukovane ems Nema indukovane struje Nema magnetnog polja indukovane struje 1. 2. 3. 4. 5. Magnet se kreće prema ramu Magnetni fluks polja B 1 raste Indukuje se ems u ramu Indukovana struja teče u smjeru suprotnom od kazaljke na satu Magnetno polje indukovane struje B 2 ima suprotan smjer od polja stalnog magneta B 1 1. 2. 3. 4. 5. Magnet se kreće od rama Magnetni fluks polja B 1 opada Indukuje se ems u ramu Indukovana struja teče u smjeru kazaljke na satu Magnetno polje indukovane struje B 2 ima isti smjer kao polje stalnog magneta B 1 Indukovana struja teži da održi konstantnim magnetni fluks kroz ram. Sopstvenim magnetnim poljem teži da poništi svaku promjenu magnetnog fluksa kroz ram.

Primjer 1 1. Homogeno magnetno polje indukcije 0, 2 m. T normalno je na površinu kvadrata stranice 10 cm. Za koliko će se promijeniti magnetni fluks polja kroz kvadrat ako se njegova stranica poveća za 5 cm? Rješenje: B = 0, 2 m. T = 0, 0002 T; a 1 = 10 cm = 0, 1 m; a 2 = 15 cm = 0, 15 m; ΔΦ = ? Početni fluks polja kroz kvadrat je: Fluks polja kroz kvadrat nakon povećanja njegove stranice je: Na kraju je promjena magnetnog fluksa:

Primjer 2 1. Homogeno magnetno polje indukcije 0, 8 T normalno je na poprečni presjek solenoida površine 5 cm 2. Solenoid ima 100 navojaka. Kolika ems se indukuje u solenoidu ako se magnetna indukcija ravnomjerno smanji do nule, u toku 10 μs? Rješenje: B 1 = 0, 8 T; S = 5 cm 2 t = 10 μs; B 2 = 0; ε=? Na osnovu Faradejevog zakona u jednom navojku solenoida indukuje se ems: Ukupna ems u solenoidu je stoga: