สนามไฟฟ้าวอร์เท็กซ์ การเหนี่ยวนำ EMF ในตัวนำที่กำลังเคลื่อนที่ สรุปบทเรียน สนามไฟฟ้า Vortex - ไฮเปอร์มาร์เก็ตแห่งความรู้ ตอกย้ำเนื้อหาที่เรียนรู้

สไลด์ 2

ตรวจการบ้าน

รายงานเกี่ยวกับ E.H. Lenze (นักเรียนเตรียมพร้อม)

สไลด์ 3

คำสั่งทางกายภาพ:

1. ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร? 2. กระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในวงจรนำไฟฟ้าแบบปิดภายใต้สภาวะใด 3.-4 ต่อวลี: 3. ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านพื้นผิวของพื้นที่ S คือปริมาณ... 4. ตามกฎของ Lenz กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในวงจรปิด...

สไลด์ 4

5. กำหนดกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า 6. 7. 8. S N V ตัวนำเคลื่อนที่ข้ามเส้นสนามแม่เหล็กจากขวาไปซ้าย กำหนดทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ V กำหนดทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กและขั้วของแม่เหล็กถาวร S กำหนดขั้วของแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

สไลด์ 5

สนามไฟฟ้าวอร์เท็กซ์

แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้นเมื่อใด? แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำเกิดขึ้นทั้งในตัวนำที่อยู่นิ่งซึ่งวางอยู่ในสนามที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา หรือในตัวนำที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก ซึ่งอาจไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา

สไลด์ 6

สไลด์ 7

MAXWELL James Clerk (1831-79) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ผู้สร้างวิชาพลศาสตร์ไฟฟ้าคลาสสิก หนึ่งในผู้ก่อตั้งฟิสิกส์เชิงสถิติ ผู้จัดงาน และผู้อำนวยการคนแรก (ตั้งแต่ปี 1871) ของห้องปฏิบัติการ Cavendish การพัฒนาแนวคิดของ M. Faraday เขาได้สร้างทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (สมการของ Maxwell) แนะนำแนวคิดเรื่องกระแสการกระจัด ทำนายการมีอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และหยิบยกแนวคิดเกี่ยวกับธรรมชาติของแสงแม่เหล็กไฟฟ้า ก่อตั้งการกระจายทางสถิติตั้งชื่อตามเขา เขาศึกษาความหนืด การแพร่ และการนำความร้อนของก๊าซ แสดงให้เห็นว่าวงแหวนของดาวเสาร์ประกอบด้วยวัตถุแต่ละชิ้น ใช้งานได้กับการมองเห็นสีและการวัดสี (ดิสก์แมกซ์เวลล์), เลนส์ (เอฟเฟกต์แมกซ์เวลล์), ทฤษฎีความยืดหยุ่น (ทฤษฎีบทของแมกซ์เวลล์, แผนภาพแมกซ์เวลล์-เครโมนา), อุณหพลศาสตร์, ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์ ฯลฯ

สไลด์ 8

สนามแม่เหล็กจะก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา

สไลด์ 9

สไลด์ 10

การทำงานของสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนเมื่อเคลื่อนที่ประจุบวกหนึ่งประจุไปตามตัวนำที่อยู่กับที่แบบปิดจะมีค่าเท่ากับตัวเลขเท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในตัวนำนี้

สไลด์ 11

สไลด์ 12

อะไรคือความแตกต่างระหว่างสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนกับสนามไฟฟ้าศักย์?

สไลด์ 13

Jean Bernard Leon Foucault 18 กันยายน พ.ศ. 2362 ปารีส - 11 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2411 นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส สมาชิกของ Paris Academy of Sciences Foucault Currents การใช้เตาเหนี่ยวนำ ในหลายกรณี กระแส Foucault เป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์ ดังนั้นจึงต้องมีมาตรการพิเศษ นำไปลดพวกเขา โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระแสเหล่านี้ทำให้เกิดความร้อนที่แกนเฟอร์โรแมกเนติกของหม้อแปลงและชิ้นส่วนโลหะของเครื่องจักรไฟฟ้า เพื่อลดการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าอันเนื่องมาจากการเกิดกระแสไหลวน แกนหม้อแปลงไม่ได้ถูกสร้างขึ้นจากชิ้นส่วนเฟอร์โรแมกเนติกที่เป็นของแข็ง แต่มาจากแผ่นโลหะแต่ละแผ่นที่แยกออกจากกันด้วยชั้นอิเล็กทริก

สิ่งต่อไปนี้สามารถเกิดขึ้นได้ผ่านวงจร 1) ในกรณีของวงจรนำไฟฟ้าคงที่วางไว้ในสนามแปรผันตามเวลา 2) ในกรณีตัวนำเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กซึ่งอาจไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา ค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในทั้งสองกรณีถูกกำหนดโดยกฎหมาย (2.1) แต่ที่มาของแรงเคลื่อนไฟฟ้านี้แตกต่างกัน

ให้เราพิจารณากรณีแรกของการเกิดกระแสเหนี่ยวนำก่อน ลองวางขดลวดวงกลมที่มีรัศมี r ในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอซึ่งแปรผันตามเวลา (รูปที่ 2.8) ปล่อยให้การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กเพิ่มขึ้น จากนั้นฟลักซ์แม่เหล็กผ่านพื้นผิวที่ถูกจำกัดโดยขดลวดจะเพิ่มขึ้นตามเวลา ตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะปรากฏในขดลวด เมื่อการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงตามกฎเชิงเส้น กระแสเหนี่ยวนำจะคงที่

แรงใดที่ทำให้ประจุในขดลวดเคลื่อนที่? สนามแม่เหล็กเองที่เจาะเข้าไปในขดลวดไม่สามารถทำเช่นนี้ได้เนื่องจากสนามแม่เหล็กทำหน้าที่เฉพาะกับประจุที่เคลื่อนที่ (นี่คือสิ่งที่แตกต่างจากประจุไฟฟ้า) และตัวนำที่มีอิเล็กตรอนอยู่ในนั้นจะไม่เคลื่อนที่

นอกจากสนามแม่เหล็กแล้ว ประจุทั้งที่เคลื่อนที่และอยู่กับที่ยังได้รับผลกระทบจากสนามไฟฟ้าอีกด้วย แต่สนามเหล่านั้นที่มีการพูดคุยกันจนถึงตอนนี้ (ไฟฟ้าสถิตหรือคงที่) นั้นถูกสร้างขึ้นโดยประจุไฟฟ้า และกระแสเหนี่ยวนำจะปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากการกระทำของสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าอิเล็กตรอนในตัวนำที่อยู่นิ่งนั้นถูกขับเคลื่อนด้วยสนามไฟฟ้า และสนามนี้ถูกสร้างขึ้นโดยตรงจากสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง สิ่งนี้สร้างคุณสมบัติพื้นฐานใหม่ของสนาม: การเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป สนามแม่เหล็กจะสร้างสนามไฟฟ้า - เจ. แม็กซ์เวลล์บรรลุข้อสรุปนี้เป็นครั้งแรก

ตอนนี้ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าปรากฏขึ้นต่อหน้าเราในมุมมองใหม่ สิ่งสำคัญในนั้นคือกระบวนการสร้างสนามไฟฟ้าจากสนามแม่เหล็ก ในกรณีนี้การมีอยู่ของวงจรตัวนำเช่นขดลวดจะไม่เปลี่ยนสาระสำคัญของกระบวนการ ตัวนำที่มีการจ่ายอิเล็กตรอนอิสระ (หรืออนุภาคอื่นๆ) ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ โดยอนุญาตให้ตรวจจับสนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นได้เพียงตัวเดียวเท่านั้น

สนามแม่เหล็กจะทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในตัวนำและเผยให้เห็นตัวเอง สาระสำคัญของปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในตัวนำที่อยู่กับที่นั้นไม่ได้เป็นลักษณะของกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำมากนัก แต่เป็นลักษณะของสนามไฟฟ้าที่ทำให้เกิดประจุไฟฟ้าในการเคลื่อนที่

สนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเมื่อสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงมีลักษณะแตกต่างไปจากไฟฟ้าสถิตอย่างสิ้นเชิง

มันไม่ได้เชื่อมต่อโดยตรงกับประจุไฟฟ้า และเส้นความตึงเครียดไม่สามารถเริ่มต้นและสิ้นสุดที่ประจุไฟฟ้าได้ พวกมันไม่ได้เริ่มต้นหรือสิ้นสุดที่ใดเลย แต่เป็นเส้นปิด คล้ายกับเส้นเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก นี่แหละที่เรียกว่า สนามไฟฟ้ากระแสน้ำวน (รูปที่ 2.9)

ยิ่งการเหนี่ยวนำแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงเร็วเท่าใด ความแรงของสนามไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ตามกฎของเลนซ์ เมื่อการเหนี่ยวนำแม่เหล็กเพิ่มขึ้น ทิศทางของเวกเตอร์ความเข้มของสนามไฟฟ้าจะก่อตัวเป็นสกรูด้านซ้ายตามทิศทางของเวกเตอร์ ซึ่งหมายความว่าเมื่อสกรูที่มีเกลียวซ้ายหมุนไปในทิศทางของเส้นความแรงของสนามไฟฟ้า การเคลื่อนที่ของสกรูจะเคลื่อนที่ไปพร้อมกับทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ในทางตรงกันข้าม เมื่อการเหนี่ยวนำแม่เหล็กลดลง ทิศทางของเวกเตอร์ความเข้มจะก่อตัวเป็นสกรูขวาตามทิศทางของเวกเตอร์

ทิศทางของเส้นความตึงเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ แรงที่กระทำจากสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนบนประจุ q (แรงภายนอก) ยังคงเท่ากับ = q แต่ตรงกันข้ามกับกรณีของสนามไฟฟ้าที่อยู่นิ่ง งานของสนามกระแสน้ำวนในการเคลื่อนย้ายประจุ q ไปตามเส้นทางปิดนั้นไม่เป็นศูนย์ อันที่จริง เมื่อประจุเคลื่อนที่ไปตามเส้นปิดของความแรงของสนามไฟฟ้า งานในทุกส่วนของเส้นทางจะมีสัญญาณเหมือนกัน เนื่องจากแรงและการเคลื่อนที่สอดคล้องกันในทิศทางเดียวกัน การทำงานของสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนเมื่อเคลื่อนที่ประจุบวกหนึ่งประจุไปตามตัวนำที่อยู่กับที่แบบปิดจะมีค่าเท่ากับตัวเลขเท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในตัวนำนี้

กระแสเหนี่ยวนำในตัวนำขนาดใหญ่กระแสเหนี่ยวนำมีค่าตัวเลขสูงเป็นพิเศษในตัวนำขนาดใหญ่ เนื่องจากมีความต้านทานต่ำ

กระแสดังกล่าวเรียกว่ากระแสฟูโกต์ตามนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสผู้ศึกษากระแสนี้ สามารถนำมาใช้เป็นตัวนำความร้อนได้ การออกแบบเตาเหนี่ยวนำเช่นเตาไมโครเวฟที่ใช้ในชีวิตประจำวันนั้นมีพื้นฐานมาจากหลักการนี้ หลักการนี้ยังใช้สำหรับการหลอมโลหะด้วย นอกจากนี้ ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้ายังใช้ในเครื่องตรวจจับโลหะที่ติดตั้งบริเวณทางเข้าอาคารผู้โดยสารสนามบิน โรงละคร ฯลฯ

อย่างไรก็ตาม ในอุปกรณ์จำนวนมาก การเกิดกระแสฟูโกต์ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานอย่างไร้ประโยชน์และแม้กระทั่งการสูญเสียพลังงานอันไม่พึงประสงค์อันเนื่องมาจากการสร้างความร้อน ดังนั้นแกนเหล็กของหม้อแปลง มอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฯลฯ จึงไม่แข็ง แต่ประกอบด้วยแผ่นแยกที่แยกออกจากกัน พื้นผิวของแผ่นจะต้องตั้งฉากกับทิศทางของเวกเตอร์ความแรงของสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวน ความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้าของแผ่นจะสูงสุดและการสร้างความร้อนจะน้อยที่สุด

การใช้เฟอร์ไรต์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานในบริเวณที่มีความถี่สูงมาก (การสั่นสะเทือนหลายล้านครั้งต่อวินาที) ในกรณีนี้ การใช้แกนคอยล์จากเพลตแยกกันไม่ให้ผลตามที่ต้องการอีกต่อไป เนื่องจากกระแสฟูโกต์ขนาดใหญ่เกิดขึ้นในเพลตแคลเลด

ในมาตรา 7 สังเกตว่ามีฉนวนแม่เหล็ก - เฟอร์ไรต์ ในระหว่างการกลับตัวของสนามแม่เหล็ก กระแสเอ็ดดี้จะไม่เกิดขึ้นในเฟอร์ไรต์ เป็นผลให้การสูญเสียพลังงานอันเนื่องมาจากการสร้างความร้อนลดลง ดังนั้นแกนของหม้อแปลงความถี่สูง เสาอากาศแม่เหล็กของทรานซิสเตอร์ ฯลฯ จึงทำจากเฟอร์ไรต์ แกนเฟอร์ไรต์จึงทำจากส่วนผสมของผงของสารตั้งต้น ส่วนผสมถูกกดและผ่านกระบวนการให้ความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ

ด้วยการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของสนามแม่เหล็กในเฟอร์ริกแม่เหล็กธรรมดา กระแสเหนี่ยวนำเกิดขึ้น สนามแม่เหล็กซึ่งตามกฎของ Lenz จะป้องกันการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กในแกนคอยล์ ด้วยเหตุนี้ ฟลักซ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กจึงแทบไม่เปลี่ยนแปลง และแกนกลางจะไม่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กใหม่ ในเฟอร์ไรต์ กระแสเอ็ดดี้มีขนาดเล็กมาก ดังนั้นจึงสามารถนำกลับมาเป็นแม่เหล็กใหม่ได้อย่างรวดเร็ว

นอกจากสนามไฟฟ้าคูลอมบ์ที่มีศักยภาพแล้ว ยังมีสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนอีกด้วย เส้นความเข้มของสนามนี้ปิดอยู่ สนามกระแสน้ำวนถูกสร้างขึ้นโดยการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก

1. ลักษณะของแรงภายนอกที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในตัวนำที่อยู่นิ่งคืออะไร!
2. อะไรคือความแตกต่างระหว่างสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนกับสนามไฟฟ้าหรือสนามไฟฟ้าที่อยู่นิ่ง!
3. กระแส Foucault คืออะไร!
4. อะไรคือข้อดีของเฟอร์ไรต์เมื่อเทียบกับเฟอร์โรแมกเนติกทั่วไป!

Myakishev G. Ya. ฟิสิกส์ เกรด 11: ทางการศึกษา เพื่อการศึกษาทั่วไป สถาบัน: พื้นฐานและโปรไฟล์ ระดับ / G. Ya. Myakishev, B. V. Bukhovtsev, V. M. Charugin; แก้ไขโดย V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva - ฉบับที่ 17 แก้ไขใหม่ และเพิ่มเติม - อ.: การศึกษา, 2551. - 399 หน้า: ป่วย.

ห้องสมุดที่มีหนังสือเรียนและหนังสือให้ดาวน์โหลดฟรีออนไลน์ ดาวน์โหลดฟิสิกส์และดาราศาสตร์สำหรับเกรด 11 หลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียน แผนการบันทึกบทเรียน

เนื้อหาบทเรียน บันทึกบทเรียนสนับสนุนวิธีการเร่งความเร็วการนำเสนอบทเรียนแบบเฟรมเทคโนโลยีเชิงโต้ตอบ ฝึกฝน งานและแบบฝึกหัด การทดสอบตัวเอง เวิร์คช็อป การฝึกอบรม กรณีศึกษา ภารกิจ การบ้าน การอภิปราย คำถาม คำถามวาทศิลป์จากนักเรียน ภาพประกอบ เสียง คลิปวิดีโอ และมัลติมีเดียภาพถ่าย รูปภาพ กราฟิก ตาราง แผนภาพ อารมณ์ขัน เกร็ดเล็กเกร็ดน้อย เรื่องตลก การ์ตูน อุปมา คำพูด ปริศนาอักษรไขว้ คำพูด ส่วนเสริม บทคัดย่อบทความ เคล็ดลับสำหรับเปล ตำราเรียนขั้นพื้นฐาน และพจนานุกรมคำศัพท์เพิ่มเติมอื่นๆ การปรับปรุงตำราเรียนและบทเรียนแก้ไขข้อผิดพลาดในตำราเรียนการอัปเดตส่วนในตำราเรียน องค์ประกอบของนวัตกรรมในบทเรียน การแทนที่ความรู้ที่ล้าสมัยด้วยความรู้ใหม่ สำหรับครูเท่านั้น บทเรียนที่สมบูรณ์แบบแผนปฏิทินสำหรับปี บทเรียนบูรณาการ

เรื่อง. กฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

วัตถุประสงค์ของบทเรียน: เพื่อทำให้นักเรียนคุ้นเคยกับกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

ประเภทบทเรียน: บทเรียนเกี่ยวกับการเรียนรู้เนื้อหาใหม่

แผนการสอน

การควบคุมความรู้		1. ฟลักซ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก 2. ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า 3. กฎของเลนซ์
การสาธิต		1. การพึ่งพาแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก 2. เนื้อหาวีดิทัศน์เรื่อง “ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า”
การเรียนรู้เนื้อหาใหม่		1. กฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า 2. สนามไฟฟ้ากระแสน้ำวน 3. การเหนี่ยวนำแรงเคลื่อนไฟฟ้าในตัวนำที่กำลังเคลื่อนที่
เสริมสร้างเนื้อหาที่เรียนรู้		1. คำถามเชิงคุณภาพ 2. การเรียนรู้ที่จะแก้ปัญหา

การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

แรงภายนอกที่กระทำต่อประจุในวงจรมาจากไหน? ในกรณีของตัวนำที่อยู่นิ่งกับผู้สังเกต สาเหตุของการปรากฏตัวของแรงภายนอกคือสนามแม่เหล็กสลับ ความจริงก็คือสนามแม่เหล็กสลับสร้างสนามไฟฟ้าในพื้นที่โดยรอบ - เป็นสนามนี้ที่ทำหน้าที่กับอนุภาคที่มีประจุอิสระในตัวนำ แต่การสร้างสนามไฟฟ้าจากสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นแม้ในบริเวณที่ไม่มีวงจรนำและไม่มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นก็ตาม ดังที่เราเห็น สนามแม่เหล็กไม่เพียงแต่สามารถส่งปฏิสัมพันธ์ของแม่เหล็กเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดการปรากฏตัวของสสารรูปแบบอื่นด้วย - สนามไฟฟ้า

อย่างไรก็ตาม สนามไฟฟ้าที่เกิดจากสนามแม่เหล็กสลับจะแตกต่างอย่างมากจากสนามที่สร้างโดยอนุภาคที่มีประจุ

สนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยสนามแม่เหล็กสลับคือกระแสน้ำวนนั่นคือเส้นแรงของมันถูกปิด

สนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนมีคุณสมบัติบางประการ:

1) สนามแสดงออกผ่านผลกระทบของแรงต่ออนุภาคที่มีประจุ ดังนั้นลักษณะสำคัญของสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนคือความเข้ม

2) ต่างจากสนามไฟฟ้าสถิตตรงที่เส้นความเข้มของสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนจะปิด ทิศทางของเส้นเหล่านี้สามารถกำหนดได้โดยใช้มือซ้าย ดังแสดงในรูป:

3) แตกต่างจากสนามไฟฟ้าสถิต การทำงานของสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนตามวิถีปิดไม่เป็นศูนย์ (สนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนไม่มีศักยภาพ)

ให้เราพิจารณาตัวนำที่มีความยาว l เคลื่อนที่ในการแปลในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอโดยมีการเหนี่ยวนำด้วยความเร็วที่พุ่งไปที่มุมกับเส้นการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนาม

อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไปพร้อมกับตัวนำในสนามแม่เหล็กจะถูกกระทำโดยแรงลอเรนซ์ที่พุ่งไปตามตัวนำ โมดูลของมัน

โดยที่ q 0 คือประจุของอนุภาคที่มีประจุอิสระ ภายใต้อิทธิพลของแรงนี้จะมีการแยกประจุเกิดขึ้น - อนุภาคที่มีประจุอิสระจะเคลื่อนที่ไปที่ปลายด้านหนึ่งของตัวนำและที่ปลายอีกด้านหนึ่งจะเกิดการขาดแคลนพวกมันนั่นคือพวกมันจะเกินประจุของเครื่องหมายตรงกันข้าม . ดังนั้นในกรณีนี้แรงภายนอกคือแรงลอเรนซ์ การแยกประจุจะทำให้เกิดสนามไฟฟ้า ซึ่งจะป้องกันไม่ให้ประจุแยกกันอีก กระบวนการนี้จะหยุดลงเมื่อแรงลอเรนซ์และแรง = q 0 สมดุลกัน ดังนั้น ภายในตัวนำ ความแรงของสนามไฟฟ้าคือ E = B sin และความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ปลายตัวนำคือ U = El = B lsin เนื่องจากเรากำลังพิจารณาวงกลมเปิด ความต่างศักย์ที่ปลายตัวนำจะเท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในตัวนำนี้ ดังนั้น,

หากตัวนำดังกล่าวเกิดการลัดวงจร กระแสไฟฟ้าจะไหลเป็นวงกลม ดังนั้นตัวนำที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กจึงถือได้ว่าเป็นแหล่งกำเนิดกระแสชนิดหนึ่งที่มีลักษณะเฉพาะโดยแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

คำถามสำหรับนักเรียนในระหว่างการนำเสนอเนื้อหาใหม่

ระดับแรก

1. เหตุใดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจึงเกิดขึ้นในตัวนำที่อยู่นิ่งซึ่งอยู่ในสนามแม่เหล็กสลับ

2. อะไรคือสาเหตุของการเกิดกระแสเหนี่ยวนำเมื่อตัวนำเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กคงที่?

3. อะไรคือคุณสมบัติของสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวน?

ระดับที่สอง

1. ลักษณะของแรงภายนอกที่ทำให้เกิดกระแสเหนี่ยวนำในตัวนำที่อยู่นิ่งมีลักษณะอย่างไร?

2. เหตุใดกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าจึงถูกกำหนดขึ้นสำหรับ EMF และไม่ใช่สำหรับกระแส?

3. ลักษณะของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในตัวนำที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กเป็นอย่างไร?

การก่อสร้างสื่อการเรียนรู้

- คำถามเชิงคุณภาพ

1. เหตุใดบางครั้งฟิวส์จึงขาดจากฟ้าผ่าแม้ว่าจะไม่ได้เสียบปลั๊กไฟแล้วก็ตาม

2. เหตุใดจึงดีกว่าถ้าใช้ตัวนำปิดในรูปของขดลวดและไม่ใช่ในรูปของเส้นลวดตรงเพื่อตรวจจับกระแสเหนี่ยวนำ?

- การเรียนรู้ที่จะแก้ปัญหา

1. ใช้สายไฟที่ยืดหยุ่นได้ ตัวนำตรงยาว 60 ซม. เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายกระแสตรงด้วยแรงเคลื่อนไฟฟ้า 12 V และความต้านทานภายใน 0.5 โอห์ม ตัวนำเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอด้วยการเหนี่ยวนำ 1.6 เทสลาที่ความเร็ว 12.5 เมตร/วินาที ซึ่งตั้งฉากกับเส้นการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก กำหนดความแรงของกระแสในตัวนำหากความต้านทานของวงจรภายนอกคือ 2.5 โอห์ม

สนามแม่เหล็กสลับเกิดขึ้น สนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำ- ถ้าสนามแม่เหล็กคงที่ ก็จะไม่มีสนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำ เพราะฉะนั้น, สนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำไม่สัมพันธ์กับประจุดังเช่นในกรณีของสนามไฟฟ้าสถิต แนวแรงของมันไม่ได้เริ่มต้นหรือสิ้นสุดด้วยประจุ แต่จะปิดด้วยตัวมันเองคล้ายกับเส้นสนามแม่เหล็ก นี่หมายความว่า สนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำเหมือนแม่เหล็ก เป็นกระแสน้ำวน

หากตัวนำที่อยู่นิ่งถูกวางในสนามแม่เหล็กสลับ จะมีแรงเหนี่ยวนำ e อยู่ในสนามแม่เหล็กนั้น d.s. อิเล็กตรอนถูกขับเคลื่อนในการเคลื่อนที่ในทิศทางโดยสนามไฟฟ้าที่เกิดจากสนามแม่เหล็กสลับ เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้น ในกรณีนี้ตัวนำเป็นเพียงตัวบ่งชี้สนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำเท่านั้น สนามแม่เหล็กจะทำให้อิเล็กตรอนอิสระในตัวนำเคลื่อนที่และเผยให้เห็นตัวเอง ตอนนี้เราสามารถพูดได้ว่าแม้ไม่มีตัวนำสนามนี้ก็ยังคงมีพลังงานสำรองอยู่

สาระสำคัญของปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้านั้นไม่ได้อยู่ที่ลักษณะของกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำมากนัก แต่อยู่ในลักษณะของสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวน

ตำแหน่งพื้นฐานของพลศาสตร์ไฟฟ้านี้ก่อตั้งขึ้นโดย Maxwell เพื่อเป็นลักษณะทั่วไปของกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์

ตรงกันข้ามกับสนามไฟฟ้าสถิต สนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำไม่มีศักย์ เนื่องจากงานที่ทำในสนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำเมื่อเคลื่อนที่หน่วยประจุบวกไปตามวงจรปิดจะเท่ากับ e d.s. การเหนี่ยวนำไม่ใช่ศูนย์

ทิศทางของเวกเตอร์ความเข้มของสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนถูกกำหนดขึ้นตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์และกฎของเลนซ์ ทิศทางของเส้นแรงของกระแสน้ำวนไฟฟ้า สนามเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ

เนื่องจากสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนมีอยู่โดยไม่มีตัวนำ จึงสามารถใช้เพื่อเร่งอนุภาคที่มีประจุให้มีความเร็วเทียบเท่ากับความเร็วแสงได้ การใช้หลักการนี้เป็นไปตามการทำงานของเครื่องเร่งอิเล็กตรอน - เบตาตรอน

สนามไฟฟ้าอุปนัยมีคุณสมบัติแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงเมื่อเปรียบเทียบกับสนามไฟฟ้าสถิต

ความแตกต่างระหว่างสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนและสนามไฟฟ้าไฟฟ้าสถิต

1) ไม่เกี่ยวข้องกับประจุไฟฟ้า
2) เส้นแรงของสนามนี้ปิดอยู่เสมอ
3) งานที่ทำโดยแรงสนามกระแสน้ำวนเพื่อเคลื่อนย้ายประจุไปตามวิถีปิดนั้นไม่เป็นศูนย์

สนามไฟฟ้าสถิต	สนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (สนามไฟฟ้ากระแสน้ำวน)
1.สร้างด้วยไฟฟ้าอยู่กับที่ ค่าธรรมเนียม	1.เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก
2.เส้นสนามเปิด-สนามศักย์	2.เส้นแรงปิด-สนามน้ำวน
3. แหล่งกำเนิดสนามไฟฟ้าคือไฟฟ้า ค่าธรรมเนียม	3. ไม่สามารถระบุแหล่งที่มาของฟิลด์ได้
4. งานที่ทำโดยกองกำลังภาคสนามเพื่อย้ายประจุทดสอบไปตามเส้นทางปิด = 0	4. งานของแรงสนามเพื่อเคลื่อนย้ายประจุทดสอบไปตามเส้นทางปิด = แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

บทที่ 15 สนามไฟฟ้ากระแสน้ำวน การเหนี่ยวนำ EMF ในตัวนำที่กำลังเคลื่อนที่

วัตถุประสงค์: เพื่อค้นหาเงื่อนไขสำหรับการเกิด EMF ในตัวนำที่กำลังเคลื่อนที่

ความคืบหน้าของบทเรียน

I. ช่วงเวลาขององค์กร

ครั้งที่สอง การทำซ้ำ

ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?

เงื่อนไขใดที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า?

ทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำถูกกำหนดโดยกฎของเลนซ์อย่างไร

สูตรใดที่ใช้หาแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ และความหมายทางกายภาพของเครื่องหมายลบในสูตรนี้คืออะไร

III. การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

เรามาเอาหม้อแปลงกัน โดยการเชื่อมต่อขดลวดอันใดอันหนึ่งเข้ากับเครือข่าย AC เราจะได้กระแสในขดลวดอีกอันหนึ่ง ค่าใช้จ่ายฟรีได้รับผลกระทบจากสนามไฟฟ้า

อิเล็กตรอนในตัวนำที่อยู่นิ่งถูกขับเคลื่อนโดยสนามไฟฟ้า และสนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยตรงจากสนามแม่เหล็กสลับ สนามแม่เหล็กจะก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา สนามจะเคลื่อนอิเล็กตรอนในตัวนำและเผยให้เห็นตัวเอง สนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเมื่อสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงมีโครงสร้างที่แตกต่างจากสนามไฟฟ้าสถิต มันไม่เกี่ยวข้องกับค่าธรรมเนียม มันไม่ได้เริ่มต้นที่ใดและไม่สิ้นสุดที่ใดก็ได้ หมายถึงเส้นปิด มันถูกเรียกว่าสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวน แต่ต่างจากสนามไฟฟ้าที่อยู่นิ่ง การทำงานของสนามกระแสน้ำวนตามเส้นทางปิดนั้นไม่เป็นศูนย์

กระแสเหนี่ยวนำในตัวนำขนาดใหญ่เรียกว่ากระแสฟูโกต์

การใช้งาน: การหลอมโลหะในสุญญากาศ

ผลที่เป็นอันตราย: การสูญเสียพลังงานโดยไม่จำเป็นในแกนหม้อแปลงและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

EMF เมื่อตัวนำเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก

เมื่อทำการเคลื่อนย้ายจัมเปอร์คุณแรงลอเรนซ์กระทำต่ออิเล็กตรอนและทำงาน อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จาก C ไป L จัมเปอร์เป็นแหล่งกำเนิดของแรงเคลื่อนไฟฟ้า ดังนั้น