Baada ya kuanzishwa kuwa uwanja wa sumaku huundwa na mikondo ya umeme, wanasayansi walijaribu kutatua shida ya inverse - kwa kutumia uwanja wa sumaku kuunda mkondo wa umeme. Tatizo hili lilitatuliwa kwa ufanisi mwaka wa 1831 na M. Faraday, ambaye aligundua jambo hilo induction ya sumakuumeme. Kiini cha jambo hili ni kwamba katika mzunguko wa uendeshaji uliofungwa, na mabadiliko yoyote katika flux ya sumaku inayopenya mzunguko huu, sasa ya umeme hutokea, ambayo inaitwa induction.. Mchoro wa baadhi ya majaribio ya Faraday umeonyeshwa kwenye Mtini. 3.12.
Wakati nafasi ya sumaku ya kudumu ilibadilika kuhusiana na coil iliyofungwa kwa galvanometer, sasa ya umeme iliondoka katika mwisho, na mwelekeo wa sasa uligeuka kuwa tofauti - kulingana na mwelekeo wa harakati ya sumaku ya kudumu. Matokeo sawa yalipatikana wakati wa kusonga coil nyingine ambayo mkondo wa umeme ulipita. Zaidi ya hayo, sasa iliondoka kwenye coil kubwa hata wakati nafasi ya coil ndogo ilibakia bila kubadilika, lakini wakati sasa ndani yake ilibadilika.
Kulingana na majaribio sawa, M. Faraday alifikia hitimisho kwamba sasa ya umeme daima hutokea katika coil wakati flux magnetic pamoja na mabadiliko ya coil hii. Ukubwa wa sasa inategemea kiwango cha mabadiliko ya flux magnetic. Sasa tunaunda uvumbuzi wa Faraday kwa njia sheria ya induction ya sumakuumeme: na mabadiliko yoyote katika mtiririko wa sumaku unaohusishwa na mzunguko uliofungwa, a iliyosababishwa emf, ambayo inafafanuliwa kama
Ishara "-" katika kujieleza (3.53) ina maana kwamba kwa kuongezeka kwa flux ya magnetic, shamba la magnetic linaloundwa na sasa la induction linaelekezwa dhidi ya nje. shamba la sumaku. Ikiwa flux ya magnetic inapungua kwa ukubwa, basi uwanja wa magnetic wa sasa unaosababishwa unafanana katika mwelekeo na shamba la nje la magnetic. Mwanasayansi wa Kirusi H. Lenz hivyo aliamua kuonekana kwa ishara ya minus katika kujieleza (3.53) - sasa introduktionsutbildning katika mzunguko daima ina mwelekeo kwamba shamba magnetic inajenga ina mwelekeo kwamba inazuia mabadiliko katika flux magnetic ambayo imesababisha introduktionsutbildning sasa..
Hebu tupe uundaji mwingine sheria ya induction ya sumakuumeme: Emf iliyosababishwa katika mzunguko wa uendeshaji uliofungwa ni sawa na kiwango cha mabadiliko ya flux ya magnetic kupita kwenye mzunguko huu, kuchukuliwa na ishara kinyume.
Mwanafizikia wa Ujerumani Helmholtz alionyesha kuwa sheria ya induction ya sumakuumeme inaweza kutolewa kutoka kwa sheria ya uhifadhi wa nishati. Kwa kweli, nishati ya chanzo cha EMF kwa ajili ya kusonga kondakta na sasa katika uwanja wa magnetic (tazama Mchoro 3.37) itatumika wote juu ya joto la Joule ya conductor na upinzani R, na juu ya kazi ya kusonga conductor:
Kisha inafuata mara moja kutoka kwa equation (3.54) hiyo
Nambari ya kujieleza (3.55) ina jumla ya aljebra ya emfs inayofanya kazi katika sakiti. Kwa hivyo,
Ni nini sababu ya kimwili ya kutokea kwa EMF? Gharama katika kondakta AB huathiriwa na nguvu ya Lorentz wakati kondakta anaposonga kwenye mhimili wa x. Chini ya ushawishi wa nguvu hii, malipo mazuri yatahamia juu, na kusababisha uwanja wa umeme katika kondakta itakuwa dhaifu. Kwa maneno mengine, emf iliyosababishwa itaonekana kwenye kondakta. Kwa hiyo, katika kesi ambayo tumezingatia, sababu ya kimwili ya tukio la EMF ni nguvu ya Lorentz. Hata hivyo, kama sisi tayari alibainisha, hata katika motionless kitanzi kilichofungwa Emf iliyosababishwa inaweza kuonekana ikiwa uwanja wa sumaku unaopenya mzunguko huu utabadilika.
Katika kesi hii, malipo yanaweza kuchukuliwa kuwa ya stationary, na nguvu ya Lorentz haifanyi kazi kwa malipo ya stationary. Ili kuelezea tukio la EMF katika kesi hii, Maxwell alipendekeza kuwa uwanja wowote wa sumaku unaobadilika huzalisha uwanja wa umeme unaobadilika katika kondakta, ambayo ndiyo sababu ya tukio la EMF iliyosababishwa. Mzunguko wa vekta ya voltage inayofanya kazi katika mzunguko huu itakuwa sawa na emf inayofanya kazi kwenye mzunguko:
. (3.56)
Jambo la induction ya sumakuumeme hutumiwa kubadilisha nishati ya mzunguko wa mitambo kuwa nishati ya umeme - katika jenereta. mkondo wa umeme. Mchakato wa kurudi nyuma- mabadiliko nishati ya umeme katika mitambo, kwa kuzingatia torque inayofanya kazi kwenye fremu yenye mkondo wa sumaku, inayotumika katika motors za umeme.
Hebu fikiria kanuni ya uendeshaji wa jenereta ya sasa ya umeme (Mchoro 3.13). Hebu tuwe na fremu inayoendesha inayozunguka kati ya nguzo za sumaku (inaweza pia kuwa sumaku-umeme) yenye mzunguko w. Kisha angle kati ya kawaida kwa ndege ya sura na mwelekeo wa shamba la magnetic hubadilika kulingana na sheria a = wt. Katika kesi hii, flux ya magnetic iliyounganishwa na sura itabadilika kwa mujibu wa formula
ambapo S ni eneo la contour. Kwa mujibu wa sheria ya induction ya sumakuumeme, emf itaingizwa kwenye fremu
Na e max = BSw. Kwa hivyo, ikiwa sura inayoendesha inazunguka kwenye uwanja wa sumaku kwa kasi ya angular ya mara kwa mara, basi emf itaingizwa ndani yake, inatofautiana kulingana na sheria ya harmonic. Katika jenereta halisi, zamu nyingi zilizounganishwa katika mfululizo huzungushwa, na katika sumaku-umeme, ili kuongeza uingizaji wa sumaku, cores zilizo na upenyezaji wa juu wa sumaku hutumiwa. m..
Mikondo ya induction inaweza pia kutokea katika unene wa miili ya kuendesha iliyowekwa kwenye uwanja wa sumaku unaobadilishana. Katika kesi hii, mikondo hii inaitwa mikondo ya Foucault. Mikondo hii husababisha kupokanzwa kwa makondakta mkubwa. Jambo hili linatumika katika utupu tanuu za induction, ambapo mikondo yenye nguvu hupasha joto chuma hadi kuyeyuka. Kwa kuwa metali huwashwa katika utupu, hii inafanya uwezekano wa kupata vifaa safi.
Sheria muhimu zaidi ya uhandisi wa umeme ni sheria ya Ohm
Sheria ya Joule-Lenz
Sheria ya Joule-Lenz
Katika uundaji wa maneno inasikika kama hii - Nguvu ya joto iliyotolewa kwa kila kitengo cha kati wakati wa mtiririko wa sasa wa umeme ni sawia na bidhaa ya msongamano wa sasa wa umeme kwa thamani. uwanja wa umeme
Wapi w- nguvu ya uzalishaji wa joto kwa kiasi cha kitengo, - wiani wa sasa wa umeme, - nguvu ya uwanja wa umeme, σ
- conductivity ya kati.
Sheria pia inaweza kutengenezwa kwa fomu muhimu kwa kesi ya mtiririko wa sasa katika waya nyembamba:
Kiasi cha joto iliyotolewa kwa wakati wa kitengo katika sehemu ya mzunguko unaozingatiwa ni sawia na bidhaa ya mraba wa sasa katika sehemu hii na upinzani wa sehemu.
Katika fomu ya hisabati, sheria hii inaonekana kama:
Wapi dQ- kiasi cha joto iliyotolewa kwa muda dt, mimi- nguvu ya sasa, R- upinzani, Q- jumla ya kiasi cha joto iliyotolewa wakati wa muda kutoka t1 kabla t2.
Katika kesi ya sasa ya mara kwa mara na upinzani:
Sheria za Kirchhoff
Sheria za Kirchhoff (au sheria za Kirchhoff) ni mahusiano ambayo yanaridhika kati ya mikondo na voltages katika sehemu za mzunguko wowote wa umeme. Sheria za Kirchhoff zinakuwezesha kuhesabu nyaya yoyote ya umeme ya sasa ya moja kwa moja na ya quasi-stationary. Kuwa na maana maalum katika uhandisi wa umeme kwa sababu ya mchanganyiko wake, kwani inafaa kwa kutatua matatizo yoyote ya umeme. Utumiaji wa sheria za Kirchhoff kwa mzunguko huturuhusu kupata mfumo milinganyo ya mstari kuhusiana na mikondo, na ipasavyo, pata thamani ya mikondo kwenye matawi yote ya mzunguko.
Ili kuunda sheria za Kirchhoff, nodes zinajulikana katika mzunguko wa umeme - pointi za uunganisho wa waendeshaji watatu au zaidi na contours - njia zilizofungwa za waendeshaji. Katika kesi hii, kila conductor inaweza kuingizwa katika nyaya kadhaa.
Katika kesi hii, sheria zinaundwa kama ifuatavyo.
Sheria ya Kwanza(ZTK, Sheria ya Mikondo ya Kirchhoff) inasema kwamba jumla ya algebraic ya mikondo katika nodi yoyote ya mzunguko wowote ni sawa na sifuri (thamani za mikondo inayotiririka huchukuliwa na ishara tofauti):
Kwa maneno mengine, kiasi cha sasa kinapita ndani ya nodi, kama vile mengi hutoka ndani yake. Sheria hii inafuata kutoka kwa sheria ya uhifadhi wa malipo. Ikiwa mnyororo una uk nodi, basi inaelezewa p - 1 milinganyo ya sasa. Sheria hii inaweza kutumika kwa wengine pia. matukio ya kimwili(kwa mfano, mabomba ya maji), ambapo kuna sheria ya uhifadhi wa wingi na mtiririko wa wingi huu.
Sheria ya Pili(ZNK, Sheria ya Stress ya Kirchhoff) inasema kuwa jumla ya algebraic ya matone ya voltage pamoja na contour yoyote iliyofungwa ya mzunguko ni sawa na jumla ya algebraic ya emf inayofanya kando ya contour sawa. Ikiwa hakuna EMF katika mzunguko, basi jumla ya kushuka kwa voltage ni sifuri:
kwa voltages mara kwa mara: 
Kwa voltages mbadala:
Kwa maneno mengine, wakati wa kuzunguka mzunguko kando ya mzunguko, uwezo, kubadilisha, unarudi kwa thamani yake ya awali. Ikiwa mzunguko una matawi, ambayo matawi yana vyanzo vya sasa kwa kiasi cha , basi inaelezewa na equations ya voltage. Kesi maalum ya utawala wa pili kwa mzunguko unaojumuisha mzunguko mmoja ni sheria ya Ohm kwa mzunguko huu.
Sheria za Kirchhoff ni halali kwa nyaya za mstari na zisizo za mstari kwa aina yoyote ya mabadiliko katika mikondo na voltages kwa muda.
Katika takwimu hii, kwa kila kondakta, sasa inapita ndani yake inaonyeshwa (barua "I") na voltage kati ya nodes inayounganisha (barua "U").
Kwa mfano, kwa mzunguko ulioonyeshwa kwenye takwimu, kwa mujibu wa sheria ya kwanza, mahusiano yafuatayo yanaridhika:
Kumbuka kwamba kwa kila nodi mwelekeo mzuri lazima uchaguliwe, kwa mfano hapa, mikondo inayoingia kwenye nodi inachukuliwa kuwa chanya na mikondo inayotoka inachukuliwa kuwa hasi.
Kwa mujibu wa sheria ya pili, mahusiano yafuatayo ni halali:
Ikiwa mwelekeo wa sasa unafanana na mwelekeo wa kupitisha mzunguko (ambao huchaguliwa kwa kiholela), kushuka kwa voltage kunachukuliwa kuwa chanya, vinginevyo - hasi.
Sheria za Kirchhoff, zilizoandikwa kwa nodes na nyaya za mzunguko, hutoa mfumo kamili wa equations linear ambayo inaruhusu mtu kupata mikondo yote na voltages.
Kuna maoni kulingana na ambayo "Sheria za Kirchhoff" zinapaswa kuitwa "Kanuni za Kirchhoff", kwa sababu hazionyeshi asili ya asili (na sio jumla. kiasi kikubwa data ya majaribio), lakini inaweza kupatikana kutoka kwa masharti na mawazo mengine.
SHERIA YA JUMLA YA SASA
SHERIA YA JUMLA YA SASA moja ya sheria za msingi uwanja wa sumakuumeme. Huanzisha uhusiano kati ya nguvu ya sumaku na kiasi cha sasa kinachopita kwenye uso. Jumla ya sasa inaeleweka kama jumla ya aljebra ya mikondo inayopenya uso iliyofungwa na kitanzi kilichofungwa.
Nguvu ya magnetizing kando ya contour ni sawa na jumla ya sasa inayopita kwenye uso uliofungwa na contour hii. Kwa ujumla, nguvu ya shamba ni maeneo mbalimbali mstari wa sumaku unaweza kuwa nao maana tofauti, na kisha nguvu ya magnetizing itakuwa sawa na jumla ya nguvu za magnetizing za kila mstari.
Sheria ya Joule-Lenz
Sheria ya Joule-Lenz- sheria ya kimwili ambayo inatoa makadirio ya kiasi hatua ya joto mkondo wa umeme. Iligunduliwa mnamo 1840 kwa kujitegemea na James Joule na Emilius Lenz.
Katika uundaji wa maneno inasikika kama hii:
Nguvu ya joto iliyotolewa kwa kila kitengo cha kati wakati wa mtiririko wa sasa wa umeme ni sawia na bidhaa ya msongamano wa sasa wa umeme na thamani ya uwanja wa umeme.
Kihisabati inaweza kuonyeshwa kwa fomu ifuatayo:
Wapi w- nguvu ya kutolewa kwa joto kwa kiasi cha kitengo, - wiani wa sasa wa umeme, - nguvu ya shamba la umeme, σ - conductivity ya kati.
SHERIA YA ELECTROMAGNETIC INDUCTION, Sheria ya Faraday ni sheria inayoanzisha uhusiano kati ya matukio ya sumaku na umeme. EMF ya introduktionsutbildning sumakuumeme katika mzunguko ni idadi sawa na kinyume katika ishara kwa kiwango cha mabadiliko ya flux magnetic kupitia uso imepakana na mzunguko huu. Ukubwa wa uwanja wa EMF unategemea kiwango cha mabadiliko ya flux ya magnetic.
SHERIA ZA FARADAY(jina la mwanafizikia wa Kiingereza M. Faraday (1791-1867)) - sheria za msingi za electrolysis.
Uhusiano umeanzishwa kati ya kiasi cha umeme kinachopitia suluhisho la umeme (electrolyte) na kiasi cha dutu iliyotolewa kwenye electrodes.
Inapopitishwa kupitia electrolyte mkondo wa moja kwa moja I ndani ya sekunde q = Ni, m = kIt.
Sheria ya pili ya Faraday: usawa wa electrochemical wa vipengele ni sawia moja kwa moja na kemikali zao sawa.
Utawala wa Gimlet
Utawala wa Gimlet(pia, kanuni mkono wa kulia) - kanuni ya mnemonic ya kuamua mwelekeo wa vector ya kasi ya angular, inayoonyesha kasi ya mzunguko wa mwili, pamoja na vector ya induction ya sumaku. B au kuamua mwelekeo wa sasa wa induction.
Utawala wa mkono wa kulia
Utawala wa mkono wa kulia
Utawala wa Gimlet: "Ikiwa mwelekeo mwendo wa mbele gimlet (screw) sanjari na mwelekeo wa mkondo katika kondakta, kisha mwelekeo wa mzunguko wa mpini wa gimlet unapatana na mwelekeo wa vekta ya induction ya sumaku.
Huamua mwelekeo wa sasa unaosababishwa katika kondakta inayohamia kwenye uwanja wa magnetic
Sheria ya mkono wa kulia: "Ikiwa kiganja cha mkono wa kulia kimewekwa ili kujumuisha mistari ya nguvu shamba la sumaku, na uelekeze kidole gumba kando ya mwendo wa kondakta, kisha vidole vinne vilivyopanuliwa vitaonyesha mwelekeo wa mkondo wa kuingiza sauti.”
Kwa solenoid imeundwa kama ifuatavyo: "Ikiwa unafunga solenoid na kiganja cha mkono wako wa kulia ili vidole vinne vielekezwe kando ya mkondo katika zamu, basi kidole gumba kilichopanuliwa kitaonyesha mwelekeo wa mistari ya uwanja wa sumaku ndani ya solenoid."
Utawala wa mkono wa kushoto
Utawala wa mkono wa kushoto
Ikiwa chaji inasonga na sumaku imepumzika, basi sheria ya mkono wa kushoto inatumika kuamua nguvu: "Ikiwa mkono wa kushoto Iliyowekwa ili mistari ya induction ya uwanja wa sumaku iingie kwenye kiganja chake, na vidole vinne vinaelekezwa kando ya mkondo (pamoja na harakati ya chembe iliyoshtakiwa vyema au dhidi ya harakati ya chaji hasi), kisha kidole gumba kimewekwa 90. ° itaonyesha mwelekeo wa kaimu Lorentz au nguvu ya Ampere."
Umeme una uwezo wa kuzalisha shamba la sumaku. Mnamo 1831, M. Faraday alianzisha dhana ya induction ya umeme. Aliweza kuingia mfumo uliofungwa conductors umeme, ambayo inaonekana wakati flux magnetic mabadiliko. Fomu ya sheria ya Faraday ilitoa msukumo kwa maendeleo ya electrodynamics.
Historia ya maendeleo
Baada ya uthibitisho wa sheria ya kuingizwa kwa umeme na mwanasayansi wa Kiingereza M. Faraday, wanasayansi wa Kirusi E. Lenz na B. Jacobi walifanya kazi katika ugunduzi huo. Shukrani kwa kazi yao, leo kanuni iliyotengenezwa inaunda msingi wa utendaji wa vifaa na taratibu nyingi.
Vitengo kuu ambavyo sheria ya Faraday ya induction ya umeme hutumiwa ni motor, transformer na vifaa vingine vingi.
Induction ni jina la sumakuumeme linalotolewa kwa uingizaji wa sasa wa umeme katika mfumo wa uendeshaji uliofungwa. Jambo hili linawezekana wakati wa kusonga kimwili kupitia mfumo wa kondakta wa shamba la magnetic. Hatua ya mitambo inahusisha kuonekana kwa umeme. Kawaida inaitwa induction. Kabla ya ugunduzi wa sheria ya Faraday, ubinadamu haukujua kuhusu mbinu nyingine za kuunda umeme isipokuwa mabati.
Ikiwa shamba la magnetic linapitishwa kupitia kondakta, emf iliyosababishwa itatokea ndani yake. Pia inaitwa nguvu ya umeme. Kwa msaada wa ugunduzi huu inawezekana kuhesabu kiashiria.
Uthibitisho wa majaribio
Akifanya utafiti wake, mwanasayansi wa Kiingereza aligundua kuwa sasa iliyosababishwa hupatikana kwa njia moja kati ya mbili. Katika jaribio la kwanza, inaonekana wakati sura inakwenda kwenye uwanja wa magnetic ulioundwa na coil ya stationary. Njia ya pili inahusisha nafasi ya kudumu ya sura. Katika jaribio hili, tu uwanja wa coil hubadilika wakati unaposonga au sasa ndani yake hubadilika.
Majaribio ya Faraday yalisababisha mtafiti kuhitimisha kwamba wakati introduktionsutbildning sasa ni yanayotokana, ni hasira na ongezeko au kupungua kwa flux magnetic katika mfumo. Pia, majaribio ya Faraday yalifanya iwezekanavyo kudai kwamba thamani ya umeme iliyopatikana kwa majaribio haitegemei mbinu ambayo mtiririko wa induction ya magnetic ulibadilishwa. Kiashiria kinaathiriwa tu na kasi ya mabadiliko hayo.
Usemi wa kiasi
Sheria ya Faraday inaturuhusu kubainisha thamani ya kiasi cha uzushi wa induction ya sumakuumeme. Inasema kuwa EMF iliyoamua katika mfumo inabadilisha thamani yake kwa uwiano na kasi ya mtiririko katika kondakta. Formula itaonekana kama hii:
Ishara mbaya inaonyesha kwamba EMF inazuia mabadiliko kutokea ndani ya mzunguko. Ili kutatua matatizo fulani, ishara hasi haitumiwi katika fomula. Katika kesi hii, matokeo yameandikwa kama moduli.
Mfumo unaweza kujumuisha zamu kadhaa. Nambari yao inaonyeshwa na barua ya Kilatini N. Vipengele vyote vya mzunguko vinaingizwa na flux moja ya magnetic. EMF iliyosababishwa itahesabiwa kama ifuatavyo:
Mfano wazi wa kuundwa kwa umeme katika kondakta ni coil ambayo sumaku ya kudumu huenda.
Kazi na E. Lenz
Mwelekeo wa sasa wa induction hufanya iwezekanavyo kuamua utawala wa Lenz. Muundo mfupi unasikika rahisi sana. Ya sasa ambayo inaonekana wakati vigezo vya shamba vya mabadiliko ya mzunguko wa kondakta, kutokana na shamba lake la magnetic, huzuia mabadiliko hayo.
Ikiwa sumaku huletwa hatua kwa hatua kwenye coil, kiwango cha flux magnetic ndani yake huongezeka. Kwa mujibu wa utawala wa Lenz, shamba la magnetic litakuwa kinyume na ongezeko la shamba la sumaku. Ili kuelewa mwelekeo huu, unahitaji kutazama sumaku kutoka upande wa kaskazini. Kuanzia hapa gimlet itaingizwa ndani kuelekea ncha ya kaskazini. Ya sasa itasonga kwa mwelekeo wa saa.
Ikiwa sumaku imeondolewa kwenye mfumo, flux ya magnetic ndani yake itapungua. Ili kuanzisha mwelekeo wa sasa, gimlet haijafunguliwa. Mzunguko utaelekezwa kuelekea upande wa nyuma kusonga piga saa.
Michanganyiko ya Lenz inakuwa umuhimu mkubwa kwa mfumo ulio na kitanzi kilichofungwa na hakuna upinzani. Kawaida inaitwa contour bora. Kwa mujibu wa utawala wa Lenz, haiwezekani kuongeza au kupunguza flux magnetic ndani yake.
Dhana ya kujiingiza
Kizazi cha induction katika mfumo bora, ambayo hutokea wakati umeme katika conductor hupungua au kuongezeka, inaitwa binafsi induction.
Sheria ya Faraday ya kujiingiza inaonyeshwa na usawa wakati hakuna mabadiliko mengine yanayotokea wakati umeme unabadilika:
ambapo e ni emf, L ni inductance ya coil iliyofungwa, ΔI/Δt ni kasi ambayo mabadiliko ya sasa hutokea.
Inductance
Uhusiano unaoonyesha uwiano kati ya kategoria kama vile sasa katika mfumo wa kuendesha na mtiririko wa sumaku huitwa inductance. Kiashiria kinaathiriwa na vipimo vya kimwili vya coil na sifa za magnetic za mazingira. Uhusiano unaelezewa na formula:
Umeme unaotembea kwenye mzunguko husababisha kuonekana kwa uwanja wa sumaku. Inapenya kondakta wake mwenyewe na husababisha mtiririko wake kuonekana kupitia mzunguko. Kwa kuongezea, mtiririko wake mwenyewe unalingana na umeme unaoizalisha:
Thamani ya inductance pia imeundwa kutoka kwa sheria ya Faraday.
Mfumo wa mali isiyohamishika
Kikosi cha Lorentz kinaelezea kutokea kwa EMF wakati mfumo unaposogea kwenye uwanja wenye thamani isiyobadilika. EMF ya utangulizi pia ina uwezo wa kutokea wakati mfumo wa uendeshaji wa stationary uko kwenye uwanja wa sumaku unaobadilishana. Nguvu ya Lorentz katika mfano huu haiwezi kuelezea kuonekana kwa emf iliyosababishwa.
Maxwell alipendekeza kutumia equation maalum kwa mifumo ya uendeshaji ya stationary. Inaelezea tukio la EMF katika mifumo hiyo. Kanuni kuu ya sheria ya Faraday-Maxwell ni ukweli kwamba uwanja unaobadilishana huunda uwanja wa umeme katika nafasi inayozunguka. Inafanya kama sababu inayosababisha kuonekana kwa induction ya sasa katika mfumo uliowekwa. Mwendo wa vekta (E) kando ya mtaro wa stationary (L) ni EMF:
Katika uwepo wa sasa wa thamani ya kutofautiana, sheria za Faraday zinatafsiriwa katika milinganyo ya Maxwell. Kwa kuongeza, zinaweza kuwasilishwa kwa fomu tofauti na kwa namna ya viungo.
Inafanya kazi katika uwanja wa electrolysis
Wakati wa kutumia sheria za Faraday, mifumo iliyopo wakati wa electrolysis inaelezwa. Utaratibu huu unahusisha mabadiliko ya vitu na aina mbalimbali za sifa tofauti. Hii hutokea wakati umeme unapita kupitia electrolyte.
Mifumo hii ilithibitishwa na M. Faraday mnamo 1834. Taarifa ya kwanza inasema kwamba wingi wa dutu ambayo hutengenezwa kwenye electrode hubadilika kulingana na malipo yaliyohamishwa kupitia electrolyte.
Taarifa ya pili inasema kwamba sawa na vipengele vilivyo na sifa tofauti ni sawia na sawa na kemikali za vipengele hivi.
Taarifa zote mbili zilizowasilishwa zimeunganishwa katika sheria ya Faraday iliyounganishwa. Inafuata kutoka kwa hiyo kwamba nambari ya Faraday itakuwa sawa na umeme inayoweza kutoa mole 1 ya dutu kwenye electrolyte. Inahesabiwa kwa kila kitengo cha valence. Ilikuwa kulingana na fomula iliyojumuishwa kwamba malipo ya elektroni yalihesabiwa nyuma mnamo 1874.
Sheria za electrolysis zilizoanzishwa na Faraday zilijaribiwa kwa maana tofauti sasa, joto, shinikizo, pamoja na kutolewa kwa wakati mmoja wa vitu viwili au zaidi. Electrolysis pia ilifanyika katika melts tofauti na vimumunyisho. Mkusanyiko wa elektroliti pia ulitofautiana kati ya majaribio. Wakati huo huo, kupotoka kidogo kutoka kwa sheria ya Faraday wakati mwingine kulionekana. Zinaelezewa na conductivity ya elektroniki ya elektroliti, ambayo imedhamiriwa kwa usawa na conductivity ya ionic.
Uvumbuzi uliofanywa na mwanafizikia wa Kiingereza M. Faraday ulifanya iwezekane kuelezea matukio mengi. Sheria zake ni msingi wa electrodynamics ya kisasa. Vifaa mbalimbali vya kisasa hufanya kazi kwa kanuni hii.
Je, ni njia gani bora ya kusoma kuhusu mambo ya msingi Jumatatu jioni? elektrodynamics. Hiyo ni kweli, unaweza kupata mambo mengi ambayo ni bora zaidi. Walakini, bado tunapendekeza usome nakala hii. Haichukui muda mwingi, lakini habari muhimu itabaki katika fahamu ndogo. Kwa mfano, wakati wa mtihani, chini ya dhiki, itawezekana kufuta sheria ya Faraday kutoka kwa kina cha kumbukumbu. Kwa kuwa kuna sheria kadhaa za Faraday, hebu tufafanue kwamba hapa tunazungumzia sheria ya Faraday ya induction.
Electrodynamics- tawi la fizikia ambalo husoma uwanja wa sumakuumeme katika udhihirisho wake wote.
Hii ni pamoja na mwingiliano wa uwanja wa umeme na sumaku, mkondo wa umeme, mionzi ya sumakuumeme, na ushawishi wa uwanja kwenye miili iliyoshtakiwa.
Hapa hatuna lengo la kuzingatia electrodynamics yote. Mungu apishe mbali! Hebu tuangalie vizuri zaidi mojawapo ya sheria zake za msingi, ambayo inaitwa Sheria ya Faraday ya induction ya sumakuumeme.
Historia na ufafanuzi
Faraday, sambamba na Henry, aligundua jambo la kuingizwa kwa umeme katika 1831. Kweli, niliweza kuchapisha matokeo mapema. Sheria ya Faraday inatumiwa sana katika teknolojia, katika motors za umeme, transfoma, jenereta na chokes. Ni nini kiini cha sheria ya Faraday ya induction ya sumakuumeme, kwa maneno rahisi? Hili hapa jambo!
Wakati flux ya sumaku inabadilika kupitia kitanzi kilichofungwa, mkondo wa umeme unatokea kwenye kitanzi. Hiyo ni, ikiwa tunapotosha sura kutoka kwa waya na kuiweka kwenye uwanja wa magnetic kubadilisha (kuchukua sumaku na kuipotosha karibu na sura), sasa itapita kupitia sura!
Faraday aliita utangulizi huu wa sasa, na jambo lenyewe liliitwa induction ya sumakuumeme.
Uingizaji wa sumakuumeme- tukio la sasa ya umeme katika mzunguko uliofungwa wakati flux ya magnetic inapita kupitia mzunguko inabadilika.
Uundaji wa sheria ya msingi ya mienendo ya umeme - sheria ya Faraday ya induction ya sumakuumeme, inaonekana na inaonekana kama ifuatavyo.
EMF, inayotokana na mzunguko, ni sawa na kiwango cha mabadiliko ya flux magnetic F kupitia mzunguko.
Je, minus inatoka wapi kwenye fomula, unauliza? Ili kuelezea ishara ya minus katika fomula hii kuna maalum Utawala wa Lenz. Inasema kwamba ishara ya minus kwa kesi hii, inaonyesha mwelekeo wa EMF inayojitokeza. Ukweli ni kwamba shamba la magnetic linaloundwa na sasa la induction linaelekezwa kwa namna ambayo inazuia mabadiliko katika flux ya magnetic ambayo imesababisha sasa induction.
Mifano ya kutatua matatizo
Hiyo inaonekana kuwa yote. Umuhimu wa sheria ya Faraday ni ya msingi, kwa sababu msingi wa karibu sekta nzima ya umeme hujengwa juu ya matumizi ya sheria hii. Ili kukusaidia kuelewa haraka, hebu tuangalie mfano wa kutatua tatizo kwa kutumia sheria ya Faraday.
Na kumbuka, marafiki! Ikiwa kazi imekwama kama mfupa kwenye koo lako, na huwezi kuvumilia tena, wasiliana na waandishi wetu! Sasa unajua . Tutatoa haraka ufumbuzi wa kina na tutaelezea maswali yote!