กฎของเลนซ์

เปิดเมนู

มันมีทิศทางที่ทำให้การกระทำของสาเหตุที่กระตุ้นกระแสนี้อ่อนแอลงเสมอ

การสาธิตการปกครองของ Lenz อย่างน่าทึ่งคือการทดลองของ Elihu Thomson

    1 / 3

    YouTube สารานุกรม

    กฎของเลนซ์ โดย เบซบอตวี

    บทที่ 281 การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ฟลักซ์แม่เหล็ก กฎของเลนซ์

    กฎของเลนซ์ ฟิสิกส์

คำบรรยาย

สาระสำคัญทางกายภาพของกฎ

E i n d = − d Φ d t (\displaystyle (\mathcal (E))^(ind)=-(\frac (d\Phi )(dt)))

โดยที่เครื่องหมายลบหมายความว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำกระทำในลักษณะที่กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำป้องกันการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ ข้อเท็จจริงนี้สะท้อนให้เห็นในกฎของเลนซ์

กฎของ Lenz มีลักษณะทั่วไปและใช้ได้ในสถานการณ์ทางกายภาพต่างๆ ซึ่งอาจแตกต่างกันในกลไกทางกายภาพเฉพาะสำหรับการกระตุ้นกระแสเหนี่ยวนำ ดังนั้นหากการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กเกิดจากการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่ของวงจร (เช่นเนื่องจากการเคลื่อนตัวของด้านใดด้านหนึ่งของวงจรสี่เหลี่ยม) กระแสเหนี่ยวนำจะถูกตื่นเต้นโดยแรงลอเรนซ์ กระทำต่ออิเล็กตรอนของตัวนำที่กำลังเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กคงที่ หากการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงขนาดของสนามแม่เหล็กภายนอก กระแสเหนี่ยวนำจะถูกกระตุ้นโดยสนามไฟฟ้าเอ็ดดี้ที่ปรากฏขึ้นเมื่อสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม ในทั้งสองกรณี กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะถูกส่งตรงเพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์สนามแม่เหล็กผ่านวงจร

หากสนามแม่เหล็กภายนอกที่ทะลุผ่านวงจรไฟฟ้าที่อยู่นิ่งถูกสร้างขึ้นโดยกระแสที่ไหลในอีกวงจรหนึ่ง กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำสามารถถูกควบคุมทิศทางในทิศทางเดียวกันกับกระแสภายนอกหรือในทิศทางตรงกันข้าม ขึ้นอยู่กับว่ากระแสภายนอกลดลงหรือไม่ หรือเพิ่มขึ้น หากกระแสภายนอกเพิ่มขึ้น สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นและฟลักซ์จะเพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การปรากฏตัวของกระแสเหนี่ยวนำที่ลดการเพิ่มขึ้นนี้ ในกรณีนี้กระแสเหนี่ยวนำจะพุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกับกระแสหลัก ในกรณีตรงกันข้าม เมื่อกระแสภายนอกลดลงตามเวลา การลดลงของฟลักซ์แม่เหล็กจะนำไปสู่การกระตุ้นของกระแสเหนี่ยวนำ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเพิ่มฟลักซ์ และกระแสนี้จะถูกส่งไปในทิศทางเดียวกันกับกระแสภายนอก

คำบรรยาย

E i n d = − d Φ d t (\displaystyle (\mathcal (E))^(ind)=-(\frac (d\Phi )(dt)))

กฎของ Lenz มีลักษณะทั่วไปและใช้ได้ในสถานการณ์ทางกายภาพต่างๆ ซึ่งอาจแตกต่างกันในกลไกทางกายภาพเฉพาะสำหรับการกระตุ้นกระแสเหนี่ยวนำ ดังนั้นหากการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กเกิดจากการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่ของวงจร (เช่นเนื่องจากการเคลื่อนตัวของด้านใดด้านหนึ่งของวงจรสี่เหลี่ยม) กระแสเหนี่ยวนำจะถูกตื่นเต้นโดยแรงลอเรนซ์ กระทำต่ออิเล็กตรอนของตัวนำที่กำลังเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กคงที่ หากการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงขนาดของสนามแม่เหล็กภายนอก กระแสเหนี่ยวนำจะถูกกระตุ้นโดยสนามไฟฟ้าเอ็ดดี้ที่ปรากฏขึ้นเมื่อสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม ในทั้งสองกรณี กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะถูกส่งตรงเพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์สนามแม่เหล็กผ่านวงจร

กฎของ Lenz มีลักษณะทั่วไปและใช้ได้ในสถานการณ์ทางกายภาพต่างๆ ซึ่งอาจแตกต่างกันในกลไกทางกายภาพเฉพาะสำหรับการกระตุ้นกระแสเหนี่ยวนำ ดังนั้นหากการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กเกิดจากการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่ของวงจร (เช่นเนื่องจากการเคลื่อนตัวของด้านใดด้านหนึ่งของวงจรสี่เหลี่ยม) กระแสเหนี่ยวนำจะถูกตื่นเต้นโดยแรงลอเรนซ์ กระทำต่ออิเล็กตรอนของตัวนำที่กำลังเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กคงที่ หากการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงขนาดของสนามแม่เหล็กภายนอก กระแสเหนี่ยวนำจะถูกกระตุ้นโดยสนามไฟฟ้าเอ็ดดี้ที่ปรากฏขึ้นเมื่อสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม ในทั้งสองกรณี กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะถูกส่งตรงเพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์สนามแม่เหล็กผ่านวงจร

ลิงค์

หมายเหตุ


มูลนิธิวิกิมีเดีย

  • 2010.
  • การล้อมเคซันห์

ปอร์ต เดอ ฮัล/ฮัลเลอพอร์ต

    ดูว่า "กฎของ Lenz" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:กฎของเลนซ์ - กฎของ LENZ ซึ่งเป็นกฎแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้มาโดยนักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย ไฮน์ริช เลนซ์ (1804 65) ในปี 1834 กฎหมายระบุว่ากระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะไหลในทิศทางตรงกันข้ามกับประจุที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ดูเพิ่มเติมที่ การเหนี่ยวนำ...

    พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิคกฎของเลนซ์ - - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov พจนานุกรมภาษาอังกฤษเป็นภาษารัสเซียเกี่ยวกับวิศวกรรมไฟฟ้าและวิศวกรรมพลังงาน มอสโก พ.ศ. 2542] หัวข้อวิศวกรรมไฟฟ้า แนวคิดพื้นฐาน กฎ EN ของกฎของ Lenz ที่เกิดขึ้นในปัจจุบัน กฎของ Lenz ...

    พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิคคู่มือนักแปลทางเทคนิค

    พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค- กฎที่กำหนดทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ (เกิดขึ้นระหว่างการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า) อันเป็นผลมาจากกฎการอนุรักษ์พลังงาน ตามกฎของ Lenz กระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในวงจรปิดจะถูกควบคุมเพื่อให้... ...

    - Lenko taisyklėสถานะเป็น T sritis fizika atitikmenys: engl กฎของเลนซ์; กฎของ Lenz vok เลนซ์เช่ เรเกล, f; Lenzsches Gesetz และมาตุภูมิ กฎของเลนซ์, ม.; กฎของ Lenz, n pranc loi de Lenz, f … Fizikos สิ้นสุด žodynasกฎเลนซ่า - กำหนดทิศทางการไหล กระแสที่เกิดขึ้นจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นผลมาจากกฎการอนุรักษ์พลังงาน L. p. ก่อตั้ง (1833) โดย E. H. Lenz การเหนี่ยวนำ กระแสในวงจรถูกควบคุมจนเกิดกระแสไหล… ...

    สารานุกรมกายภาพ- (1) สว่านใช้กำหนดทิศทางของเวกเตอร์ความแรงของสนามแม่เหล็กของตัวนำตรงที่มีกระแสตรง หากขันสว่านเข้าไปในทิศทางของกระแส ทิศทางการหมุนของมันจะกำหนดทิศทางของเส้นแรงแม่เหล็ก... ... สารานุกรมโพลีเทคนิคขนาดใหญ่

    กฎของเลนซ์- กฎของ Lenz กฎสำหรับกำหนดทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ: กระแสเหนี่ยวนำที่เกิดจากการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของวงจรนำไฟฟ้าและแหล่งกำเนิดของสนามแม่เหล็กจะมีทิศทางเสมอเพื่อให้ฟลักซ์แม่เหล็กของมันเอง ... ... วิกิพีเดีย

    กฎมือขวา- กฎที่จำง่ายสำหรับกำหนดทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำในตัวนำที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก: หากคุณวางฝ่ามือขวาเพื่อให้นิ้วโป้งอยู่ในแนวเดียวกับทิศทางการเคลื่อนที่... ... พจนานุกรมสารานุกรมโลหะวิทยา

    กฎเฟส- สมการที่เชื่อมโยงจำนวนองศาอิสระ (C) ของระบบเทอร์โมไดนามิกส์กับจำนวนองค์ประกอบ (K) และจำนวนเฟสสมดุล (F) : C = K F + 2 หากอิทธิพลของความดันต่อสมดุลเฟสสามารถ ละเลยกฎเฟสจะมีรูปแบบ:... ... พจนานุกรมสารานุกรมโลหะวิทยา

    กฎการใช้ประโยชน์- กฎของเซกเมนต์เป็นหนึ่งในการแสดงกฎการอนุรักษ์มวลของสารซึ่งสร้างความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบทางเคมีและมวลของสารทั้งสองกับสารตัวที่ 3 ที่เกิดจากสองตัวแรก ทำหน้าที่กำหนดจากแผนภาพ... พจนานุกรมสารานุกรมโลหะวิทยา

หนังสือ

  • ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 ฟิสิกส์, การสะสม. แผ่นดิสก์นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อช่วยให้นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 ที่กำลังเรียนฟิสิกส์ในระดับพื้นฐาน ประกอบด้วยเนื้อหาทางทฤษฎีซึ่งประกอบด้วย 15 ส่วนหลักของหลักสูตรของโรงเรียน ความเรียบง่าย... ซื้อหนังสือเสียงในราคา 124 รูเบิล

กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในตัวนำซึ่งเกิดขึ้นเมื่อฟลักซ์แม่เหล็กเปลี่ยนแปลง จะถูกส่งไปในลักษณะที่สนามแม่เหล็กจะต้านการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก

ในปี ค.ศ. 1831 นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ไมเคิล ฟาราเดย์ ค้นพบสิ่งที่ปัจจุบันเรียกว่ากฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กภายในวงจรตัวนำจะกระตุ้นกระแสไฟฟ้าในวงจรนั้น แม้ว่าจะไม่มีแหล่งพลังงานในวงจรก็ตาม คำถามเกี่ยวกับทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำที่ฟาราเดย์เปิดทิ้งไว้นั้น ได้รับการแก้ไขโดยนักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย เอมิเลียส คริสเตียนโนวิช เลนซ์

ลองนึกภาพวงจรนำกระแสแบบวงกลมปิดโดยไม่มีแบตเตอรี่หรือแหล่งพลังงานอื่นเชื่อมต่ออยู่ โดยที่แม่เหล็กเริ่มถูกเสียบเข้ากับขั้วเหนือ สิ่งนี้จะเพิ่มฟลักซ์แม่เหล็กที่ไหลผ่านลูป และตามกฎของฟาราเดย์ กระแสเหนี่ยวนำจะปรากฏขึ้นในลูป ในทางกลับกันกระแสนี้ตามกฎหมาย Biot-Savart จะสร้างสนามแม่เหล็กซึ่งคุณสมบัติไม่แตกต่างจากคุณสมบัติของสนามแม่เหล็กธรรมดาที่มีขั้วเหนือและขั้วใต้ Lenz เพิ่งค้นพบว่ากระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะถูกส่งไปในลักษณะที่ขั้วเหนือของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าจะหันไปทางขั้วเหนือของแม่เหล็กที่ขับเคลื่อน เนื่องจากแรงผลักกันซึ่งกันและกันกระทำระหว่างขั้วเหนือทั้งสองของแม่เหล็ก กระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในวงจรจะไหลไปในทิศทางที่แม่นยำซึ่งจะต่อต้านการนำแม่เหล็กเข้าสู่วงจร และนี่เป็นเพียงกรณีพิเศษเท่านั้น แต่ตามสูตรทั่วไป กฎของ Lenz ระบุว่ากระแสเหนี่ยวนำจะถูกควบคุมทิศทางเสมอในลักษณะที่จะแก้ไขสาเหตุที่แท้จริงที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้านั้น

ปัจจุบันพวกเขากำลังพยายามใช้กฎของ Lenz ในการขนส่งผู้โดยสารระหว่างเมือง ต้นแบบของรถไฟที่เรียกว่าแม่เหล็กลอยได้ถูกสร้างขึ้นแล้วและกำลังถูกทดสอบ แม่เหล็กอันทรงพลังติดตั้งอยู่ใต้ท้องรถของรถไฟดังกล่าวซึ่งอยู่ห่างจากแผ่นเหล็กเพียงไม่กี่เซนติเมตร เมื่อรถไฟเคลื่อนที่ ฟลักซ์แม่เหล็กที่ไหลผ่านรูปร่างของรางจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา และกระแสเหนี่ยวนำที่รุนแรงจะเกิดขึ้นในนั้น ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กอันทรงพลังที่ขับไล่การระงับแม่เหล็กของรถไฟ (คล้ายกับแรงผลักที่เกิดขึ้นระหว่างรูปร่าง และแม่เหล็กในการทดลองที่อธิบายข้างต้น) พลังนี้ยิ่งใหญ่มากจนเมื่อเพิ่มความเร็วขึ้นรถไฟก็จะลอยออกจากรางได้ 10-15 เซนติเมตรและในความเป็นจริงก็บินไปในอากาศ รถไฟลอยตัวแบบแม่เหล็กสามารถเข้าถึงความเร็วได้มากกว่า 500 กม./ชม. ทำให้เหมาะสำหรับการขนส่งระหว่างเมืองระยะกลาง

ดูเพิ่มเติมที่:

อี.เอช. Lenz ได้กำหนดกฎหมายที่ช่วยให้สามารถกำหนดทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำได้ เมื่อได้รับข้อมูลเกี่ยวกับการค้นพบปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของ M. Faraday Lenz ได้ทำการทดลองหลายชุดเพื่อให้ได้กฎเชิงปริมาณของการเหนี่ยวนำ เขาเชื่อว่า "พลังแห่งกระแสชั่วขณะ" ทำงานเหมือนระเบิด และแรงของการระเบิดนี้วัดจากความเร็วซึ่งรายงานโดยลูกศรของตัวบ่งชี้กระแสไฟฟ้า Lenz สรุปว่า การปรากฏตัวของกระแสเหนี่ยวนำนั้นขึ้นอยู่กับความเร็วของการ “แยก” ของขดลวดออกจากแม่เหล็ก EMF ที่ตื่นเต้นในขดลวดจะเป็นสัดส่วนกับจำนวนรอบและเท่ากับ EMF ผลลัพธ์ที่ตื่นเต้นใน แต่ละรอบในขณะที่ไม่ได้รับผลกระทบจากขดลวดกระดองของวัสดุและเส้นผ่านศูนย์กลาง แต่การค้นพบที่สำคัญที่สุดที่ Lenz ทำคือกฎ (มักเรียกว่ากฎ) เกี่ยวกับทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ ต่อหน้าเขาฟาราเดย์เองและนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ จำนวนหนึ่งได้เสนอกฎที่ซับซ้อนมากซึ่งทำให้สามารถกำหนดทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำในกรณีพิเศษได้

การกำหนดกฎของเลนซ์

กระแสเหนี่ยวนำมักจะถูกชี้นำในลักษณะที่ผลของมันจะตรงกันข้ามกับการกระทำของสาเหตุที่ทำให้เกิดกระแสนี้

กฎของ Lenz มีผลบังคับใช้เมื่อตัวนำเคลื่อนที่และสนามแม่เหล็กคงที่ และในกรณีที่ตัวนำอยู่กับที่และสนามแม่เหล็ก (ความแรงของกระแสไฟฟ้า) มีความแปรผัน กระแสน้ำเหนี่ยวนำจะสร้างสนามไฟฟ้าที่มีแนวโน้มที่จะต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของสนามภายนอกที่ทำให้เกิดกระแสน้ำเสมอ

กฎของเลนซ์เป็นผลมาจากกฎการอนุรักษ์พลังงาน ดังนั้นกระแสเหนี่ยวนำก็เหมือนกับกระแสอื่น ๆ ที่ทำงานในระดับหนึ่ง ซึ่งหมายความว่าเมื่อตัวนำปิดเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก แรงภายนอกจะต้องทำงานเพิ่มเติม งานนี้ปรากฏขึ้นเนื่องจากกระแสเหนี่ยวนำมีปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กและทำให้เกิดแรงที่พุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ (นั่นคือ พวกมันขัดขวางการเคลื่อนที่)

ถ้าเราเขียนกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในสูตรของ Maxwell:

แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำอยู่ที่ไหน F คือฟลักซ์แม่เหล็ก เครื่องหมายลบในสูตร (1) สอดคล้องกับกฎของเลนซ์

ให้เราสมมติว่าทิศทางบวกของเส้นปกติเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ในกรณีนี้ การไหลผ่านลูปจะเป็นค่าบวก หากสนามแม่เหล็กในกรณีที่อยู่ระหว่างการพิจารณาเพิ่มขึ้น (นั่นคือ title="Rendered by QuickLaTeX.com" height="22" width="54" style="vertical-align: -6px;">), то в соответствии (1), а это значит, что сила тока . Получается, что направление тока индукции является противоположным к избранному нами положительному направлению.!}

หลักการพลิกกลับได้ของเครื่องใช้ไฟฟ้าถือเป็นผลสืบเนื่องมาจากกฎของ Lenz:

เครื่องจักรไฟฟ้าสามารถพลิกกลับได้นั่นคือสามารถทำงานได้ทั้งเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเป็นมอเตอร์

แผนการใช้กฎของเลนซ์

ตัวอย่างเช่น กฎของ Lenz สามารถนำไปใช้ได้โดยใช้ลำดับการดำเนินการต่อไปนี้ (สะดวกสำหรับวงปิด):

  1. กำหนด (พิจารณา) ทิศทางของเวกเตอร์สนามแม่เหล็กภายนอก
  2. ตรวจสอบว่าฟลักซ์แม่เหล็กผ่านวงจรลดลงหรือเพิ่มขึ้น
  3. ระบุทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามกระแสเหนี่ยวนำ ในกรณีที่ฟลักซ์แม่เหล็กของสนามแม่เหล็กภายนอกลดลง เวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะมีทิศทางร่วมกับสนามภายนอก
  4. ใช้กฎสว่าน (สำหรับกระแสวงกลม) หรือกฎมือขวาสำหรับกระแสตรง เพื่อกำหนดทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ออกกำลังกาย ตัวนำตรงเคลื่อนที่ขนานกับตัวเองในสนามแม่เหล็กคงที่ (รูปที่ 1) กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะถูกกำหนดทิศทางอย่างไร?


สารละลาย เราจะสมมติว่าระนาบที่ตัวนำเคลื่อนที่ตั้งฉากกับระนาบของการวาด เส้นสนามแม่เหล็กจะอยู่ในระนาบของการวาด (รูปที่ 1) ทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำและสัญญาณของ EMF ถูกกำหนดโดยใช้กฎของ Lenz: กระแสถูกควบคุมเพื่อให้แรงทางกลที่กระทำกับตัวนำที่กำลังเคลื่อนที่อยู่ตรงข้ามกับความเร็วของการเคลื่อนที่นั่นคือทำให้ตัวนำช้าลง แรงที่กระทำต่อตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าคือแรงแอมแปร์ ทิศทางถูกกำหนดโดยใช้กฎของมือซ้าย: เส้นสนามแม่เหล็กจะต้องเข้าสู่ฝ่ามือ นิ้วทั้งสี่ถูกชี้ไปตามกระแสน้ำ นิ้วหัวแม่มืองอ 900 บ่งบอกถึงทิศทางของแรง เพื่อให้แรงแอมแปร์พุ่งตรงไปที่ความเร็ว กระแสในตัวนำจะต้องไหลเข้าหาเรา
คำตอบ กระแสเหนี่ยวนำมุ่งตรงมาหาเรา

บทเรียนในหัวข้อ “กฎของ Lenz ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำตนเอง พลังงานสนามแม่เหล็ก”

วัตถุประสงค์ของบทเรียน : เรียนรู้การกำหนดทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ ใช้ตัวอย่างกฎของ Lenz เพื่อกำหนดแนวคิดเกี่ยวกับลักษณะพื้นฐานของ ESA อธิบายสาระสำคัญของปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำตนเอง หาสูตรคำนวณพลังงานสนามแม่เหล็ก จงหาความหมายทางกายภาพของสูตรนี้

แผนการสอน:

    ตรวจการบ้าน.

    การนำเสนอวัสดุใหม่

    การรวมบัญชี

    การบ้าน.

    ตรวจการบ้าน.

    แผนการนำเสนอเนื้อหาใหม่:

1. ทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ
2. กฎของ Lenz และ ZSE
3. ปรากฏการณ์การชักนำตนเอง
4. EMF ของการเหนี่ยวนำตนเอง
5. ตัวเหนี่ยวนำ
6. การประยุกต์และการบัญชีการปฐมนิเทศตนเองทางเทคโนโลยี
7. พลังงานของสนามแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้า

ทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ

คำถามสำหรับนักเรียนเพื่ออัพเดทความรู้เดิม:

    ตั้งชื่อชุดการทดลองของฟาราเดย์ 2 ชุดเพื่อศึกษาปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า (การเกิดกระแสเหนี่ยวนำในขดลวดเมื่อแม่เหล็กหรือขดลวดที่มีกระแสเคลื่อนที่เข้าและออก การเกิดกระแสเหนี่ยวนำในขดลวดหนึ่งเมื่อกระแสเปลี่ยนแปลง ไปอีกทางหนึ่งโดยการปิดหรือเปิดวงจรหรือใช้ลิโน่)

    ทิศทางการโก่งตัวของเข็มกัลวาโนมิเตอร์ขึ้นอยู่กับทิศทางการเคลื่อนที่ของแม่เหล็กสัมพันธ์กับขดลวดหรือไม่? (ขึ้นอยู่กับ: เมื่อแม่เหล็กเข้าใกล้ขดลวด ลูกศรจะเบี่ยงเบนไปในทิศทางหนึ่ง เมื่อถอดแม่เหล็กออก และอีกทิศทางหนึ่ง)

    (ตัดสินโดยการอ่านค่ากัลวาโนมิเตอร์) กระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในขดลวดเมื่อแม่เหล็กเข้าใกล้ แตกต่างจากกระแสที่เกิดขึ้นเมื่อแม่เหล็กเคลื่อนที่ออกไปอย่างไร (ที่ความเร็วเท่ากันของแม่เหล็ก) (กระแสแตกต่างกันไปในทิศทาง)

ดังนั้นเมื่อแม่เหล็กเคลื่อนที่สัมพันธ์กับขดลวด ทิศทางการโก่งตัวของเข็มกัลวาโนมิเตอร์ (และดังนั้น ทิศทางของกระแส) จึงอาจแตกต่างกัน (สไลด์ 5)

ใช้การทดลองของ Lenz ให้เรากำหนดกฎสำหรับค้นหาทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ (วิดีโอ "การสาธิตปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า") คำอธิบายการทดลองของ Lenz (สไลด์ 6): ถ้าคุณนำแม่เหล็กเข้าใกล้วงแหวนนำไฟฟ้า แม่เหล็กนั้นจะเริ่มถูกผลักออกจากแม่เหล็ก แรงผลักนี้สามารถอธิบายได้ด้วยความจริงที่ว่ากระแสเหนี่ยวนำเกิดขึ้นในวงแหวนซึ่งเกิดจากการเพิ่มขึ้นของฟลักซ์แม่เหล็กผ่านวงแหวนและวงแหวนที่มีกระแสโต้ตอบกับแม่เหล็ก

กฎของ Lenz และกฎการอนุรักษ์พลังงาน (สไลด์ 7)

หากฟลักซ์แม่เหล็กผ่านวงจรเพิ่มขึ้นทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำในวงจรจะเป็นเช่นนั้นเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามที่สร้างขึ้นโดยกระแสนี้จะตรงข้ามกับเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กภายนอก

หากฟลักซ์แม่เหล็กผ่านวงจรลดลง ทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำจะเป็นเช่นนั้น เวกเตอร์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามที่สร้างขึ้นโดยกระแสนี้จะมีทิศทางร่วมกับเวกเตอร์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามภายนอก

การกำหนดกฎของเลนซ์ (สไลด์ 8): กระแสเหนี่ยวนำมีทิศทางที่ฟลักซ์แม่เหล็กที่สร้างขึ้นมักจะชดเชยการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่ทำให้เกิดกระแสนี้เสมอ

กฎของ Lenz เป็นผลมาจากกฎการอนุรักษ์พลังงาน

ลองพิจารณาตัวอย่างการสำแดงกฎในชีวิตของ Lenz (สไลด์ 9) - แม่เหล็กที่ลอยอยู่เหนือชามตัวนำยิ่งยวด คุณสามารถอธิบายสั้นๆ ว่าเกิดอะไรขึ้น เช่น แม่เหล็กตก; สนามแม่เหล็กสลับเกิดขึ้น สนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนเกิดขึ้น กระแสวงแหวนที่ไม่ทำให้ชื้นเกิดขึ้นในตัวนำยิ่งยวด ตามกฎของ Lenz ทิศทางของกระแสเหล่านี้จะทำให้แม่เหล็กถูกผลักออกจากตัวนำยิ่งยวด แม่เหล็ก “ลอย” อยู่เหนือชาม

ปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำตนเอง

ก่อนที่จะพิจารณาปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำตัวเองให้เราจำไว้ว่าสาระสำคัญของปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร - การเกิดขึ้นของกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในวงจรปิดเมื่อฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านวงจรนี้เปลี่ยนไป ลองพิจารณาหนึ่งในการทดลองของฟาราเดย์ (สไลด์ 10): หากความแรงของกระแสมีการเปลี่ยนแปลงในวงจรที่มีวงจรปิด (คอยล์) กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะเกิดขึ้นในวงจรด้วย กระแสนี้จะเป็นไปตามกฎของ Lenz ด้วย

พิจารณาการทดลองปิดวงจรที่มีคอยล์ (สไลด์ 11) เมื่อปิดวงจรที่มีคอยล์ ค่ากระแสที่แน่นอนจะถูกสร้างขึ้นหลังจากผ่านไประยะหนึ่งเท่านั้น

คำจำกัดความของการเหนี่ยวนำตนเอง (สไลด์ 12): การเหนี่ยวนำด้วยตนเอง - การปรากฏตัวของสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนในวงจรตัวนำเมื่อความแรงของกระแสในนั้นเปลี่ยนแปลง กรณีพิเศษของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า
เนื่องจากการเหนี่ยวนำตัวเอง วงจรปิดจึงมี "ความเฉื่อย": ความแรงของกระแสในวงจรที่มีขดลวดไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ทันที

EMF เหนี่ยวนำตัวเอง (สไลด์ 13) สูตรกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้ามีสูตรอย่างไร?

(ℰ ฉัน- หากกระแสแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นก็สามารถโต้แย้งได้ว่าФ ~ В ~ฉัน, เช่น. ฟ~ ฉันหรือ Ф= ลี, ที่ไหน – ตัวเหนี่ยวนำวงจร (หรือสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำตัวเอง) จากนั้นกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในกรณีของการเหนี่ยวนำด้วยตนเองจะอยู่ในรูปแบบ:ศรี= - = - หรือ ℰ ศรี = - (สูตรคำนวณแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำตัวเอง)

ตัวเหนี่ยวนำ (สไลด์ 14)

หากจากสูตรการคำนวณแรงเคลื่อนไฟฟ้าการเหนี่ยวนำตัวเองเราแสดงค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนเราได้รับ: = ℰ ศรี- จากนั้นเราถือเอาค่าของปริมาณที่เราสามารถกำหนดได้โดยตรงให้เป็นเอกภาพ - อัตราการเปลี่ยนแปลงของความแรงของกระแสคือ 1 แอมแปร์ต่อวินาที เราได้สูตรที่สะท้อนความหมายทางกายภาพของสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำตัวเอง (ตัวเหนี่ยวนำ): ค่าความเหนี่ยวนำของวงจรมีค่าเท่ากับตัวเลข EMF ของการเหนี่ยวนำตัวเองที่เกิดขึ้นเมื่อกระแสเปลี่ยนแปลง 1 A ใน 1 วินาที

หน่วย SI ของการเหนี่ยวนำ: = 1 = 1 H (เฮนรี่)

การประยุกต์ใช้และการบัญชีของการเหนี่ยวนำตนเองในเทคโนโลยี (สไลด์ 15)

เนื่องจากปรากฏการณ์การเหนี่ยวนําในตัวเอง เมื่อวงจรที่ประกอบด้วยขดลวดที่มีแกนเหล็ก (แม่เหล็กไฟฟ้า มอเตอร์ หม้อแปลงไฟฟ้า) ถูกเปิดขึ้น แรงเคลื่อนไฟฟ้าในการเหนี่ยวนําในตัวเองที่มีนัยสําคัญจะถูกสร้างขึ้น และอาจเกิดประกายไฟหรือแม้แต่การปล่อยส่วนโค้งได้ ขณะทำการบ้าน ฉันขอแนะนำ (ไม่บังคับ) เตรียมการนำเสนอในหัวข้อ "จะกำจัดการเหนี่ยวนำตนเองที่ไม่พึงประสงค์เมื่อเปิดวงจรได้อย่างไร"

พลังงานสนามแม่เหล็ก (สไลด์ 16):

ให้เราระลึกถึงการทดลองที่ยืนยันการมีอยู่ของปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำตัวเอง: เมื่อปิดวงจรหลอดไฟจะไม่กะพริบทันที แต่เมื่อเปิดวงจรที่มีขดลวดหลอดไฟจะกะพริบแทนที่จะดับลง ในช่วงเวลาสั้น ๆ แน่นอนว่าต้องใช้พลังงานในการฉายหลอดไฟ และพลังงานนี้จะถูกเก็บไว้ในขดลวดในรูปของพลังงานสนามแม่เหล็ก เพื่อให้ได้พลังงานของสนามแม่เหล็ก เราใช้การเปรียบเทียบระหว่างการสร้างกระแสไฟฟ้าในวงจรขนาด 1 และกระบวนการของร่างกายที่ได้รับความเร็ว V

1. การสร้างกระแส I ในวงจรเกิดขึ้นทีละน้อย

1. ร่างกายถึงความเร็ว V ค่อยๆ

2. เพื่อให้บรรลุจุดแข็งในปัจจุบัน I จะต้องทำงานให้สำเร็จ

2. เพื่อให้บรรลุความเร็ว V จะต้องทำงานให้เสร็จ

3. ยิ่ง L ยิ่งโต ยิ่งโตช้า

3. ยิ่ง m มากขึ้น V ก็จะยิ่งเติบโตช้าลง

4. ว ม =

4. อี ถึง =

    การรวมบัญชี (สไลด์ 17) - คำถาม 1 - 8 ในหน้า 113 ของหนังสือเรียน

    การบ้าน (สไลด์ 18) - § 15

บทความที่เกี่ยวข้อง

2024 liveps.ru การบ้านและปัญหาสำเร็จรูปในวิชาเคมีและชีววิทยา