Obwód składający się z baterii (źródła siły elektromotorycznej ) oraz opornika r opór wewnętrzny baterii - opór opornika V b V a V I V Ir Ir I 2
POŁĄCZENIE SZEEGOWE Taki sam prąd płynący przez oba oporniki Sumaryczny opór oporników połączonych szeregowo jest zawsze większy od oporu każdego z oporników z osobna V I I I 2 2 2 3... 3
POŁĄCZENIE ÓWNOLEGŁE Taka sama różnica potencjałów na obu opornikach V V V V I I I 2 2 2... 3 2 Sumaryczny opór oporników połączonych równolegle jest zawsze mniejszy od oporu każdego z oporników z osobna 4
Pierwsze prawo Kirchhoffa Suma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń prądów wypływających z tego węzła I do I z Drugie prawo Kirchhoffa Suma różnicy potencjałów (spadków napięć) na wszystkich elementach obwodu zamkniętego wynosi zero I I2 I3 obwód zamk. V 0 5
0 A Acos Strumień pola magnetycznego w przypadku jednorodnego pola którego kierunek tworzy kąt z wektorem da Definicja strumienia pola da 6
Strumień indukcji magnetycznej przez dowolną powierzchnię zamkniętą jest równy zero. da 0 Prawo Gaussa dla magnetyzmu wyraża fakt, że nie istnieją pojedyncze bieguny magnetyczne 7
Wkładanie lub wyjmowanie magnesu do pętli z drutu powoduje przepływ prądu. Kierunek przepłu prądu zależy od tego, czy magnes jest wkładany, czy wyjmowany. Gdy magnes pozostaje nieruchomy prąd nie płynie. Wartość prądu jest tym większa im szybciej wkładany/wyjmowany jest magnes Prąd powstający w powyższy sposób nazywamy prądem indukowanym. Prąd indukowany płynie pod wpływem indukowanej SEM 8
Doświadczenie Faraday a klucz galwanometr bateria uzwojenie pierwotne uzwojenie wtórne Zwarcie klucza (zamknięcie obwodu) powoduje wychylenie wskazówki galwanometru. Przy zwartym (lub rozwartym) kluczu wskazówka pozostaje nieruchoma. ozwarcie klucza powoduje wychylenie wskazówki w kierunku przeciwnym do tego które występuje przy zwieraniu. Zmienne pole magnetyczne powoduje przepływ prądu w uzwojeniu wtórnym. Mówimy, że zmienne pole magnetyczne indukuje siłę elektromotoryczną. 9
Indukowana siła elektromotoryczna jest proporcjonalna do szybkości zmian strumienia pola d d Acos Dla cewki o N zwojach: N d Zmiana, A lub powoduje powstanie indukowanej SEM 0
Na ładunki w poruszającym się przewodniku działa siła Lorentza: F qv Siła Lorentza powoduje przemieszenie ładunku i powstanie pola E. Siła działająca na ładunki w polu E: F E qe W stanie równowagi siła F równoważona jest przez siłę F E : qv qe v E V óżnica potencjałów między końcami przewodnika: El lv Podczas ruchu przewodnika w polu magnetycznym w przewodniku powstaje różnica potencjałów.
Z ruchem pręta po szynach związany jest zmienny strumień pola przez obwód: lx Z prawa Faraday a: d dx l Z prawa Ohma: d lv I lx lv Gdy pręt porusza się w polu i płynie w nim prąd, doświadcza działania siły F. Ponieważ siła F ma zwrot przeciwny do v, wiec siła zewnętrzna F musi mieć kierunek przeciwny do F. 2
Proces indukcji elektromagnetycznej przebiega w kierunku przeciwnym do działającej przyczyny Prąd indukowany w przewodniku pod wpływem zmiennego strumienia pola magnetycznego ma taki zwrot, że wytworzone przez niego wtórne pole magnetyczne przeciwdziała przyczynie (zmianie strumienia pola ). 3
Wsuwanie magnesu do pętli z przewodnika powoduje wyindukowanie w przewodniku prądu wytwarzającego pole magnetyczne przeciwne do pola magnesu magnes jest wypychany Wysuwanie magnesu z pętli z przewodnika powoduje wyindukowanie w przewodniku prądu wytwarzającego pole magnetyczne zgodnego z polem magnesu magnes jest wciągany 4
Zmienne pole powoduje powstanie wewnątrz obręczy z przewodnika pola E stycznego do obręczy. Na ładunki wewnątrz obręczy działa siła: F qe E Praca siły F E na przemieszcznie ładunku wokół obręczy: W qe2r q E2r czyli Eds Strumień pola przez obręcz: Z prawa indukcji Faraday a: A d r 2 E ds d 5
pętla N ilość uzwojeń A pole powierzchni pojedyńczego uzwojenia pierścienie wirnik zewnętrzny szczotki Pętla z przewodnika obracająca się pod wpływem zewnętrznej siły w polu magnetycznym generuje sinusoidalnie zmienną SEM. obwód zewnętrzny NA cos NA cos t d NA sin t NA max 6
Po zwarciu klucza, prąd narasta i powoduje powstanie zmiennego strumienia pola i w efekcie wyindukowanie SEM przeciwdziałającej narastaniu prądu. Zjawisko to nazywamy indukcją własną obwodu (samoindukcją) Cewka (solenoid o N zwojach) I rośnie d di N L I maleje SEM powstała w wyniku zjawiska indukcji własnej jest proporcjonalna do szybkości zmian prądu: Współczynnik indukcji własnej cewki (solenoidu) o N zwojach L N I 7
2 Dwie cewki o liczbach zwojów N i N 2 przez które płyną prądy odpowiednio I i I 2 -strumień pola pochodzącego od cewki przechodzący przez cewkę 2 Współczynnik indukcji wzajemnej cewki 2 względem cewki : N I 2 M2 SEM indukowana w cewce 2: d d M I 2 2 di 2 N2 N2 M2 N 2 SEM indukowana w cewce : di 2 M 2 di M 2 M 2 M 2 di 2 M M SEM indukowana w jednej cewce jest proporcjonalna do szybkości zmian natężenia prądu w drugiej 8
transformator ładowarka bezprzewodowa 9