Indukcja elektromagnetyczna Faradaya

Podobne dokumenty
Podstawy fizyki sezon 2 5. Pole magnetyczne II

RÓWNANIA MAXWELLA. Czy pole magnetyczne może stać się źródłem pola elektrycznego? Czy pole elektryczne może stać się źródłem pola magnetycznego?

Nazwa magnetyzm pochodzi od Magnezji w Azji Mniejszej, gdzie już w starożytności odkryto rudy żelaza przyciągające żelazne przedmioty.

Pole elektromagnetyczne

Podstawy fizyki sezon 2 5. Pole magnetyczne II

Indukcja elektromagnetyczna

Wykład 15: Indukcja. Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok

Wykłady z Fizyki. Elektromagnetyzm

Wykład 14: Indukcja. Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok

POLE MAGNETYCZNE Magnetyzm. Pole magnetyczne. Indukcja magnetyczna. Siła Lorentza. Prawo Biota-Savarta. Prawo Ampère a. Prawo Gaussa dla pola

Indukcja elektromagnetyczna

O różnych urządzeniach elektrycznych

Wykład 14: Indukcja cz.2.

Fale elektromagnetyczne

Pole magnetyczne. Magnes wytwarza wektorowe pole magnetyczne we wszystkich punktach otaczającego go przestrzeni.

Podstawy fizyki sezon 2 5. Indukcja Faradaya

Prawa Maxwella. C o p y rig h t b y p lec iu g 2.p l

Fizyka współczesna. Zmienne pole magnetyczne a prąd. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej Powstawanie prądu w wyniku zmian pola magnetycznego

Wykład 14. Część IV. Elektryczność i magnetyzm

Podstawy fizyki sezon 2 6. Indukcja magnetyczna

Ruch ładunków w polu magnetycznym

Elektrodynamika Część 6 Elektrodynamika Ryszard Tanaś Zakład Optyki Nieliniowej, UAM

Badanie transformatora

Obwód składający się z baterii (źródła siły elektromotorycznej ) oraz opornika. r opór wewnętrzny baterii R- opór opornika

cz. 2. dr inż. Zbigniew Szklarski

Badanie transformatora

i elementy z półprzewodników homogenicznych część II

Indukcja elektromagnetyczna

Przewodniki w polu elektrycznym

Fale elektromagnetyczne w dielektrykach

Indukcja elektromagnetyczna. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Elektrodynamika. Część 6. Elektrodynamika. Ryszard Tanaś. Zakład Optyki Nieliniowej, UAM

MAGNETYZM, INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA. Zadania MODUŁ 11 FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY

Temat XXIV. Prawo Faradaya

Wykład FIZYKA II. 4. Indukcja elektromagnetyczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

MAGNETYZM. PRĄD PRZEMIENNY

Strumień pola elektrycznego i prawo Gaussa

Materiały pomocnicze 11 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Pole magnetyczne Ziemi. Pole magnetyczne przewodnika z prądem

Ferromagnetyki, paramagnetyki, diamagnetyki.

Fizyka 2 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Magnetyzm cz.ii. Indukcja elektromagnetyczna Równania Maxwella Obwody RL,RC

Podstawy elektromagnetyzmu. Wykład 2. Równania Maxwella

Indukcja własna i wzajemna. Prądy wirowe

POLE MAGNETYCZNE. Magnetyczna siła Lorentza Prawo Ampere a

Pojemność elektryczna

Kolokwium 2. Środa 14 czerwca. Zasady takie jak na pierwszym kolokwium

Podstawy fizyki sezon 2 6. Równania Maxwella

Czego można się nauczyć z prostego modelu szyny magnetycznej

Prądy wirowe (ang. eddy currents)

Pojęcie ładunku elektrycznego

Magnetostatyka. Bieguny magnetyczne zawsze występują razem. Nie istnieje monopol magnetyczny - samodzielny biegun północny lub południowy.

Fale elektromagnetyczne

Fizyka 2 Wróbel Wojciech

INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA

) I = dq. Obwody RC. I II prawo Kirchhoffa: t = RC (stała czasowa) IR V C. ! E d! l = 0 IR +V C. R dq dt + Q C V 0 = 0. C 1 e dt = V 0.

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 27 MAGNETYZM I ELEKTROMAGNETYZM. CZĘŚĆ 2

Pole elektromagnetyczne. Równania Maxwella

Elektromagnetyzm. pole magnetyczne prądu elektrycznego

INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA; PRAWO FARADAYA

Pole magnetyczne ma tę własność, że jego dywergencja jest wszędzie równa zeru.

Indukcyjność. Autorzy: Zbigniew Kąkol Kamil Kutorasiński

Q t lub precyzyjniej w postaci różniczkowej. dq dt Jednostką natężenia prądu jest amper oznaczany przez A.

Teoria pola elektromagnetycznego

I N S T Y T U T F I Z Y K I U N I W E R S Y T E T U G D AŃSKIEGO I N S T Y T U T K S Z T A Ł C E N I A N A U C Z Y C I E L I

POLE MAGNETYCZNE W PRÓŻNI

Momentem dipolowym ładunków +q i q oddalonych o 2a (dipola) nazwamy wektor skierowany od q do +q i o wartości:

Magnetyzm cz.i. Oddziaływanie magnetyczne Siła Lorentza Prawo Biote a Savart a Prawo Ampera

Fizyka 2 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Magnetyzm cz.i. Oddziaływanie magnetyczne Siła Lorentza Prawo Biote a Savart a Prawo Ampera

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Plan Zajęć. Ćwiczenia rachunkowe

Fizyka 2 Podstawy fizyki

Elektrodynamika Część 1 Elektrostatyka Ryszard Tanaś Zakład Optyki Nieliniowej, UAM

Elektrodynamika Część 1 Elektrostatyka Ryszard Tanaś Zakład Optyki Nieliniowej, UAM

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 26 MAGNETYZM I ELEKTROMAGNETYZM. CZĘŚĆ 1

Szczegółowe kryteria oceniania z fizyki w gimnazjum kl. II

Wykłady z Fizyki. Magnetyzm

Fizyka 2 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Pole magnetyczne w ośrodku materialnym

Wyznaczanie sił działających na przewodnik z prądem w polu magnetycznym

Wymiana ciepła. Ładunek jest skwantowany. q=n. e gdzie n = ±1, ±2, ±3 [1C = 6, e] e=1, C

R o z d z i a ł 8 POLE MAGNETYCZNE

Pole elektrostatyczne

MAGNETYZM. 1. Pole magnetyczne Ziemi i magnesu stałego.

ODDZIAŁYWANIA W PRZYRODZIE ODDZIAŁYWANIA GRAWITACYJNE

Księgarnia PWN: David J. Griffiths - Podstawy elektrodynamiki

Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2)

Fale elektromagnetyczne

Pracownia fizyczna i elektroniczna. Wykład lutego Krzysztof Korona

Zjawisko Halla Referujący: Tomasz Winiarski

Dielektryki. właściwości makroskopowe. Ryszard J. Barczyński, 2016 Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Pole magnetyczne Wykład LO Zgorzelec

NAGRZEWANIE INDUKCYJNE POWIERZCHNI PŁASKICH

Powtórka 5. między biegunami ogniwa przepłynął ładunek 13,5 C. Oblicz pracę wykonaną przez ogniwo podczas przemieszczania ładunku między biegunami.

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Ładunek elektryczny. Zastosowanie równania Laplace a w elektro- i magnetostatyce. Joanna Wojtal. Wprowadzenie. Podstawowe cechy pól siłowych

Równania dla potencjałów zależnych od czasu

Elektrodynamika Część 4 Magnetostatyka Ryszard Tanaś Zakład Optyki Nieliniowej, UAM

Transkrypt:

Indukcja elektromagnetyczna Faradaya Ryszard J. Barczyński, 2017 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Po odkryciu Oersteda zjawiska wytwarzania pola magnetycznego przez prąd elektryczny rozpoczęły się intensywne poszukiwania zjawiska odwrotnego. Sukces odniósł Michał Faraday w roku 1833 stwierdzając, że prąd elektryczny płynie w obwodzie zamkniętym przy zmianach strumienia indukcji magnetycznej.

Faraday stwierdził doświadczalnie, że siła elektromotoryczna powstająca w obwodzie jest proporcjonalna do szybkości zmian strumienia indukcji pola magnetycznego obejmowanego przez ten obwód.

Faraday stwierdził doświadczalnie, że siła elektromotoryczna powstająca w obwodzie jest proporcjonalna do szybkości zmian strumienia indukcji pola magnetycznego obejmowanego przez ten obwód. ε= d Φ d t Prawo indukcji Faradaya

S Zjawisko indukcji Dla przypomnienia: strumień pola magnetycznego definiujemy podobnie do strumienia pola elektrycznego: B = S B d S

S Zwiększona powierzchnia Skąd się bierze ta siła elektromotoryczna? Rozważmy obwód z ruchomym prostoliniowym odcinkiem...

By zrozumieć skąd się bierze siła elektromotoryczna rozważmy obwód z ruchomym prostoliniowym odcinkiem o długości l poruszającym się z prędkością v. Zakładamy, że obwód znajduje się w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B, skierowanym prostopadle do płaszczyzny obwodu i do wektora prędkości v jego ruchomego odcinka.

Na ładunek q znajdujący się w niewielkiej części ruchomego odcinka działa siła Lorenza powodująca przemieszczanie się ładunków wzdłuż przewodnika tak długo, aż powstające pole elektryczne ją zrównoważy q v B=q E E=v B

q v B=q E E=v B Przy założeniu, że pole elektryczne wewnątrz przewodnika jest jednorodne otrzymujemy =E l=l v B=B l dx dt ds = B dt = d B dt

q v B=q E E=v B Przy założeniu, że pole elektryczne wewnątrz przewodnika jest jednorodne otrzymujemy ε=e l=l v B=B l dx dt ds = B dt = d Φ B dt

Zwróćmy uwagę, że nasze wyjaśnienie ilustruje jedynie powstanie siły elektromotorycznej w obwodzie, który znajduje się w stałym polu, a którego wymiary się zmieniają. Nie działa ono skutecznie w nieruchomym obwodzie umieszczonym w zmiennym polu magnetycznym. Jest powszechnie przytaczane w literaturze, ale mocno podejrzane...

Przyzwoitsze i pełne sformułowanie prawa Faradaya mówi, że zmienne pole magnetyczne wywołuje wirowe pole elektryczne (do ewentualnego pełnego zrozumienia tego faktu będzie nam potrzebna dojrzała matematyka i szczególna teoria względności) C E dl= d dt S B ds Krzywa C jest dowolnym konturem zamkniętym, a S dowolną powierzchnią rozpiętą na tym konturze

C E dl= d dt S B ds Równanie to jest prawdziwe również w próżni, gdzie nie ma ładunków, na które mogła by działać siła Lorenza. Przy braku zmiennego pola magnetycznego równanie to sprowadza się do stwierdzenia potencjalności statycznego pola elektrycznego (prawa strona równania jest równa zeru).

C E dl= d dt S B ds Całka z natężenia pola elektrycznego po dowolnym konturze zamkniętym jest równa zmianom strumienia pola magnetycznego przez dowolną powierzchnię rozpiętą na tym konturze. Ważny problem: jak się ma indukcja Faradaya do zachowawczości pola elektrycznego?!...

C E dl= d dt S B ds Rysunek przedstawia kierunek wytworzonego pola elektrycznego w zależności od kierunku zmian pola magnetycznego. W praktyce kierunkiem rzadko będziemy się kłopotać, bo życie ułatwi nam jedno z bardziej życiowych praw, znane pod nazwą reguły Lenza (lub reguły przekory): kierunek wytworzonej siły elektromotorycznej jest taki, by przeciwdziałać zmianom pola magnetycznego, które ją wytwarzają.