4

1.

11
1 ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ
2 Электромагнитная индукция
Учитель
Екатерина Сергеевна Попкова, к.т.н.

2.

1.7 Электромагнитная индукция.
Магнитный поток
• открытие электромагнитной
индукции
• создание первой модели
электродвигателя
• создание первой модели
трансформатора
• создание теории
электромагнитного поля
• открытие законов электролиза
Майкл Фарадей
1791-1867
• открытие диамагнетизма
• предсказание существования
электромагнитных волн
2

3.

1.7 Электромагнитная индукция.
Магнитный поток
Опыты Фарадея
Опыт 1: перемещение постоянного магнита в катушку с током
появление электрического тока в обмотке катушки
Опыт 2: перемещение катушки на постоянный магнит
появление электрического тока в обмотке катушки
Опыт 3: перемещение катушки 1 с током в катушку 2
появление электрического тока в обмотке катушки 2
Опыт 4: вращение рамки в однородном магнитном поле
появление электрического тока в рамке
изменение магнитного поля, пронизывающего площадь,
ограниченную замкнутым проводником
возникновение электрического тока в замкнутом проводнике
3

4.

1.7 Электромагнитная индукция.
Магнитный поток
изменение
количества
линий
магнитной
индукции,
пронизывающих поверхность, ограниченную проводящим контуром
возникновение электрического тока в замкнутом контуре
4

5.

1.7 Электромагнитная индукция.
Магнитный поток
Магнитный поток (поток вектора магнитной индукции)
через поверхность – величина, равная произведению модуля вектора
магнитной индукции на площадь поверхности и на косинус угла между
вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности
Магнитный поток зависит от:
• модуля вектора магнитной индукции
• площади контура
ориентации контура относительно линий магнитной индукции
Магнитный поток максимален,
если линии магнитной индукции
перпендикулярны плоскости контура
Магнитный поток минимален и равен нулю,
если линии магнитной индукции
лежат в плоскости контура
5

6.

1.7 Электромагнитная индукция.
Магнитный поток
Закон электромагнитной индукции – при любом изменении
магнитного потока, пронизывающего площадь, ограниченную замкнутым
проводником, в этом проводнике возникает электрический ток,
существующий в течение всего процесса изменения магнитного потока
Индукционный (наведенный) ток – возникающий при этом в
проводнике электрический ток
Явление электромагнитной индукции – основа современного
промышленного
производства
электроэнергии,
электротехники,
радиотехники и пр.
6

7.

1.7 Электромагнитная индукция.
Магнитный поток
постоянный
магнит
(статор)
замкнутый
проводник
(ротор)
магнитный
поток
ось
вращения
блок
графитовые
щетки
Принцип работы электродвигателя / генератора постоянного тока
преобразование электрической / механической энергии в механическую / электрическую
7

8.

1.7 Электромагнитная индукция.
Магнитный поток
2
1
виток, в котором индуцируется ток,
вращается относительно
магнитного поля
3
3
2
4
магнитное поле вращается
относительно витка,
в котором индуцируется ток
1 корпус
2 виток
3 электромагнит
4 скользящие
контакты
4
Принцип работы генератора постоянного тока
преобразование механической энергии в электрическую
8
1

9.

1.7 Электромагнитная индукция.
Магнитный поток
2
1
1 якорь
2 сердечник полюса
3 обмотка полюса
4 статор
5 вентилятор
6 щетки
7 коллектор
3
7
5
6
Принцип работы двигателя постоянного тока
преобразование электрической энергии в механическую
9
4

10.

1.7 Электромагнитная индукция.
Магнитный поток
ферромагнетик
тепловой
поток
вихревые
токи
(токи Фуко)
переменное
магнитное
поле
стеклокерамика
Принцип работы индукционной плиты
10

11.

1.7 Электромагнитная индукция.
Магнитный поток
электромагнитный
звукосниматель
магнитное
поле
колебания
струна
катушка
магнит
электрический
сигнал
Принцип работы электромагнитного звукоснимателя гитары
11

12.

1.7 Электромагнитная индукция.
Магнитный поток
подвижная
катушка
подвижный
магнит
Принцип работы электромагнитной головки звукоснимателя
12

13.

1.8 Направление индукционного тока.
Правило Ленца
Опыт 1: при приближении к замкнутому кольцу любого полюса
полосового магнита кольцо отталкивается от него
Опыт 2: при отдалении от замкнутого кольца любого полюса
полосового магнита кольцо притягивается к нему
Замкнутое
кольцо
13
1
Незамкнутое
кольцо
Замкнутое
кольцо
2
Незамкнутое
кольцо

14.

1.8 Направление индукционного тока.
Правило Ленца
Правило Ленца: возникающий в замкнутом контуре
индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению
внешнего магнитного потока, которое вызвало этот ток
Магнитный поток
увеличивается
Магнитный поток
уменьшается
S
N
N
S
N
S
N
S
N
S
S
N
S
N
S
N
14

15.

1.8 Направление индукционного тока.
Правило Ленца
Правило Ленца: возникающий в замкнутом контуре
индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению
внешнего магнитного потока, которое вызвало этот ток
Алгоритм определения направления индукционного тока
1) определить направление линий магнитной индукции внешнего
магнитного поля
2) определить, увеличивается или уменьшается магнитный поток через
поверхность
3) определить направление линий магнитной индукции индукционного
тока
4) найти направление индукционного тока по
(правилу правой руки)
15
правилу
буравчика

16.

1.8 Направление индукционного тока.
Правило Ленца
Сила индукционного тока пропорциональна скорости изменения
магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром
Причина возникновения индукционного тока – ЭДС индукции
Закон электромагнитной индукции
ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости
изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром
16

17.

Домашнее задание
Параграф 7, 8 – повторение (устно)
Параграф 10 – задачи (письменно)
17
youtube.com/c/DoodleScience