Fenomeni i formulës së vetëinduksionit. Formula emf e induksionit

Kur ndryshon rryma në qark, fluksi i induksionit magnetik përmes sipërfaqes së kufizuar nga ky qark ndryshon, ndryshimi në fluksin e induksionit magnetik çon në ngacmimin e emf-it të vetë-induksionit; Drejtimi i EMF rezulton të jetë i tillë që kur rryma rritet qarqet emf parandalon rritjen e rrymës dhe kur zvogëlohet rryma, parandalon zvogëlimin e rrymës.

Madhësia e EMF është proporcionale me shkallën e ndryshimit të rrymës I dhe induktiviteti i lakut L :

Për shkak të fenomenit të vetë-induksionit në qark elektrik me një burim EMF, kur qarku është i mbyllur, rryma nuk vendoset menjëherë, por pas njëfarë kohe. Procese të ngjashme ndodhin kur qarku hapet, dhe vlera e emf-it të vetë-induksionit mund të tejkalojë ndjeshëm emf-në e burimit. Më shpesh në jeta e zakonshme përdoret në bobinat e ndezjes së automobilave. Tensioni tipik i vetë-induksionit me një tension furnizimi 12V është 7-25kV.

Fondacioni Wikimedia. 2010.

Shihni se çfarë është "emf i vetë-induksionit" në fjalorë të tjerë:

vetëinduksion emf- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Fjalori anglisht-rusisht i inxhinierisë elektrike dhe inxhinierisë së energjisë, Moskë, 1999] Temat e inxhinierisë elektrike, konceptet themelore EN e vetë-induktuar emfFaraday voltage induktancë voltage vetë induksioni... ...

Ky është fenomeni i shfaqjes së emf të induktuar në një qark përcjellës kur ndryshon rryma që rrjedh nëpër qark. Kur rryma në qark ndryshon, fluksi magnetik përmes sipërfaqes së kufizuar nga kjo kontur. Ndrysho... ...Wikipedia

- (nga latinishtja inductio guidance, motivation), një vlerë që karakterizon një magnet. St Va elektrike. zinxhirë. Rryma që rrjedh në qarkun përçues krijon një fushë magnetike në zonën përreth. fushë, dhe fluksi magnetik Ф që depërton në qark (i lidhur me të) është i drejtë... ... Enciklopedi fizike

fuqia reaktive- Një vlerë e barabartë me rrymën elektrike sinusoidale dhe tensionit elektrik produkti i vlerës efektive të tensionit nga vlera efektive e rrymës dhe nga sinusi i zhvendosjes së fazës ndërmjet tensionit dhe rrymës së rrjetit me dy terminale. [GOST R 52002 2003]…… Udhëzues teknik i përkthyesit

Dega e fizikës që mbulon njohuritë rreth elektriciteti statik, rrymat elektrike dhe dukuritë magnetike. ELEKTROSTATIKA Elektrostatika merret me dukuritë që lidhen me objektet në qetësi. ngarkesat elektrike. Prania e forcave që veprojnë ndërmjet... ... Enciklopedia e Collier

Një makinë elektrike që nuk ka pjesë lëvizëse dhe e shndërron rrymën alternative të një tensioni në rrymë alternative të një tensioni tjetër. Në rastin më të thjeshtë, ai përbëhet nga një qark magnetik (bërthamë) dhe dy mbështjellje të vendosura mbi të, primar dhe... ... fjalor enciklopedik

Marrëdhënia midis fushave elektrike dhe magnetike

Dukuritë elektrike dhe magnetike janë studiuar për një kohë të gjatë, por askujt nuk i ka shkuar në mendje që disi t'i lidhë këto studime me njëra-tjetrën. Vetëm në vitin 1820 u zbulua se një përcjellës me rrymë vepron në gjilpërën e busullës. Ky zbulim i përkiste fizikantit danez Hans Christian Oersted. Më pas, njësia e matjes së tensionit u emërua pas tij fushë magnetike në sistemin GHS: Emërtimi rus E (Ørsted), anglisht - Oe. Kjo është forca e fushës magnetike në një vakum me një induksion prej 1 Gauss.

Ky zbulim sugjeroi që një fushë magnetike mund të krijohej nga një rrymë elektrike. Por në të njëjtën kohë, u ngritën mendime edhe për transformimin e kundërt, domethënë, si të merret nga një fushë magnetike elektricitet. Në fund të fundit, shumë procese në natyrë janë të kthyeshme: uji prodhon akull, i cili mund të shkrihet përsëri në ujë.

U deshën njëzet e dy vjet për të studiuar këtë ligj tashmë të dukshëm të fizikës pas zbulimit të Oersted. Shkencëtari anglez Michael Faraday ishte i përfshirë në gjenerimin e energjisë elektrike nga një fushë magnetike. U krye forma të ndryshme dhe përmasat e përçuesve dhe magneteve, u kërkuan opsione për rregullimin relativ të tyre. Dhe vetëm, me sa duket, rastësisht shkencëtari zbuloi se për të marrë një EMF në skajet e përcjellësit, është i nevojshëm një term tjetër - lëvizja e magnetit, d.m.th. Fusha magnetike duhet të jetë e ndryshueshme.

Tani kjo nuk befason më askënd. Pikërisht kështu funksionojnë të gjithë gjeneratorët elektrikë - për sa kohë që rrotullohet nga diçka, gjenerohet energji elektrike dhe llamba shkëlqen. Ata u ndalën, pushuan së rrotulluari dhe drita u shua.

Induksioni elektromagnetik

Kështu, EMF në skajet e përcjellësit ndodh vetëm nëse lëviz në një mënyrë të caktuar në një fushë magnetike. Ose, më saktë, fusha magnetike duhet domosdoshmërisht të ndryshojë, të jetë e ndryshueshme. Ky fenomen quhet induksion elektromagnetik, në rusisht induksion elektromagnetik: në këtë rast ata thonë se një EMF është induktuar në përcjellës. Nëse një ngarkesë është e lidhur me një burim të tillë EMF, rryma do të rrjedhë në qark.

Madhësia e EMF-së së induktuar varet nga disa faktorë: gjatësia e përcjellësit, induksioni i fushës magnetike B dhe, në një masë të madhe, shpejtësia e lëvizjes së përcjellësit në fushën magnetike. Sa më shpejt të rrotullohet rotori i gjeneratorit, aq më i lartë është voltazhi në daljen e tij.

Koment: induksioni elektromagnetik(fenomeni i shfaqjes së EMF në skajet e një përcjellësi në një fushë magnetike alternative) nuk duhet të ngatërrohet me induksionin magnetik - vektor sasi fizike duke karakterizuar vetë fushën magnetike.

Induksioni

Kjo metodë është rishikuar. Mjafton të lëvizni përcjellësin në një fushë magnetike magnet i përhershëm, ose anasjelltas, lëvizni (pothuajse gjithmonë me rrotullim) magnetin pranë përcjellësit. Të dyja opsionet do t'ju lejojnë patjetër të merrni një fushë magnetike alternative. Në këtë rast, metoda e prodhimit të EMF quhet induksion. Është induksioni që përdoret për të marrë EMF në gjeneratorë të ndryshëm. Në eksperimentet e Faradeit në 1831, një magnet lëvizte në mënyrë progresive brenda një spirale teli.

Induksioni i ndërsjellë

Ky emër sugjeron që në këtë fenomen marrin pjesë dy përçues. Në njërën prej tyre rrjedh një rrymë në ndryshim, e cila krijon një fushë magnetike alternative rreth saj. Nëse ka një përcjellës tjetër afër, atëherë në skajet e tij shfaqet një EMF alternative.

Kjo metodë e prodhimit të EMF quhet induksion i ndërsjellë. Është në parimin e induksionit të ndërsjellë që të gjithë transformatorët funksionojnë, vetëm përçuesit e tyre bëhen në formën e mbështjelljeve, dhe bërthamat e bëra nga materiale feromagnetike përdoren për të përmirësuar induksionin magnetik.

Nëse rryma në përcjellësin e parë ndalet (ndërprerja e qarkut), ose bëhet, madje shumë e fortë, por konstante (pa ndryshime), atëherë nuk do të merret asnjë EMF në skajet e përcjellësit të dytë. Kjo është arsyeja pse transformatorët funksionojnë vetëm me rrymë alternative: nëse lidhni një bateri galvanike me dredha-dredha parësore, atëherë përfundimisht nuk do të ketë tension në daljen e mbështjelljes dytësore.

EMF në mbështjelljen dytësore induktohet vetëm kur ndryshon fusha magnetike. Për më tepër, sa më i fortë të jetë shkalla e ndryshimit, është shpejtësia dhe jo vlere absolute, aq më i madh do të jetë emf i induktuar.

Vetë-induksioni

Nëse hiqni përcjellësin e dytë, atëherë fusha magnetike në përcjellësin e parë do të depërtojë jo vetëm në hapësirën përreth, por edhe në vetë përcjellësin. Kështu, nën ndikimin e fushës së tij, një emf induktohet në përcjellës, i cili quhet emf vetë-induksioni.

Fenomeni i vetë-induksionit u studiua nga shkencëtari rus Lenz në 1833. Bazuar në këto eksperimente, ishte e mundur të zbulohej një model interesant: EMF vetë-induksioni gjithmonë kundërvepron dhe kompenson fushën e jashtme magnetike alternative që shkakton këtë EMF. Kjo varësi quhet rregulla e Lenz-it (të mos ngatërrohet me ligjin Joule-Lenz).

Shenja minus në formulë thjesht flet për kundërveprimin e EMF vetë-induksion ndaj shkaqeve që e shkaktuan atë. Nëse spiralja është e lidhur me një burim rrymë konstante, rryma do të rritet mjaft ngadalë. Kjo është shumë e dukshme kur "testoni" mbështjelljen kryesore të një transformatori me një ohmmetër dial: shpejtësia e gjilpërës që lëviz drejt ndarjes së shkallës zero është dukshëm më e vogël se kur kontrolloni rezistorët.

Kur spiralja shkëputet nga burimi aktual, emf vetë-induksioni shkakton ndezjen e kontakteve të stafetës. Në rastin kur spiralja kontrollohet nga një transistor, për shembull një spirale rele, një diodë vendoset paralelisht me të në drejtim të kundërt në lidhje me burimin e energjisë. Kjo është bërë për të mbrojtur elementët gjysmëpërçues nga efektet e emf vetë-induksionit, i cili mund të jetë dhjetëra apo edhe qindra herë më i lartë se voltazhi i burimit të energjisë.

Për të kryer eksperimente, Lenz krijoi një pajisje interesante. Dy unaza alumini janë të fiksuara në skajet e krahut rrotullues prej alumini. Njëra unazë është e fortë, por tjetra ka një prerje. Rokeri rrotullohej lirshëm mbi gjilpërë.

Kur një magnet i përhershëm futej në një unazë të fortë, ai "ikte" nga magneti dhe kur magneti u hoq, ai nxitoi pas tij. Të njëjtat veprime me një unazë të prerë nuk shkaktuan asnjë lëvizje. Kjo shpjegohet me faktin se në një unazë të fortë, nën ndikimin e një fushe magnetike alternative, lind një rrymë, e cila krijon një fushë magnetike. Por në një unazë të hapur nuk ka rrymë, prandaj nuk ka fushë magnetike.

Një detaj i rëndësishëm i këtij eksperimenti është se nëse një magnet futet në unazë dhe mbetet i palëvizshëm, atëherë nuk vërehet asnjë reagim i unazës së aluminit ndaj pranisë së magnetit. Kjo konfirmon edhe një herë se emf i induktuar ndodh vetëm kur fusha magnetike ndryshon, dhe madhësia e emf varet nga shpejtësia e ndryshimit. Në këtë rast, varet thjesht nga shpejtësia e lëvizjes së magnetit.

E njëjta gjë mund të thuhet për induksionin e ndërsjellë dhe vetë-induksionin, vetëm ndryshimi në forcën e fushës magnetike, ose më saktë shkalla e ndryshimit të saj, varet nga shkalla e ndryshimit të rrymës. Për të ilustruar këtë fenomen, mund të jepet shembulli i mëposhtëm.

Lërini rrymat e mëdha të kalojnë nëpër dy mbështjellje mjaft të mëdha identike: përmes spirales së parë 10A, dhe përmes së dytës deri në 1000, dhe në të dyja mbështjelljet rrymat rriten në mënyrë lineare. Le të supozojmë se në një sekondë rryma në spiralen e parë ndryshoi nga 10 në 15A, dhe në të dytën nga 1000 në 1001A, gjë që shkaktoi shfaqjen e një emf të vetë-induktuar në të dy mbështjelljet.

Por pavarësisht kësaj vlera të mëdha rryma në spiralen e dytë, EMF vetë-induksion do të jetë më i madh në të parën, pasi atje shkalla e ndryshimit të rrymës është 5A/sek, dhe në të dytën është vetëm 1A/sek. Në fund të fundit, emf i vetë-induksionit varet nga shkalla e rritjes së rrymës (lexo fushën magnetike), dhe jo nga vlera e saj absolute.

Induktiviteti

Vetitë magnetike të një spirale me rrymë varen nga numri i rrotullimeve, dimensionet gjeometrike. Një rritje e konsiderueshme e fushës magnetike mund të arrihet duke futur një bërthamë ferromagnetike në spirale. RRETH vetitë magnetike mbështjelljet mund të gjykohen me saktësi të mjaftueshme nga madhësia e emf-së së induktuar, induksioni i ndërsjellë ose vetë-induksioni. Të gjitha këto dukuri janë diskutuar më lart.

Karakteristika e spirales që tregon për këtë quhet koeficienti i induktivitetit (vetë-induktiviteti) ose thjesht induktiviteti. Në formula, induktanca shënohet me shkronjën L, dhe në diagrame, induktorët shënohen me të njëjtën shkronjë.

Njësia e induktivitetit është henri (H). Një spirale ka një induktancë prej 1H, në të cilën, kur rryma ndryshon me 1A në sekondë, gjenerohet një emf prej 1V. Kjo vlerë është mjaft e madhe: mbështjelljet e rrjetit të transformatorëve mjaft të fuqishëm kanë një induktancë prej një ose më shumë Gn.

Prandaj, shpesh përdoren vlera të rendit më të ulët, përkatësisht milli dhe mikro Henry (mH dhe μH). Bobina të tilla përdoren në qarqet elektronike. Një nga aplikimet e bobinave janë qarqet lëkundëse në pajisjet radio.

Bobinat përdoren gjithashtu si mbytje, qëllimi kryesor i të cilave është kalimi i rrymës direkte pa humbje duke dobësuar rrymën alternative (filtrat). Si rregull i përgjithshëm, sa më e lartë të jetë frekuenca e funksionimit, aq më pak induktivitet kërkojnë mbështjelljet.

Reaktanca induktive

Nëse merrni një transformator mjaft të fuqishëm të rrjetit dhe rezistencën e mbështjelljes parësore, rezulton se është vetëm disa ohmë, dhe madje afër zeros. Rezulton se rryma përmes një dredha-dredha të tillë do të jetë shumë e madhe, dhe madje do të priret në pafundësi. Duket, qark i shkurtër thjesht e pashmangshme! Pra, pse nuk është atje?

Një nga vetitë kryesore të induktorëve është reaktanca induktive, e cila varet nga induktiviteti dhe frekuenca rrymë alternative, e cila është e lidhur me spirale.

Është e lehtë të shihet se me rritjen e frekuencës dhe induktivitetit, reaktanca induktive rritet, dhe në rrymë të vazhdueshme ajo përgjithësisht bëhet e barabartë me zero. Prandaj, kur matni rezistencën e mbështjelljeve me një multimetër, matet vetëm rezistenca aktive e telit.

Dizajni i induktorëve është shumë i larmishëm dhe varet nga frekuencat në të cilat funksionon spiralja. Për shembull, për të vepruar në rangun decimetër të valëve të radios, shpesh përdoren mbështjellje të qarkut të printuar. Për prodhimin masiv, kjo metodë është shumë e përshtatshme.

Induktiviteti i spirales varet nga dimensionet gjeometrike, bërthama, numri i shtresave dhe forma. Aktualisht, prodhohet një numër i mjaftueshëm induktorësh standardë të ngjashëm me rezistorët konvencionalë me priza. Bobina të tilla shënohen me unaza me ngjyra. Ka edhe mbështjellje për montimi sipërfaqësor, përdoret si mbytje. Induktiviteti i mbështjelljeve të tilla është disa milihenries.

Termi induksion në inxhinierinë elektrike nënkupton shfaqjen e rrymës në një qark elektrik të mbyllur nëse ai është në një gjendje ndryshimi, i zbuluar vetëm dyqind vjet më parë nga Michael Faraday. Kjo mund të ishte bërë shumë më herët nga Andre Ampere, i cili kreu eksperimente të ngjashme. Ai futi në bobina shufër metalike, dhe pastaj, për fat të keq, shkova në një dhomë tjetër për të parë gjilpërën e galvanometrit - po sikur të lëvizte. Dhe shigjeta bënte rregullisht punën e saj - devijoi, por ndërsa Amperi endej nëpër dhoma, u kthye në pikën zero. Kështu priti edhe dhjetë vjet të tjera fenomeni i vetë-induksionit derisa spiralja, pajisja dhe studiuesi të ishin njëkohësisht në vendin e duhur.

Pika kryesore e këtij eksperimenti ishte se emf i induktuar ndodh vetëm kur fusha magnetike që kalon nëpër një lak të mbyllur ndryshon. Por ju mund ta ndryshoni atë në çdo mënyrë që dëshironi - ose ndryshoni madhësinë e vetë fushës magnetike, ose thjesht lëvizni burimin e fushës në lidhje me të njëjtin lak të mbyllur. Emf që lind në këtë rast quhet "emf induktiv reciprok". Por ky ishte vetëm fillimi i zbulimeve në fushën e induksionit. Edhe më befasues ishte fenomeni i vetë-induksionit, i cili u zbulua në të njëjtën kohë. Në eksperimentet e tij, u zbulua se mbështjelljet jo vetëm që induktuan një rrymë në një spirale tjetër, por edhe kur rryma në këtë spirale ndryshonte, ajo shkaktonte një EMF shtesë në të. Kjo është ajo që ata e quajtën EMF e vetë-induksionit. NË interes i madh paraqet drejtimin e rrymës. Doli që në rastin e EMF vetë-induksion, rryma e tij drejtohet kundër "prindit" të tij - rryma e shkaktuar nga EMF kryesor.

A është e mundur të vëzhgohet fenomeni i vetë-induksionit? Siç thonë ata, asgjë nuk është më e thjeshtë. Le të mbledhim dy të parat - një induktor të lidhur në seri dhe një llambë, dhe e dyta - vetëm llambën e dritës. Le t'i lidhim ato me baterinë përmes një ndërprerës të përbashkët. Kur e ndizni, mund të shihni se llamba e dritës në qarkun me spiralen ndizet "me ngurrim" dhe llamba e dytë, e cila është më e shpejtë "në rritje", ndizet menjëherë. Cfare po ndodh? Në të dy qarqet, pas ndezjes, rryma fillon të rrjedhë, dhe ajo ndryshon nga zero në maksimum, dhe është pikërisht ndryshimi i rrymës që pret induktori, i cili gjeneron emf-in e vetëinduksionit. Ekziston një EMF dhe një qark i mbyllur, që do të thotë se ekziston edhe rryma e tij, por ai drejtohet në kundërshtim me rrymën kryesore të qarkut, i cili përfundimisht do të arrijë një vlerë maksimale të përcaktuar nga parametrat e qarkut dhe do të ndalojë së rrituri, dhe meqë nuk ka ndryshim në rrymë, nuk ka EMF vetë-induksioni. Është e thjeshtë. Një pamje e ngjashme, por "pikërisht e kundërta", vërehet kur rryma fiket. E vërtetë ndaj saj” zakon i keq” për të kundërshtuar çdo ndryshim në rrymë, emf i vetë-induktuar ruan rrjedhën e tij në qark pasi të jetë fikur energjia.

Menjëherë u ngrit pyetja - cili është fenomeni i vetë-induksionit? U zbulua se EMF vetë-induksioni ndikohet nga shkalla e ndryshimit të rrymës në përcjellës dhe mund të shkruhet:

Nga kjo mund të shihet se emf E vetë-induksioni është drejtpërdrejt proporcional me shpejtësinë e ndryshimit të rrymës dI/dt dhe koeficientin e proporcionalitetit L, i quajtur induktivitet. Për kontributin e tij në studimin e çështjes se nga përbëhet fenomeni i vetë-induktivitetit, George Henry u shpërblye nga fakti se njësia matëse e induktivitetit, Henri (H), mban emrin e tij. Është induktiviteti i qarkut të rrjedhës së rrymës që përcakton fenomenin e vetë-induksionit. Mund të imagjinohet se induktiviteti është një lloj "magazinimi" i energjisë magnetike. Nëse rryma në qark rritet Energjia Elektrike shndërrohet në energji magnetike, vonon rritjen e rrymës dhe kur rryma zvogëlohet, energjia magnetike e bobinës shndërrohet në energji elektrike dhe ruan rrymën në qark.

Ndoshta të gjithë kanë parë një shkëndijë kur fikni një prizë nga një prizë - ky është manifestimi më i zakonshëm i EMF vetë-induksion në jeta reale. Por në jetën e përditshme, rrymat hapen në një maksimum prej 10-20 A, dhe koha e hapjes është rreth 20 ms. Me një induktancë të rendit prej 1 H, emf i vetë-induksionit në këtë rast do të jetë i barabartë me 500 V. Duket se pyetja se nga përbëhet fenomeni i vetë-induksionit nuk është aq e ndërlikuar. Por në fakt, emf i vetë-induktuar është një problem i madh teknik. Në fund të fundit është se kur qarku prishet, kur kontaktet tashmë janë ndarë, vetë-induksioni ruan rrjedhën e rrymës, dhe kjo çon në djegie të kontakteve, sepse Në teknologji, qarqet me rryma prej qindra dhe madje mijëra amperësh ndërrohen. Këtu shpesh ne po flasim për rreth emf vetë-induksionit prej dhjetëra mijëra volt, dhe kjo kërkon zgjidhje shtesëçështje teknike lidhur me mbitensionet në qarqet elektrike.

Por jo gjithçka është aq e zymtë. Ndodh që ky EMF i dëmshëm është shumë i dobishëm, për shembull, në sistemet e ndezjes së motorit me djegie të brendshme. Një sistem i tillë përbëhet nga një induktor në formën e një autotransformatori dhe një helikopter. Një rrymë kalon nëpër mbështjelljen parësore, e cila fiket nga një ndërprerës. Si rezultat i një qarku të hapur, ndodh një emf vetë-induktiv prej qindra volt (ndërsa bateria siguron vetëm 12 V). Pastaj ky tension transformohet më tej, dhe një puls prej më shumë se 10 kV dërgohet në kandelat.

A e dinit, Cila është falsiteti i konceptit të "vakumit fizik"?

Vakum fizik - koncepti i relativizmit fizika kuantike, me të nënkuptojnë gjendjen energjetike më të ulët (tokësore) të fushës së kuantizuar, e cila ka momentin zero, momentin këndor dhe numrat e tjerë kuantikë. Teoricienët relativistë e quajnë vakum fizik plotësisht pa substancë hapësirë ​​e mbushur me një fushë të pamatshme, dhe për këtë arsye vetëm imagjinare. Një gjendje e tillë, sipas relativistëve, nuk është një zbrazëti absolute, por një hapësirë ​​e mbushur me disa grimca fantazmë (virtuale). Teoria relativiste e fushës kuantike pohon se, në përputhje me parimin e pasigurisë së Heisenberg-ut, virtual, domethënë i dukshëm (e dukshme për kë?), grimcat lindin dhe zhduken vazhdimisht në vakum fizik: ndodhin të ashtuquajturat lëkundje të fushës me pikë zero. Grimcat virtuale të vakumit fizik, dhe për rrjedhojë, vetë, sipas përkufizimit, nuk kanë një sistem referimi, pasi përndryshe parimi i relativitetit të Ajnshtajnit, mbi të cilin bazohet teoria e relativitetit, do të cenohej (d.m.th., një sistem matjeje absolute me referencë ndaj grimcave të vakumit fizik do të bëhej e mundur, gjë që nga ana tjetër do të hidhte poshtë qartë parimin e relativitetit mbi të cilin bazohet SRT). Kështu, vakuumi fizik dhe grimcat e tij nuk janë elementë të botës fizike, por vetëm elementë të teorisë së relativitetit që nuk ekzistojnë në botën reale, por vetëm në formula relativiste, duke shkelur kështu parimin e shkakësisë (ato lindin dhe zhduken pa shkak), parimin e objektivitetit (grimcat virtuale mund të konsiderohen, në varësi të dëshirës së teoricienit, ekzistuese ose joekzistente), parimi i matshmërisë faktike (jo e vëzhgueshme, nuk kanë ISO të tyre).

Kur njëri ose tjetri fizikan përdor konceptin e "vakumit fizik", ai ose nuk e kupton absurditetin e këtij termi, ose është i pasinqertë, duke qenë një ndjekës i fshehur ose i hapur i ideologjisë relativiste.

Mënyra më e lehtë për të kuptuar absurditetin e këtij koncepti është t'i drejtohemi origjinës së shfaqjes së tij. Ajo lindi nga Paul Dirac në vitet 1930, kur u bë e qartë se mohimi i eterit në formë e pastër, siç bëri një matematikan i madh, por një fizikan mediokër, nuk është më e mundur. Ka shumë fakte që e kundërshtojnë këtë.

Për të mbrojtur relativizmin, Paul Dirac prezantoi konceptin fizik dhe jalogjik të energjisë negative, dhe më pas ekzistencën e një "deti" të dy energjive që kompensojnë njëra-tjetrën në një vakum - pozitive dhe negative, si dhe një "det" grimcash që kompensojnë secilën. të tjera - virtuale (d.m.th., të dukshme) elektrone dhe pozitron në një vakum.

Fusha magnetike e një qarku në të cilin forca e rrymës ndryshon, shkakton një rrymë jo vetëm në qarqet e tjera, por edhe në vetvete. Ky fenomen quhet vetëinduksion.

Është vërtetuar eksperimentalisht se fluksi magnetik i vektorit të induksionit të fushës magnetike i krijuar nga rryma që rrjedh në qark është proporcionale me forcën e kësaj rryme:

ku L është induktiviteti i qarkut. Një karakteristikë konstante e një qarku, e cila varet nga forma dhe madhësia e tij, si dhe nga përshkueshmëria magnetike e mjedisit në të cilin ndodhet qarku. [L] = Gn (Henri,

1Gn = Wb/A).

Nëse gjatë kohës dt rryma në qark ndryshon me dI, atëherë fluksi magnetik i lidhur me këtë rrymë do të ndryshojë me dФ = LdI, si rezultat i së cilës në këtë qark shfaqet një emf vetë-induktiv:

Shenja minus tregon se emf i vetë-induksionit (dhe, rrjedhimisht, rryma e vetë-induksionit) gjithmonë parandalon një ndryshim në fuqinë e rrymës që shkaktoi vetë-induksionin.

Një shembull i qartë i fenomenit të vetë-induksionit janë rrymat shtesë të mbylljes dhe hapjes që ndodhin kur qarqet elektrike me induktivitet të konsiderueshëm ndizen dhe fiken.

Energjia e fushës magnetike

Një fushë magnetike ka energji potenciale, e cila në momentin e formimit (ose ndryshimit) të saj plotësohet për shkak të energjisë së rrymës në qark, e cila funksionon kundër emf-së vetë-induktive që lind si rezultat i ndryshimit në fushë. .

Punoni dA për një periudhë kohore pafundësisht të vogël dt, gjatë së cilës emf vetë-induksioni dhe rryma I mund të konsiderohet konstante, e barabartë me:

. (5)

Shenja minus tregon se puna elementare kryhet nga rryma kundrejt emf-it të vetë-induksionit. Për të përcaktuar punën kur rryma ndryshon nga 0 në I, ne integrojmë anën e djathtë, marrim:

. (6)

Kjo punë është numerikisht e barabartë me rritjen e energjisë potenciale ΔW p të fushës magnetike të lidhur me këtë qark, d.m.th. A = -ΔW p.

Le të shprehim energjinë e fushës magnetike përmes karakteristikave të saj duke përdorur shembullin e një solenoidi. Do të supozojmë se fusha magnetike e solenoidit është uniforme dhe kryesisht e vendosur brenda saj. Le të zëvendësojmë në (5) vlerën e induktivitetit të solenoidit, të shprehur përmes parametrave të tij dhe vlerën e forcës së rrymës I, të shprehur nga formula për induksionin e fushës magnetike të solenoidit:

, (7)

ku N - numri total rrotullime solenoid; ℓ - gjatësia e saj; S - zona e seksionit kryq të kanalit të brendshëm të solenoidit.

, (8)

Pas zëvendësimit kemi:

Duke i ndarë të dy anët me V, marrim dendësia e madhe energjia e fushës:

(10)

ose duke marrë parasysh atë
marrim,
. (11)

Rryma alternative

2.1 Rryma alternative dhe karakteristikat kryesore të saj

Rryma e ndryshueshme është një rrymë që ndryshon me kalimin e kohës si në madhësi ashtu edhe në drejtim. Një shembull i rrymës alternative është konsumi i rrymës industriale. Kjo rrymë është sinusoidale, d.m.th. vlera e menjëhershme e parametrave të saj ndryshon me kalimin e kohës sipas ligjit të sinusit (ose kosinusit):

i= I 0 sinωt, u = U 0 sin(ωt + φ 0). (12)

P Një rrymë sinusoidale e ndryshueshme mund të merret duke rrotulluar kornizën (qarkun) me një shpejtësi konstante

në një fushë magnetike uniforme me induksion B(Fig. 5). Në këtë rast, fluksi magnetik që depërton në qark ndryshon sipas ligjit

ku S është zona e konturit, α = ωt është këndi i rrotullimit të kornizës gjatë kohës t. Një ndryshim në fluks shkakton një emf të induktuar

, (17)

drejtimin e të cilit e përcakton rregulli i Lenz-it.

E Nëse qarku është i mbyllur (Fig. 5), atëherë rryma rrjedh nëpër të:

. (18)

Grafiku i ndryshimit të forcës elektromotore dhe rryma e induksionit i paraqitur në Fig.6.

Rryma alternative karakterizohet nga një periudhë T, frekuenca ν = 1/T, frekuenca ciklike
dhe faza φ = (ωt + φ 0) Grafikisht, vlerat e tensionit dhe rrymës alternative në një seksion të qarkut do të përfaqësohen nga dy sinusoidë, përgjithësisht të zhvendosur në fazë me φ.

Për të karakterizuar rrymën alternative, prezantohen konceptet e vlerës së rrymës (efektive) të rrymës dhe tensionit. Vlera efektive e rrymës alternative është forca e një rryme të drejtpërdrejtë që lëshon në një përcjellës të caktuar të njëjtën sasi nxehtësie gjatë një periudhe si lëshon rryma alternative e dhënë.

,
. (13)

Pajisjet e përfshira në qarkun e rrymës alternative (ampermetër, voltmetër) tregojnë vlerat efektive të rrymës dhe tensionit.