Залхуугийн хууль. Индукцийн гүйдлийн чиглэл. Лензийн дүрэм. Vortex талбай Lenz-ийн дүрэм нь чиглэлийг тодорхойлох боломжийг бидэнд олгодог

Өмнөх догол мөрөнд индукцийн гүйдлийг олж авах туршилтуудыг авч үзсэн бөгөөд түүний үүссэн шалтгааныг тогтоосон.

Индукцийн гүйдлийн чиглэл юу вэ? Энэ асуултад хариулахын тулд бид 123-р зурагт үзүүлсэн төхөөрөмжийг ашиглана. Энэ нь төгсгөлд нь хөнгөн цагаан цагираг бүхий нарийн хөнгөн цагаан хавтан юм. Нэг цагираг хатуу, нөгөө нь зүсэгдсэн байна. Бөгж бүхий хавтанг тавиур дээр байрлуулсан бөгөөд босоо тэнхлэгийн эргэн тойронд чөлөөтэй эргэлддэг.

Цагаан будаа. 123. Соронзны аль нэг туйлын цул цагирагт ойртох үед цагираг нь түүнээс түлхэгдэнэ.

Туузан соронз авч, зүссэн цагираг руу оруулъя - цагираг нь байрандаа үлдэх болно. Хэрэв та соронзыг цул цагирагт оруулбал энэ нь няцаагдаж, бүхэл хавтанг эргүүлэх явцад соронзоос холдох болно. Хэрэв соронзыг хойд туйл руу биш (зурагт үзүүлсэн шиг) цагираг руу эргүүлбэл үр дүн нь яг ижил байх болно. Ажиглагдсан үзэгдлүүдийг тайлбарлая.

Соронзны аль нэг туйлын цагираг руу ойртох үед талбар нь жигд бус байвал цагирагаар дамжин өнгөрөх соронзон урсгал нэмэгддэг (Зураг 124). Энэ тохиолдолд индукцийн гүйдэл нь хатуу цагирагт үүсдэг боловч зүсэлттэй цагирагт гүйдэл байхгүй болно.

Цагаан будаа. 124. Соронзон цагирагт ойртох үед цул цагираг дахь индукцийн гүйдлийн харагдах байдал

Хатуу цагираг дахь гүйдэл нь орон зайд соронзон орон үүсгэдэг бөгөөд үүний ачаар цагираг нь соронзон шинж чанарыг олж авдаг. Ойртож буй туузан соронзтой харьцахдаа бөгж нь түүнээс хөөгдөнө. Үүнээс үзэхэд цагираг ба соронз нь ижил туйлуудтай тулгардаг бөгөөд тэдгээрийн талбайн соронзон индукцийн векторууд (V k ба V m) эсрэг чиглэлд чиглэгддэг (Зураг 125). Бөгжний соронзон орны индукцийн векторын чиглэлийг мэдэхийн тулд та цагираг дахь индукцийн гүйдлийн чиглэлийг тодорхойлохын тулд баруун гарын дүрмийг (97-р зургийг үз) ашиглаж болно. Түүнд ойртож буй соронзоос холдсноор цагираг нь түүгээр дамжин өнгөрөх гадаад соронзон урсгалын өсөлтийг эсэргүүцдэг.

Цагаан будаа. 125. Цагираг дахь индукцийн гүйдлийн чиглэлийг тодорхойлох

Одоо бөгжөөр дамжих гадаад соронзон урсгал буурахад юу болохыг харцгаая. Үүнийг хийхийн тулд бөгжийг гараараа барьж, соронз оруулаарай. Дараа нь бөгжийг суллаж, бид соронзыг арилгаж эхэлнэ. Энэ тохиолдолд цагираг нь соронзыг дагаж, түүнд татагдах болно (Зураг 126). Энэ нь цагираг ба соронз нь эсрэг туйлуудтай тулгардаг бөгөөд тэдгээрийн талбайн соронзон индукцийн векторууд нэг чиглэлд чиглэгддэг (Зураг 127). V k ба V м-ийн ижил чиглэлтэй бол гүйдлийн соронзон орон нь цагирагаар дамжин өнгөрөх гадаад соронзон урсгалын бууралтыг эсэргүүцэх болно.

Цагаан будаа. 126. Соронз нь цул цагирагаас холдохдоо татагдахдаа соронзыг дагадаг.

Цагаан будаа. 127. Цагирагтай харьцуулахад соронзны хөдөлгөөний чиглэл өөрчлөгдөхөд цагираг дахь индукцийн гүйдлийн чиглэл өөрчлөгдөнө.

Өдөөгдсөн гүйдлийн чиглэлийг тодорхойлохын тулд юуны өмнө энэ гүйдлийн (цагирагны төвд) үүссэн соронзон орны соронзон индукцийн векторын чиглэлийг олж мэдэх шаардлагатай байгааг бид харж байна. Туршилтын үр дүнд үндэслэн (тэдгээрийн нэгд нь гадаад соронзон урсгал нэмэгдэж, нөгөөд нь буурсан) орчин үеийн томъёололд дараах байдлаар сонсогдох дүрмийг боловсруулсан болно.

Соронзон оронтой хаалттай хэлхээнд үүссэн индукцийн гүйдэл нь энэ гүйдлийг үүсгэсэн гадаад соронзон урсгалын өөрчлөлтийг эсэргүүцдэг.

Энэ дүрмийг 1834 онд Оросын эрдэмтэн Эмилиус Кристианович Ленц тогтоосон тул Ленцийн дүрэм гэж нэрлэдэг.

Асуултууд

123, 126-р зурагт үзүүлсэн туршилтыг яагаад хийсэн бэ?
Яагаад хуваагдсан цагираг нь соронзон ойртоход хариу үйлдэл үзүүлэхгүй байна вэ?
Соронз нь хатуу цагираг руу ойртох үед тохиолддог үзэгдлүүдийг тайлбарла (125-р зургийг үз); соронзыг салгах үед (127-р зургийг үз).
Цагираг дахь индукцийн гүйдлийн чиглэлийг хэрхэн тодорхойлох вэ?
Ленцийн муж улсын дүрэм.

Дасгал 37

123-р зурагт үзүүлсэн төхөөрөмжийг яагаад хөнгөн цагаанаар хийсэн гэж та бодож байна вэ? Хэрэв төхөөрөмжийг төмрөөр хийсэн бол туршилт хэрхэн үргэлжлэх вэ? зэс?
Индукцийн гүйдлийн чиглэлийг тодорхойлохын тулд бидний гүйцэтгэсэн логик үйлдлүүдийн доорх жагсаалтад тэдгээрийг хэрэгжүүлэх дарааллыг зөрчсөн болно. Эдгээр үйлдлүүдийг харуулсан үсгүүдийг зөв дарааллаар байрлуулан дэвтэртээ бич.
1. Цагираг дахь индукцийн гүйдлийн чиглэлийг тодорхойлно (баруун гарын дүрмийг ашиглан).
2. Бид цагираг дахь гүйдлийн соронзон орны B k индукцийн векторын чиглэлийг соронзон орны соронзон индукцийн вектор B m-ийн чиглэлтэй холбон тодорхойлсон бөгөөд энэ нь цагираг нь соронзоос түлхэгдэх үед энэ нь ойртож (энэ нь тэд нэг туйлтай тулгардаг гэсэн үг) ба холдох үед татагддаг (энэ нь цагираг ба соронз хоёр эсрэг туйлтай тулгардаг гэсэн үг юм).
3. Бид соронзон орны B m соронзон индукцийн векторын чиглэлийг (түүний туйлуудын байршлаар) тодорхойлсон.

Соронзон урсгал өөрчлөгдөх үед үүсдэг дамжуулагч дахь индуктив цахилгаан гүйдэл нь түүний соронзон орон нь соронзон урсгалын өөрчлөлтийг эсэргүүцэх байдлаар чиглэгддэг.

1831 онд Английн физикч Майкл Фарадей одоогийн Фарадейгийн цахилгаан соронзон индукцийн хуулийг нээсэн бөгөөд энэ хууль нь дамжуулагч хэлхээн доторх соронзон урсгалын өөрчлөлт нь хэлхээнд тэжээлийн эх үүсвэр байхгүй байсан ч тэр хэлхээнд цахилгаан гүйдлийг өдөөдөг. Фарадейгийн нээлттэй орхисон индукцийн гүйдлийн чиглэлийн тухай асуудлыг Оросын физикч Эмилиус Кристианович Ленц удалгүй шийджээ.

Холбогдсон зай эсвэл бусад тэжээлийн эх үүсвэргүй, хойд туйлтай хамт соронз оруулж эхэлдэг хаалттай дугуй гүйдэл дамжуулах хэлхээг төсөөлөөд үз дээ. Энэ нь гогцоонд дамжих соронзон урсгалыг ихэсгэх бөгөөд Фарадейгийн хуулийн дагуу индукцийн гүйдэл гогцоонд гарч ирнэ. Энэ гүйдэл нь эргээд Биот-Савартын хуулийн дагуу соронзон орон үүсгэх бөгөөд түүний шинж чанар нь хойд ба өмнөд туйлтай ердийн соронзны талбайн шинж чанараас ялгаатай биш юм. Ленц индукцсан гүйдэл нь гүйдлийн улмаас үүссэн соронзон орны хойд туйл нь жолооддог соронзны хойд туйл руу чиглэсэн байхаар чиглэнэ гэдгийг олж мэдэв. Соронзны хойд хоёр туйлын хооронд харилцан түлхэлтийн хүч үйлчилдэг тул хэлхээнд өдөөгдсөн индукцийн гүйдэл яг тэр чиглэлд урсах бөгөөд энэ нь соронзыг хэлхээнд оруулахаас сэргийлнэ. Энэ бол зөвхөн онцгой тохиолдол боловч ерөнхий томъёололд Ленцийн дүрмээр индукцлагдсан гүйдэл нь түүнийг үүсгэсэн үндсэн шалтгааныг арилгахын тулд үргэлж чиглүүлдэг гэж заасан байдаг.

Өнөөдөр тэд Лензийн дүрмийг хот хоорондын зорчигч тээвэрт ашиглахыг оролдож байна. Соронзон хөөргөгч гэгддэг галт тэрэгний загваруудыг аль хэдийн бүтээж, туршиж байна. Ийм галт тэрэгний вагоны ёроолд хүчирхэг соронз суурилуулсан бөгөөд ган хуудаснаас хэдхэн см зайд байрладаг. Галт тэрэг хөдөлж байх үед замын контурыг дайран өнгөрөх соронзон урсгал байнга өөрчлөгдөж, түүний дотор хүчтэй индукцийн гүйдэл үүсч, галт тэрэгний соронзон түдгэлзүүлэлтийг няцаах хүчтэй соронзон орон үүсгэдэг (контурын хооронд түлхэх хүч хэрхэн үүсдэгтэй адил). дээр дурдсан туршилтын соронз). Энэ хүч нь маш их тул галт тэрэг тодорхой хурдтай болсны дараа шууд утгаараа 10-15 сантиметрээр замаасаа гарч, агаарт нисдэг. Соронзон цахилгаан галт тэрэг нь 500 км/цаг хурдлах чадвартай тул хот хоорондын дунд зайн тээвэрт тохиромжтой.

Мөн үзнэ үү:

Энэ хичээлийн сэдэв нь: "Ленцийн дүрэм. "Цахилгаан соронзон индукцийн хууль" гэж бид 1833 онд Э.Х. Ленц. Бид мөн энэ дүрмийг тодорхой харуулсан хөнгөн цагаан цагирагтай туршилтыг авч үзэж, цахилгаан соронзон индукцийн хуулийг томъёолох болно.

Соронзыг цул цагираг руу ойртуулж эсвэл холдуулснаар бид цагирагийн талбайд нэвтэрч буй соронзон урсгалыг өөрчилдөг. Цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдлийн онолын дагуу цагирагт индуктив цахилгаан гүйдэл үүсэх ёстой. Амперын туршилтаас харахад гүйдэл хаана өнгөрөхөд соронзон орон үүсдэг. Үүний үр дүнд хаалттай цагираг нь соронз шиг ажиллаж эхэлдэг. Өөрөөр хэлбэл, хоёр соронз (бидний хөдөлдөг байнгын соронз ба гүйдэл бүхий хаалттай хэлхээ) хоорондын харилцан үйлчлэл байдаг.

Систем нь соронзыг цагираг руу ойртуулахад ямар ч хариу үйлдэл үзүүлээгүй тул нээлттэй хэлхээнд өдөөгдсөн гүйдэл үүсдэггүй гэж бид дүгнэж болно.

Бөгжийг соронз руу түлхэх эсвэл татах шалтгаанууд

1. Соронз ойртох үед

Соронзны туйл ойртох тусам цагираг нь түүнээс түлхэгдэнэ. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь манай талд ойртож буй соронзтой ижил туйлтай соронзон мэт ажилладаг. Хэрэв бид соронзны хойд туйлыг ойртуулах юм бол индукцийн гүйдэл бүхий цагирагийн соронзон индукцийн вектор нь соронзны хойд туйлын соронзон индукцийн вектортой харьцуулахад эсрэг чиглэлд чиглэнэ (2-р зургийг үз).

Цагаан будаа. 2. Соронзон цагираг руу ойртож байна

2. Соронзыг цагирагнаас салгах үед

Соронзыг салгахад цагираг нь түүний ард татагдана. Үүний үр дүнд ухарч буй соронзны хажуу талд цагираг дээр эсрэг туйл үүсдэг. Гүйдэл дамжуулах цагирагийн соронзон индукцийн вектор нь ухарч буй соронзны соронзон индукцийн вектортой ижил чиглэлд чиглэнэ (3-р зургийг үз).

Цагаан будаа. 3. Соронзыг цагирагнаас салгах

Энэ туршилтаас бид соронз хөдөлж байх үед цагираг нь соронз шиг ажилладаг бөгөөд түүний туйлшрал нь цагирагийн талбайд нэвтэрч буй соронзон урсгал ихсэх эсвэл буурах эсэхээс хамаарна гэж дүгнэж болно. Хэрэв урсгал нэмэгдэж байвал цагираг ба соронзны соронзон индукцийн векторууд эсрэг чиглэлд байна. Хэрэв цагираган соронзон урсгал цаг хугацааны явцад буурч байвал цагирагийн соронзон орны индукцийн вектор нь соронзон индукцийн вектортой давхцдаг.

Цагираг дахь индукцийн гүйдлийн чиглэлийг баруун гарын дүрмээр тодорхойлж болно. Хэрэв та баруун гарынхаа эрхий хурууг соронзон индукцийн векторын чиглэлд чиглүүлбэл дөрвөн нугалсан хуруу нь цагираг дахь гүйдлийн чиглэлийг заана (4-р зургийг үз).

Цагаан будаа. 4. Баруун гарын дүрэм

Хэлхээнд нэвтэрч буй соронзон урсгал өөрчлөгдөхөд индукцийн гүйдэл хэлхээнд ийм чиглэлд гарч ирдэг бөгөөд түүний соронзон урсгал нь гадаад соронзон урсгалын өөрчлөлтийг нөхдөг.

Хэрэв гадны соронзон урсгал нэмэгдвэл индукц гүйдэл нь соронзон оронтойгоо хамт энэ өсөлтийг удаашруулах хандлагатай байдаг. Хэрэв соронзон урсгал буурвал соронзон оронтой индукцийн гүйдэл энэ бууралтыг удаашруулах хандлагатай байдаг.

Цахилгаан соронзон индукцийн энэ шинж чанарыг өдөөгдсөн emf томъёоны хасах тэмдгээр илэрхийлнэ.

Цахилгаан соронзон индукцийн хууль

Хэлхээнд нэвтэрч буй гадаад соронзон урсгал өөрчлөгдөхөд хэлхээнд индукцлагдсан гүйдэл гарч ирдэг. Энэ тохиолдолд цахилгаан хөдөлгөгч хүчний утга нь "-" тэмдгээр авсан соронзон урсгалын өөрчлөлтийн хурдтай тэнцүү байна.

Ленцийн дүрэм нь цахилгаан соронзон үзэгдлийн энерги хадгалагдах хуулийн үр дагавар юм.

Ном зүй

Мякишев Г.Я. Физик: Сурах бичиг. 11-р ангийн хувьд Ерөнхий боловсрол байгууллагууд. - М.: Боловсрол, 2010 он.
Касьянов В.А. Физик. 11-р анги: Боловсролын. ерөнхий боловсролын хувьд байгууллагууд. - М .: тоодог, 2005.
Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И., Физик 11. - М.: Мнемосине.

Гэрийн даалгавар

10-р зүйлийн төгсгөлд асуултууд (х. 33) - Мякишев Г.Я. Физик 11 (санал болгож буй уншлагын жагсаалтыг үзнэ үү)
Цахилгаан соронзон индукцийн хуулийг хэрхэн томъёолсон бэ?
Цахилгаан соронзон индукцийн хуулийн томъёонд яагаад "-" тэмдэг байдаг вэ?

Festival.1september.ru интернет портал ().
Physics.kgsu.ru интернет портал ().
Youtube.com интернет портал ().

Энэ урсгалыг өдөөж буй шалтгааны үйлдлийг сулруулдаг ийм чиглэл үргэлж байдаг.

Ленцийн засаглалын гайхалтай жишээ бол Элиху Томсоны туршилт юм.

Нэвтэрхий толь бичиг YouTube

1 / 3

Лензийн дүрэм нь bezbotvy

Хичээл 281. Цахилгаан соронзон индукц. Соронзон урсгал. Лензийн дүрэм

Лензийн дүрэм. Физик

Хадмал орчуулга

Дүрмийн физикийн мөн чанар

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

Хасах тэмдэг нь өдөөгдсөн гүйдэл нь урссан гүйдэл нь урсгалын өөрчлөлтөөс сэргийлж байхаар үйлчилдэг гэсэн үг юм. Энэ баримтыг Ленцийн дүрэмд тусгасан болно.

Ленцийн дүрэм нь ерөнхий шинж чанартай бөгөөд индукцийн гүйдлийг өдөөх тодорхой физик механизмд ялгаатай байж болох янз бүрийн физик нөхцөл байдалд хүчинтэй байдаг. Тиймээс, хэрэв соронзон урсгалын өөрчлөлт нь хэлхээний талбайн өөрчлөлтөөс үүдэлтэй бол (жишээлбэл, тэгш өнцөгт хэлхээний аль нэг талын хөдөлгөөнөөс шалтгаалж), индукцсан гүйдлийг Лоренцын хүчээр өдөөдөг. тогтмол соронзон орон дахь хөдөлж буй дамжуулагчийн электронууд дээр үйлчилдэг. Хэрэв соронзон урсгалын өөрчлөлт нь гадаад соронзон орны хэмжээ өөрчлөгдсөнтэй холбоотой бол индукцийн гүйдэл нь соронзон орон өөрчлөгдөх үед гарч ирдэг эргэлддэг цахилгаан оронгоор өдөөгддөг. Гэсэн хэдий ч хоёр тохиолдолд индукцийн гүйдэл нь хэлхээгээр дамжих соронзон орны урсгалын өөрчлөлтийг нөхөхийн тулд чиглүүлдэг.

Хэрэв хөдөлгөөнгүй цахилгаан хэлхээнд нэвтэрч буй гадаад соронзон орон нь өөр хэлхээнд урсах гүйдлээр үүсгэгдсэн бол индукцийн гүйдэл нь гадаад гүйдэлтэй ижил чиглэлд эсвэл эсрэг чиглэлд чиглэгдэж болно: энэ нь гадаад гүйдэл буурах эсэхээс хамаарна. эсвэл нэмэгддэг. Хэрэв гадаад гүйдэл нэмэгдвэл түүний үүсгэсэн соронзон орон ба түүний урсгал нэмэгдэх бөгөөд энэ нь индукцийн гүйдэл үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ өсөлтийг бууруулдаг. Энэ тохиолдолд индукцийн гүйдэл нь үндсэн чиглэлийн эсрэг чиглэлд чиглэнэ. Эсрэг тохиолдолд, гадаад гүйдэл цаг хугацааны явцад буурах үед соронзон урсгалын бууралт нь индукцийн гүйдлийг өдөөхөд хүргэдэг бөгөөд энэ нь урсгалыг нэмэгдүүлэх хандлагатай байдаг бөгөөд энэ гүйдэл нь гадаад гүйдэлтэй ижил чиглэлд чиглэгддэг.