ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ FARADAY 08. ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ -ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ FARADAY 08.9

ΣΤΟΧΟΙ Σ’ αυτό το μάθημα θα μάθουμε: Να περιγράφουμε πείραμα που εξηγεί πότε και πώς αναπτύσσεται ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή. Τι λέει ο νόμος του Φάραντεϊ (Faraday) για το μέτρο της ΗΕΔ από επαγωγή. Να υπολογίζουμε την ΗΕΔ από επαγωγή στα άκρα πηνίου.

ΜΙΧΑΗΛ ΦΑΡΑΝΤΕΪ (1791 - 1867) Ο Φάραντεϊ γεννήθηκε στην Αγγλία και ήταν χημικός και φυσικός. Αν και αυτοδίδακτος θεωρείται ως ο μεγαλύτερος πειραματικός φυσικός όλων των εποχών. Διετύπωσε τον ομώνυμο νόμο για την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Michael Faraday Δημιούργησε τον γνωστό "Κλωβό του Φαραντέι", για "ασπίδα" έναντι των ηλεκτρικών αλληλεπιδράσεων. Κατάφερε να υγροποιήσει το Χλώριο και άλλα αέρια, να παράγει βενζόλιο και να δημιουργήσει για πρώτη φορά στο εργαστήριο θερμοκρασία μικρότερη των (-15) βαθμών Κελσίου. Προς τιμή του καθιερώθηκε το«Φάραντ» ως μονάδα μέτρησης της χωρητικότητας του πυκνωτή.

Ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή (Πείραμα 1) Αν κινήσουμε ένα αγωγό μέσα σ’ ένα μαγνητικό πεδίο έτσι ώστε να κόβει κάθετα τις μαγνητικές γραμμές του πεδίου, στα άκρα του αγωγού εμφανίζεται τάση από επαγωγή (ΗΕΔ). Η τάση αλλάζει πρόσημο, αν κινήσω τον αγωγό ανάποδα.

Ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή (Πείραμα 2) Αν πλησιάσουμε ένα μαγνήτη προς ένα πηνίο, στα άκρα του εμφανίζεται τάση από επαγωγή. Απομακρύνουμε το μαγνήτη από το πηνίο και παρατηρούμε ότι η πολικότητα της τάσης αλλάζει πρόσημο.

Ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή (Πείραμα 3) Τοποθετούμε δύο πηνία το ένα δίπλα στο άλλο όπως στο σχήμα. Συνδέσουμε το ένα (πρωτεύον) με συνεχή τάση μέσω διακόπτη. Συνδέουμε το άλλο, (δευτερεύον), με ένα γαλβανόμετρο. Πρωτεύον δευτερεύον Μεταβάλλοντας το ρεύμα στο πρωτεύον πηνίο, δημιουργείται τάση από επαγωγή στο δευτερεύον πηνίο.

Ο νόμος του Φάραντεϊ (Faraday) Η ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή u στα άκρα πηνίου είναι ανάλογη με το ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής ροής ΔΦ/Δt που περνά από το πηνίο και του αριθμού των σπειρών Ν του πηνίου.

Παράδειγμα 1 Να υπολογίσετε την ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή σε ένα πηνίο με 200 σπείρες, στο οποίο εισέρχεται μεταβαλλόμενη μαγνητική ροή με ρυθμό 4 Wb/s. Λύση: N = 200 ΔΦ/Δt = 4 Wb/s u = ;

Παράδειγμα 2 Λύση: t = 0,2 s Φ1 = 45Ο μWb Φ2 = -45Ο μWb ΔΦ = 450 - (- 450) ΔΦ = 900 μWb u = ; Σε χρόνο 0,2 s η μαγνητική ροή σ’ ένα πεδίο μεταβάλλεται από 450 μWb σε -450 μWb. Αν ο αριθμός των σπειρών του πηνίου είναι 800, να υπολογίσετε την ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή.

ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ FARADAY Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή Πείραμα που Περιγράφει Την εμφάνιση ΗΕΔ από επαγωγή Να υπολογίζουμε Την ΗΕΔ από επαγωγή Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ FARADAY Τι λέει Ο νόμος του Faraday