13. ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ Ο ΚΑΝΟΝΑΣ ΤΟΥ LENZ 13.2

ΣΤΟΧΟΙ Σ’ αυτό το μάθημα θα μάθουμε: Τι λέει ο κανόνας του Λενζ . Να βρίσκουμε τη φορά της ΗΕΔ από επαγωγή με τη βοήθεια του κανόνα του Λενζ (Lenz). Να εξηγούμε πειράματα σχετικά με το νόμο του Lenz.

ΧΕΝΡΙΧ ΛΕΝΖ (1804 – 1865) Ρώσος φυσικός, γνωστός από το νόμο του ηλεκτρομαγνητισμού: «Το ρεύμα που επάγεται σ’ ένα πηνίο έχει πάντα τέτοια φορά, ώστε να αντιτίθεται στην αιτία που το προκαλεί.» Heinrich FE Lenz Επιπρόσθετα δημοσίευσε έρευνες σχετικά με τον τρόπο που αλλάζει η ηλεκτρική αντίσταση διαφόρων υλικών με τη μεταβολή της θερμοκρασίας.

Τι είπε ο 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.

Τι είπε ο Lenz Η ηλεκτρεγερτική δύναμη που παράγεται από μεταβαλλόμενη μαγνητική ροή, έχει τέτοια διεύθυνση, ώστε, αν προκληθεί επαγωγικό ρεύμα στον αγωγό, η μαγνητική ροή που θα προκληθεί, να αντιτίθεται στην αλλαγή της μαγνητικής ροής που το προκάλεσε. Επαγόμενο ρεύμα μαγνητικές γραμμές Επαγόμενες μαγνητικές γραμμές μαγνήτης

Αν έχω δακτύλιο αντί για αγωγό; Ο μαγνήτης κινείται προς το δακτύλιο τον οποίο περιβάλλει μεταβαλλόμενη μαγνητική ροή. Το ρεύμα που επάγεται στο δακτύλιο, δημιουργεί μαγνητικό πεδίο το οποίο έχει φορά αντίθετη από τη φορά του πεδίου που το προκάλεσε. Προς τα πού θα κινηθεί ο δακτύλιος;

Εξηγήστε το φαινόμενο Σπρώχνοντας, ή τραβώντας ένα μαγνήτη μέσα σε ένα αλουμινένιο δακτύλιο, προκαλείται μετακίνησή του. Κάνοντας το ίδιο μέσα σε ένα κομμένο δακτύλιο, δεν μετακινείται. Γιατί; Ν S

Ένα ενδιαφέρον πείραμα Αφήστε ένα μαγνήτη να πέσει μέσα από ένα χάλκινο σωλήνα και μετρήστε το χρόνο. Αντικαταστήστε το μαγνήτη με ένα κομμάτι ξύλο ή σίδερο στο ίδιο μέγεθος. Δικαιολογήστε γιατί ο μαγνήτης άργησε να πέσει. Ο μαγνήτης καθυστερεί να πέσει

ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ LENZ Τι λέει Η φορά της ΗΕΔ από επαγωγή Κίνηση μαγνήτη σε Χάλκινο σωλήνα Κίνηση μαγνήτη σε ολόκληρο και κομμένο δακτύλιο

Το κινούμενο σχέδιο παρουσιάζει ένα κύκλωμα σχηματισμένο από ένα πηνίο που έχει υψηλή επαγωγικότητα, όπως και ένα λαμτήρα με φωτοβολία μίας συγκεκριμένης έντασης, ένα amperometer (μέτρο ηλεκτρισμού), μία συνεχούς πηγή ένταση και ένα διακόπτη. Καθώς ο σπουδαστής κλείνει τον διακόπτη, η ένταση του ρεύματος δυναμώνει, και ο λαμπτήρας ανάβει όταν ένταση του ρεύματος είναι στο μέγιστό. Αργότερα το ρεύμα σταθεροποιείται σε μία χαμηλότερη αξία έτσι ώστε ο λαμπτήρας παύσει να φωτίζεται. 

Α.5 ΔΙΑΚΟΠΗ ΤΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΣΕ ΠΗΝΙΟ Γνωρίζουμε ότι οποιαδήποτε αλλαγή του ρεύματος σε ένα πηνίο θα έχει σαν συνέπεια τη δημιουργία ΗΕΔ από αυτεπαγωγή στο πηνίο. Έτσι όταν ο διακόπτης στο κύκλωμα 34/5 είναι κλειστός, η μπαταρία τροφοδοτεί την αντίσταση και το πηνίο με ρεύμα. Όταν ο διακόπτης ανοίξει, τότε το μαγνητικό πεδίο του πηνίου δημιουργεί στα άκρα του μια τάση λόγω της αυτεπαγωγής. Η επαγόμενη αυτή τάση προσπαθεί να διατηρήσει τη ροή του ρεύματος που διακόπηκε. Υποθέτουμε ότι το πηνίο έχει Ωμική αντίσταση RL= 3 Ω, η τιμή της παράλληλης αντίστασης είναι R=100 Ω και η τάση της πηγής είναι US= 1,5 V. Σχ. 34/5. Όταν ο διακόπτης ανοίξει, σχηματίζεται ένα κύκλωμα σειράς, αποτελούμενο από την αντίσταση και το πηνίο Όταν ο διακόπτης είναι κλειστός το ρεύμα που διέρχεται από το πηνίο είναι:. Όταν ο διακόπτης ανοίξει τότε δημιουργείται ένα κύκλωμα σειράς, που αποτελείται από την αντίσταση και το πηνίο. Η επαγόμενη τάση στο πηνίο θα προσπαθήσει να διατηρήσει τη ροή του ρεύματος. Έτσι η μέγιστη τιμή της θα είναι: . Αυτή η τιμή της τάσης μειώνεται εκθετικά ακολουθώντας τη μείωση του ρεύματος. Βλέπουμε δηλαδή ότι τα πηνία λόγω της αυτεπαγωγής μπορούν να δημιουργήσουν εξαιρετικά υψηλές στιγμιαίες τάσεις, όταν διακοπεί το διερχόμενο ρεύμα. Αυτές οι αιχμές της τάσεις που προκαλεί η αυτεπαγωγή περιορίζονται με την προσθήκη της αντίστασης παράλληλα με το πηνίο (σχήμα 34/5). Το φαινόμενο αυτό βρίσκει εφαρμογή στους λαμπτήρες φθορισμού (φλορέντζες), στον τρόπο ανάφλεξης του αυτοκινήτου και αλλού. Απάντησε τις πιο κάτω ερωτήσεις: Περιέγραψε την κατασκευή ενός πηνίου. Τι καθορίζει η χρονική σταθερά ενός πηνίου και με τι ισούται; Από τι εξαρτάται η επαγωγική αντίσταση ενός πηνίου; Η αυτεπαγωγή ενός πηνίου είναι 1,5 Η και η ωμική του αντίσταση 6 Ω. Εάν το πηνίο συνδεθεί σε μια μπαταρία 3 V, σε πόσο χρόνο το ρεύμα θα αποκτήσει την τελική του τιμή; Τι σκοπό εξυπηρετεί η αντίσταση στο κύκλωμα 34/5

+ - 1,5 V Σχ. 34/10 Κύκλωμα με πηνίο και λάμπα νέου για επίδειξη της ανύψωσης της τάσης λόγω αυτεπαγωγής, κατά τη διακοπή του ρεύματος διακόπτης Λάμπα νέου Πηνίο με περίπου 75 σπείρες μπαταρία