Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή

Παρουσίαση με θέμα: "Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή
Michael Faraday (1791 – 1867) Ηλεκτρομαγνητική Επαγωγή Joseph Henry ( )

2 μπορεί να δημιουργηθεί _ _ _ _ από μαγνητικό πεδίο;
Το 1820 στην Κοπεγχάγη, ο Hans Christian Oersted διαπίστωσε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα δημιουργεί μαγνητικό πεδίο Μετά τη σημαντική πειραματική διαπίστωση του Oersted, το ερώτημα που μπήκε ήταν, αν μπορούσε να γίνει η αντίστροφη διαδικασία, δηλαδή μπορεί να δημιουργηθεί _ _ _ _ από μαγνητικό πεδίο; ρεύμα Την απάντηση έδωσε το 1831 ο

3 Πειραματική συσκευή τού Faraday
Michael Faraday (1791 – 1867) Πειραματική συσκευή τού Faraday

4 Το πείραμα του Faraday Όσο ο μαγνήτης κινείται προς (ή από) το πηνίο το πηνίο γίνεται ηλεκτρική πηγή… …Και μπορεί, αν υπάρχουν οι προϋποθέσεις, να κινήσει ηλεκτρικό ρεύμα.

5 Το άλλο πείραμα του Faraday
S (Δ) (Α) ΔI/Δt I Όταν υπήρξε μεταβολή του ρεύματος στο κύκλωμα Δ, τότε εμφανίστηκε ρεύμα (επαγωγικό) στο κύκλωμα Α. Το επαγωγικό ρεύμα δεν εξαρτάται από την τιμή του ρεύματος στο κύκλωμα Δ. Το επαγωγικό ρεύμα εξαρτάται από το ρυθμό μεταβολής ΔI/Δt. 3

6 Δεν χρειάζεται κίνηση!! - + ΔI/Δt I (μεταβολή ρεύματος)
1 volt (μεταβολή ρεύματος) ΔI/Δt I (επαγωγικό ρεύμα)

7 Σε τι χρησιμεύει ένα νεογέννητο παιδί; But after all, what use is it?
Σε τι χρησιμεύει αυτό; …there is every probability that you will soon be able to tax it!

8 Η μεταβολή της μαγνητικής ροής!!
Το αποτέλεσμα είναι η εμφάνιση τάσης και (δευτερογενώς) ρεύματος. Ποιο είναι το αίτιο; Μαγνητική ροή;

9 Ένταση Β μαγνητικού πεδίου
Γ Α Σε ποιο σημείο (Α ή Γ) η ένταση του μαγνητικού πεδίου είναι μεγαλύτερη; Σε αυτό που είναι πυκνότερες οι δυναμικές γραμμές, δηλαδή στο (Α). Η ένταση Β μαγνητικού πεδίου είναι μεγαλύτερη εκεί που οι δυναμικές γραμμές είναι πυκνότερες.

10 Η Μαγνητική ροή Φ είναι μονόμετρο μέγεθος και εκφράζει το πλήθος των γραμμών που περνά από την επιφάνεια S. Επιφάνεια S α Μονάδα στο SI Η γωνία α σχηματίζεται από την (προσανατολισμένη) κάθετη στην επιφάνεια S με την κατεύθυνση των δυναμικών γραμμών (ή της έντασης του μαγνητικού πεδίου).

11 S (α = 900) (α = 0)

12 Αν μαγνητική ροή ονομάσουμε την ποσότητα (πλήθος) των δυναμικών γραμμών που διέρχονται από πλαίσιο σε ποια περίπτωση είναι μεγαλύτερη και γιατί; Α Β Η μαγνητική ροή εξαρτάται από το εμβαδόν (S) της επιφάνειας του πλαισίου.

13 Σε ποια περίπτωση η μαγνητική ροή είναι μεγαλύτερη και γιατί;
Α Β Γ α Η μαγνητική ροή εξαρτάται από τη γωνία α που σχηματίζει η κάθετος στο επίπεδο του πλαισίου με τις δυναμικές γραμμές. Επειδή η αύξηση της γωνίας μικραίνει τη ροή, θα είναι ροή ανάλογη με το συνημίτονο της γωνίας (συνα)

14 Σε ποια περίπτωση η μαγνητική ροή είναι μεγαλύτερη και γιατί;
Α Β Η μαγνητική ροή εξαρτάται από την πυκνότητα των δυναμικών γραμμών δηλαδή από την ένταση (Β) του μαγνητικού πεδίου.

15 Η μαγνητική ροή (Φ) είναι ανάλογη με:
Την ένταση του μαγνητικού πεδίου (Β) Το εμβαδόν της επιφάνειας του πλαισίου (S) Το συνημίτονο της γωνίας α (συνα) Φ = Β·S·συνα B: Τesla S: m Φ: Weber

16 Εεπ ΗΕΔ από επαγωγή Ιεπ Επαγωγικό ρεύμα
Α Ι Τ Ι Ο Αύξηση ή ελάττωση πλήθους δυναμικών γραμμών μέσα από το πηνίο Αύξηση ή ελάττωση μαγνητικής ροής στο πηνίο Πλησίασμα ή απομάκρυνση μαγνήτη Α Π Ο Τ Ε Λ Ε Σ Μ Α Εεπ ΗΕΔ από επαγωγή Ιεπ Επαγωγικό ρεύμα Κλειστό κύκλωμα

17 Η Επαγωγική τάση εξαρτάται από
τον αριθμό των σπειρών του πηνίου τον ρυθμό (την ταχύτητα) μεταβολής της μαγνητικής ροής Νόμος του Faraday

18 Πως μπορούμε να μεταβάλλουμε τη μαγνητική ροή;
Μεταβολή μαγνητικής ροής όταν μεταβάλλεται: Η γωνία του πλαισίου με τις δυναμικές γραμμές Το εμβαδόν της επιφάνειας του πλαισίου S Η ένταση του μαγνητικού πεδίου Β

19 Δηλαδή: Ποια φορά έχει το ρεύμα που προκαλείται από την ΕΕΠ;
Κανόνας του Lenz Ο νόμος της επαγωγής μας δίνει την τιμή της ΕΕΠ, ποια είναι όμως η πολικότητα της; Δηλαδή: Ποια φορά έχει το ρεύμα που προκαλείται από την ΕΕΠ; Το διατύπωσε, πολύ κομψά, ο Εσθονός φυσικός Heinrich Lenz: Κανόνας του Lenz Tα επαγωγικά ρεύματα έχουν τέτοια φορά ώστε να αντιτίθενται στο αίτιο που τα προκαλεί.* Λαμβάνοντας υπ’ όψη μας τον παραπάνω κανόνα, ξαναγράφουμε το νόμο της επαγωγής βάζοντας ένα αρνητικό πρόσημο: *Ο κανόνας του Lenz είναι απόρροια της αρχής της διατήρησης της ενέργειας.

20 Κανόνας του Lenz  Στη περίπτωση του Βόρειου μαγνητικού πόλου Ν που πλησιάζει, το επαγωγικό ρεύμα θα έχει τέτοια φορά, ώστε το πηνίο να εμφανίσει μπροστά του άλλο Βόρειο πόλο Ν που θα τον απωθεί (και θα τον εμποδίζει να πλησιάζει). Ν S I N S  Στη περίπτωση του Βόρειου μαγνητικού πόλου Ν που απομακρύνεται, το επαγωγικό ρεύμα θα έχει τέτοια φορά, ώστε το πηνίο να εμφανίσει μπροστά του άλλο Νότιο πόλο S που θα τον έλκει (και θα τον εμποδίζει να φεύγει). Ν S I S N

21 Εύρεση φοράς επαγωγικού ρεύματος
Κανόνας του Lenz Εύρεση φοράς επαγωγικού ρεύματος Ν S Ν S S Ν Β Β Ν S Ν Β

22 ΤΕΛΟΣ