Жұмыстың мақсаты: электромагниттік индукция заңымен, генератордың, трансформатордың жұмыс принципімен, өздік индукцияны өлшеу әдістемесімен танысу.

Құралдар мен жабдықтар: ФПЭ-05 кассетасы, дыбыс генераторы (ЗГ), электронды осциллограф (ЭО), вольтметр.

Теориялық бөлім электромагниттік индукция. Фарадей заңы. Ленц ережесі

индукциясы бар магнит өрісіне орнатылған тұйықталған өткізгіштік қарастырайық. (сур. 1). Ауданы S өткізгішпен шектелген беттегі Ф магнит ағынының кез келген өзгерісінде өткізгіште индукцияның ЭҚК пайда болады

E , (1)

мұндағы - магнит ағыны, = B cos  - dS ауданы нормальға түсірілген проекция; n - өткізгіштегі сым орамдарының саны; - потокосцепление.

(1) қатынас Фарадейдің, 1831 жылы ашқан, электромагниттік заңын өрнектейді: тұйықталған өткізгіште па йда болатын электромагнитті индукция-ның ЭҚК, өткізгішпен шектелген бет арқылы өтетін магнит ағынының өзгеру жылдамдығына пропорционал.

Формуладағы минус таңбасы Ленц ережесіне сәйкес келеді: ндукциялық ток, әрқашанда өзi тудырып тұрған магнит өрiсi, сол токты тудырып тұрған магнит ағынының кез келген өзгерiсiне кедергi жасайтындай болып бағытталады.

(1) қатынастан егер R кедергісі бар өткізгіш контурда магнит ағыны Ф₁ Ф₂ өзгеретін болса, онда I = E / R ток пайда болады және өткізгіште заряд өтеді.

Фарадей заңының универсальдылығы мынада: индукция ЭҚК магнит ағынының өзгеру себебіне байланысты емес. Ол себептер түрліше болуы мүмкін. Үш мысал келтірейік.

Егер R кедергі және L индуктивтілік катушкасы арқылы К кілтті тұйықтап С конденсаторды разрядтасақ (сур. 2), онда катушкадағы потокосцепление = LI = nФ катушкада I ток болғандықтан төмендейді. = пайда болатын ЭҚК-ін өзік индукция ЭҚК, ал L = /I – катушка индуктивтілігі деп атайды.

Бір-бірінен біршама қашықтыққа орналасқан 1 және 2 екі катушканы қарастырайық (сур. 3). Егер катушке 1 арқылы I₁ ток жіберсек, онда ол 2 катушкада магнит ағынын тудырады.

При изменении силы тока в первой катушке изменяется магнитный поток, вызванный этим током во второй катушке, и в ней наводится ЭДС взаимной индукции

E ₂ = . (2)

Коэффициент М₂₁ коэффициентін катушкалардың өздік индукция коэффициенті (өзара индуктивтілік) деп атайды. Ол катушкалардың орналасуын, түріне, орам санына, сонымен бірге қоршаған ортаның магниттік қасиеттеріне байланысты. (1) мен (2)-ні салыстырып,

₂₁ , (3) аламыз, яғни М_{21 екінші катушкадағы} потокосцеплениені бірінші катушкадағы I₁ токпен байланыстырады. (3) өрнек ( = LI) индуктивтілікті анықтауға ұқсас. М₂₁ өлшем бірлігі - генри (Гн). Ол L индуктивтіліктің өлшем бірлігімен бірдей.

Егер Ф₂₁ – екінші катушкадағы I₁ ток тудыратын ағын болса, онда (3) формуланы мына түрде жазуға болады:

n₂ Ф₂₁ . (4)

(4) формула бойынша кейбір жағдайларда, егер I₁ ток тудыратын Ф₂₁ ағынын есептесек, М₂₁ теориялық түрде есептеуге мүмкіндік туады. Егер 1 және 2 катушкалардың орнын алмастырып, алдыңғы тұжырымдарды қайталасақ, онда E₁ = аламыз. Өзара индукция коэффициенттері = тең екенін көрсетуге болады.

Электрогенератордағы статор катушкаларының орамдары арқылы өтетін магнит ағыны (сур. 4) катушка жанында электромагнит айналатын болғандықтан өзгереді. Трансформатордағы (сур. 5) бірінші орам кернеуі (1)-ге сәйкес ағынды өзгертеді, осының әсерінен екінші ормада индукциялық ток пайда болады.