1. Магніт рухається прискорено або виконує коливальний рух

В відносно замкненого контуру. Зверніть увагу на те, що замкне-

ний контур не містить батарейки але лампа горить. Тобто, в кон-

турі існує індуктивний електричний струм. Для нього електрору-

шійною силою не являється джерело живлення, а являється змін-

не зовнішнє магнітне поле. Так як магніт рухається, то магнітний

магніт рухається потік, охоплений контуром, змінюється. Виникає щось, схоже на

вітер, який «здуває» заряди в контурі.

В 2. Замкнений контур рухається відносно незмінного зов-

нішнього поля. Це – єдиний випадок (але він дуже важливий),

коли у ролі електрорушійної сили виступає не змінне, а постій-

не магнітне поле. Просто рух контура створює ілюзію змінності

магнітного потоку. Як і в першому випадку, у замкненому кон-

нема джерела живлення, але є індуктивний струм, лампа горить.

Замкнений контур рухається Головне, щоб магнітний потік, що перетинає контур, змінювався..

3. Змінне магнітне поле виникає навколо провідника із змін-

ним струмом. Це магнітне поле теж може виступати у ролі ЕРС

змінний струм у замкненому контурі, тобто може викликати індукційний струм.

В Для електротехніки саме цей випадок самий важливий.

Зверніть увагу на те, що в усіх трьох малюнках змінне

магнітне поле являється зовнішнім для замкненого кон-

туру. Тільки зовнішнє магнітне поле може рухати заряди.

Як не можливо самого себе витягнути за волосся з болота, так не можливо, щоб власне магнітне поле провідника із струмом пересувало в цьому провіднику заряди. Навколо замкненого контура теж утворюється його власне магнітне поле від індукційного струму. Але воно не може виступати в ролі електрорушійної сили для електронів у самому контурі. Електрони у контурі рухаються від зовнішнього змінного магнітного поля.

Іще декілька пояснень.

Змінний електричний струм – це струм, в якому через поперечний переріз провідника S за однакові проміжки часу Δt проходить різна кількість електричного заряду Δq. Як це може бути? Це – або електрони рухаються з змінною швидкістю(прискорюються або гальмуються), або кожну секунду змінюється кількість електронів, що перетинають поперечний переріз S, або електрони виконують коливальний рух (як у мережі змінної напруги).

Змінний магнітний потік завжди перпендикулярний (не паралельний) напрямку індуктивного струму. Не треба думати, що куди спрямована зміна магнітного потоку, туди і будуть рухатися заряди. Можна навести таке порівняння : вітер дує на крильчатку, а крильчатка обертається перпендикулярно напрямку дії вітру, крім того, ще й виконує замкнений обертальний рух. Порівняйте ці малюнки!

Вітер Крильчатка рухомий магніт ΔФ замкнений

обертається індуктивний

перпендикулярно струм перпенди-

вітру кулярний ΔФ

Параграф 13. Види електрорушійних сил.

Коли говорять «електрорушійна сила», то необхідно обов’язково вказати чия вона, тобто, що саме є причиною руху зарядів і виникнення електричного струму. Усі ЕРС вимірюються у Вольтах.

Основна формула для всіх електрорушійних сил. ЕРС – це те, що рухає заряди.

Aст Електрорушійна сила – це відношення роботи сторон-

ε = --------- [B] ніх сил по переміщенню пробного заряду, до цього за-

q ряду. Вимірюється у Вольтах [B].

1. Напруга – електрорушійна сила електричного поля. Електричне поле переміщає заряди.

A Напруга – це відношення роботи, яку виконує електричне

U =-------[B] поле по переміщенню (пробного) заряду до цього заряду.

q вимірюється у Вольтах. U = φ1 – φ2 = Δφ Напруга – це різниця потенціалів

U = I R Напруга в законі Ома – найбільш важлива формула.

U – напруга, вимірюється у Вольтах [В], I – сила струму, вимірюється в Амперах [А], R – опір, [Ом].

2. ε електрорушійна сила джерела живлення. Заряди переміщає джерело живлення.

ε = IR + Ir (другий закон Ома)

ε – ЕРС джерела живлення, вимір. у [В], I – сила струму, вимірюється в Амперах [А], R – опір зовнішнього кола, вимірюється в Омах [Ом], r – внутрішній опір джерела живлення, вимірюється в Омах [Ом].

3. εi - електрорушійна сила індукції. Заряди переміщає змінне зовнішнє магнітне поле.

а)Електрорушійна сила індукції для рухомого магніту відносно замкненого контуру

Рухомий магніт контур ΔФ

ΔФ Змінний у часі Δt [с] зовнішній магнітний

ε i =- ----- потік ΔФ [Вб] у замкненому контурі

Δt викликає індукційний струм.

Магніт рухається відносно замкненого контуру.

б) Електрорушійна сила індукції для рухомого провідника в магнітному полі. ΔФ

ε і = ВΔ l υ cos α Замкнений контур рухається

відносно магнітного поля.

Це єдиний випадок, коли постійне магнітне поле може викли-

кати індукційний струм. Але саме таким шляхом на електростанціях отримують

електричну енергію. Там ,у магнітному полі обертається металева обмотка

та в ній виникає електрорушійна сила індукції.

ε і – електрорушійна сила індукції для рухомого провідника у магнітному полі, вимірюється у Вольтах[В],

В – вектор магнітної індукції , який створює магніт, вимірюється у Тесла [Тл], Δ l – довжина провідника, що потрапляє у магнітне поле, вимірюється в метрах[м], υ – швидкість руху провідника, вимірюється в метрах, розділених на секунду [м/с], α – кут муж вектором В і нормаллю до провідника.

в) Електрорушійна сила індукції, що виникає навколо провідника із змінним струмом.

ΔІ Для електротехніки – це самий важливий випадок.

ε і ~- ------ Змінний струм ΔІ[А], у прямому (на малюнку) провіднику ΔІ індукц.. струм

Δt створює змінне магнітне поле В[Тл], і якщо в цьому полі В у контурі

розташувати замкнений контор, то в ньому виникне

індукційний струм . ЕРС ε і - пропорційна зміні струму, електрорушійна

сила індукції в даному випадку – це змінне магнітне поле навколо провідника .