השראה אלקטרומגנטית
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| electromagnetic induction/ɪˌlektrəʊməɡˈnetɪk ɪnˈdʌkʃn/ | אינדוקציה אלקטרומגנטית |
| Faraday's law/ˈfærədeɪz lɔː/ | חוק פאראדיי |
הזזת מגנט סביב סליל יוצרת חשמל מאפס
- דחוף מגנט לתוך סליל ויופיע זרם — ללא סוללה.
- משוך אותו החוצה והזרם יסתובב.
- שינוי בנתיק המגנטי מניע את הזרם: השראה אלקטרומגנטית.
- אפקט זה יחיד מניע כמעט כל הגנרטורים על פני האדמה.
חוק פארדי
- ה-EMF המושרה שווה לקצב השינוי בנתיק: $\varepsilon = -N\dfrac{d\Phi_B}{dt}$.
- $N$ הוא מספר הפיתולים; ככל שהשינוי ב-$\Phi_B$ מהיר יותר, כך ה-EMF גדול יותר.
- נתיק קבוע ($d\Phi_B/dt = 0$) לא מושר שום דבר.
- זוהי חוק פארדיי — ליבה של היחידה.
להשריר זרם
הזז את המגנט מהר יותר או איט יותר וצפה בהגדלת ההיפוך של הזרם המושרה.
חוק פארדי קובע שהאמ
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$\varepsilon = -N\,d\Phi_B/dt$ — קצב השינוי של השרף.
סליל בשדה מגנטי חזק אך יציב בעל EMF מושרה אפס.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
אין שינוי בשרף, לכן אין EMF מושרה, לא משנה כמה השדה חזק.
השרף של לולאה אחת משתנה ב-$0.6\ \text{Wb}$ בתוך $0.3\ \text{s}$. מצאו את ה-EMF הממוצע (בוולט).
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$\varepsilon = \Delta\Phi_B/\Delta t = 0.6/0.3 = 2\ \text{V}$.
מה גורם ל-EMF גדול יותר
- יותר פיתולים $N$ בסליל — כל לולאה מווספת את ה-EMF שלה.
- מגנט חזק יותר — יותר נתיק לשנות.
- תנועה מהירה יותר — שינוי נתיק מהיר יותר.
- מערכים איטיים, חלשים או עם מעט פיתולים מייצרים רק EMF קטן מאוד.
בחרו את כל הדרך לקבל EMF מושרה גדול יותר.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
פיתולים רבים, תנועה מהירה ושדה חזק כולם מעלים את ה-EMF. החזקה במקום נותנת אפס.
דרכים רבות לשינוי הנתיק
- הזזת מגנט לעבר הסליל או הרחק ממנו.
- הזזת הסליל דרך שדה.
- סיבוב הסליל בשדה (זה מה שמפעיל גנרטורי AC).
- שנה זרם קרוב ששדהו חודר את הסליל.
איזה מאלה לא גורם להשראת EMF בסליל?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
שדה יציב ללא תנועה אינו גורם לשינוי שרף — ולכן אין EMF.
כך עובדים גנרטורים
- סובב סליל בשדה מגנטי ושטףו משתנה ברצף.
- הדבר גורם להיווצרות כוח חשמלי מתחלף — החשמל הביתי שלך.
- טורבינות רוח, מים ואדי מסובבות סליכ אלו רק.
- האינדוקציה ממרת תנועה לאנרגיה חשמלית.
מכשיר שמסובב סליל בשדה כדי ליצור חשמל הוא ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
גנרטור משתמש בהשראה להפוך תנועה לחשמל.
השטף של לולאה אחת משתנה ב-$0.4\ \text{Wb}$ בתוך $0.2\ \text{s}$. מצא את הכוח החשמלי הממוצע.
- $\varepsilon = \dfrac{\Delta\Phi_B}{\Delta t} = \dfrac{0.4}{0.2}$.
- $\varepsilon = 2\ \text{V}$ (גודל).
מה שמעניין הוא קצב השינוי בשטף, ולא השטף עצמו. סליל הנח בשדה גדול אך יציב בעל שטף גדול ועם זאת אפס כוח חשמלי מושפע. אין שינוי, אין כוח חשמלי.
אינדוקציה אלקטרומגנטית: שטף מגנטי משתנה יוצר כוח חשמלי, הנתון על ידי חוק פאראדאי $\varepsilon = -N\,d\Phi_B/dt$. כוח חשמלי גדול יותר נוצר מכמות רבה יותר של פיתולים, שדה חזק יותר או שינוי מהיר יותר. שטף יציב אינו גורם להיווצרות דבר — וכך הגנרטורים מייצרים חשמל.