การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและกฎของฟาราเดย์
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| electromagnetic induction/ɪˌlektrəʊməɡˈnetɪk ɪnˈdʌkʃn/ | การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า |
| magnetic flux/mæɡˈnetɪk flʌks/ | ฟลักซ์แม่เหล็ก |
แกว่งแม่เหล็กใกล้ขดลวด — และผลิตไฟฟ้า
- ดันแม่เหล็กเข้าไปและออกนอกขดลวด ลวดกระแสไหลออกมา โดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่เลย.
- การเคลื่อนที่ของแม่เหล็ก สร้าง แรงดันไฟฟ้า — ผลย้อนกลับของเอฟเฟกต์มอเตอร์.
- นี่คือ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า และเป็นแหล่งกำเนิดไฟฟ้าทุกเครื่องบนโลก.
- โรงไฟฟ้าทุกแห่ง ตั้งแต่ถ่านหินไปจนถึงลม จริงๆ แล้ว只是在หมุนแม่เหล็กใกล้ขดลวด.
สนามที่เปลี่ยนแปลงเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้า
- สิ่งที่สำคัญคือการ เปลี่ยนแปลง ของสนามแม่เหล็กที่ผ่านขดลวด — หรือ ฟลักซ์ ของมัน.
- ฟลักซ์ที่เปลี่ยนแปลง เหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้า (EMF) ขึ้นในขดลวด.
- เคลื่อนที่แม่เหล็ก, หมุนขดลวด, หรือเปิด/ปิดกระแส — การเปลี่ยนแปลงใดๆ ก็ทำได้.
- ทิ้งทุกอย่างไว้เฉยๆ แล้วแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะหายไป; สิ่งที่มีค่าคือ การเปลี่ยนแปลง เท่านั้น.
เหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้า
เคลื่อนย้ายแม่เหล็กผ่านขดลวดด้วยความเร็วต่างกัน และดูการเปลี่ยนแปลงของกระแสที่เหนี่ยวนำได้
สิ่งที่จำเป็นเพื่อเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าในขดลวดคืออะไร?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
มีเพียงฟลักซ์ที่เปลี่ยนเท่านั้นที่จะเหนี่ยวนำ EMF; สนามคงที่ไม่เกิดผลอะไร
กฎของแฟ(raday)
- กฎของฟาราเดย์: EMF ที่เหนี่ยวนำเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์, $\varepsilon = -N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$.
- $N$ คือจำนวนรอบ winding, และ $\Phi$ คือฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านแต่ละรอบ.
- การเปลี่ยนแปลงที่ เร็วขึ้น หรือมี มากขึ้น绕组 ให้แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ใหญ่ขึ้น.
- The minus sign is Lenz's law — the induced current opposes the change that made it.
ขดลวด $100$ ม้วนมีการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์ $0.02\ \text{Wb}$ ในเวลา $0.5\ \text{s}$. ค่าของ EMF ที่เหนี่ยวนำมีขนาดเท่าใด, เป็นหน่วย $\text{V}$?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$|\varepsilon| = N\Delta\Phi/\Delta t = 100 \times 0.02/0.5 = 4\ \text{V}$.
การเพิ่มจำนวนม้วนของขดลวดจะทำให้ EMF ที่เหนี่ยวนำ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$\varepsilon = -N\Delta\Phi/\Delta t$: มีม้วนมากขึ้น $N$ ให้ค่า EMF ที่ใหญ่ขึ้น
เครื่องหมายลบในกฎของฟาราเดย์คือ ____ กฎ: กระแสเหนี่ยวนำจะต้านทานการเปลี่ยนแปลงนั้น
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
กฎของเลนซ์: กระแสเหนี่ยวนำจะต้านทานการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์ที่เกิดขึ้น与之它
เจนเนอเรเตอร์และหม้อแปลง
- เจนเนอเรเตอร์ หมุนขดลวดในสนาม เปลี่ยนฟลักซ์อย่างต่อเนื่องเพื่อผลิตไฟฟ้า AC.
- หม้อแปลง ใช้กระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงในขดลวดหนึ่งเพื่อเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าในอีกขดลวดหนึ่ง
- ทั้งสองเป็นเพียงการทำงานตามกฎของฟาราเดย์ โดยเปลี่ยนการเคลื่อนที่ (หรือกระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลง) เป็นแรงดันไฟฟ้า
- การเหนี่ยวนำคือสะพานเชื่อมสองทางระหว่างไฟฟ้าและแม่เหล็ก
แม่เหล็กที่ถือนิ่งอยู่ในขดลวดจะเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าคงที่
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ไม่มีฟลักซ์เปลี่ยนแปลง berarti ไม่มีกระแสเหนี่ยวนำ — แม่เหล็กต้องกำลังเคลื่อนที่
เลือก ทุก วิธีที่จะเพิ่ม EMF ที่เหนี่ยวนำในขดลวด
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
การเปลี่ยนแปลงที่เร็วขึ้น, ม้วนมากขึ้น หรือแม่เหล็กแรงกว่า ล้วนทำให้ EMF สูงขึ้น การนิ่งไม่เกิดกระแส anything
การเหนี่ยวนำต้องการ ฟลักซ์ที่เปลี่ยนแปลง ไม่ใช่แค่สนามแม่เหล็ก หากวางแม่เหล็กไว้ นิ่ง ภายในขดลวดจะไม่มีกระแสไฟฟ้าถูกเหนี่ยวนำ — มีแต่การขยับมัน (ซึ่งเป็นการเปลี่ยนฟลักซ์) เท่านั้นที่จะเกิดกระแส และ กฎของเลนซ์ (เครื่องหมายลบ) หมายความว่ากระแสที่ถูกเหนี่ยวนำจะ ต้านทาน การเปลี่ยนแปลงที่ทำให้มันเกิดขึ้นเสมอ
ขดลวด $N = 100$ รอบมีฟลักซ์ผ่านตัวเปลี่ยนไป $\Delta\Phi = 0.02\ \text{Wb}$ ใน $\Delta t = 0.5\ \text{s}$. หาขนาดของ EMF ที่ถูกเหนี่ยวนำ
- $|\varepsilon| = N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t} = 100 \times \dfrac{0.02}{0.5} = 4\ \text{V}$.
เปลี่ยนฟลักซ์ให้ เร็วขึ้น (ค่า $\Delta t$ เล็กกว่า) แล้วแรงดันที่ถูกเหนี่ยวนำจะเพิ่มขึ้น
การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า: การเปลี่ยนแปลง ของฟลักซ์แม่เหล็กจะเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้น EMF กฎของ فارาเดย์: $\varepsilon = -N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$ — การเปลี่ยนแปลงที่เร็วขึ้นหรือจำนวนรอบที่มากขึ้นจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นเครื่องหมายลบคือ กฎเลนซ์ (กระแสเหนี่ยวนำจะกระทำ oppose การเปลี่ยนแปลง) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงทั้งหมดทำงานบนหลักการนี้