 |
4.8. Магнитный поток. 4.9. Наведение ЭДС в прямолинейном проводнике, движущемся в поле
|
|
|
|
4. 8. Магнитный поток
Для того чтобы уяснить смысл нового для нас понятия «магнитный поток», подробно разберем несколько опытов с наведением ЭДС, обращая внимание на количественную сторону производимых наблюдений.
В наших опытах будем пользоваться установкой, изображенной на рис. 4. 11.
Рис. 4. 11
Она состоит из большой многовитковой катушки, питание катушки производится от аккумулятора через рубильник и регулировочный реостат. Внутри большой катушки устанавливается маленькая катушка, концы которой подведены к магнитоэлектрическому прибору – гальванометру.
При замыкании или размыкании рубильника в маленькой катушке наводится ЭДС, и стрелка гальванометра на короткое время отбрасывается из нулевого положения. По отклонению стрелки, можно судить о величине наведенной ЭДС.
Первое наблюдение. Вставив внутрь большой катушки маленькую, закрепим ее и пока не будем ничего изменять в их расположении.
Продолжая наблюдения, легко заключить, что отброс гальванометра, а значит, и наведенная ЭДС возрастают пропорционально росту отключаемого тока. Наводимая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитной индукции. Более подробные наблюдения подтверждают правильность этого вывода.
Второе наблюдение. Продолжим наблюдение за отбросом гальванометра, производя выключение одного и того же тока, скажем, 4 А. Но будем изменять число витков N маленькой катушки, оставляя неизменными ее расположение и размеры. Итак, наводимая ЭДС пропорциональна числу витков.
Еще раз подчеркиваем, что размеры маленькой катушки и ее расположение во время нашего опыта оставались неизменными.
Третье наблюдение. Величина наводимой ЭДС зависит от того, как расположена маленькая катушка.
|
|
|
Для наблюдения зависимости наводимой ЭДС от положения маленькой катушки несколько усовершенствуем нашу установку. Наблюдения показывают, что наибольшая ЭДС наводится тогда, когда ось маленькой катушки совпадает с направлением магнитного поля, другими словами, когда оси большой и малой катушек параллельны.
Изготовим несколько маленьких катушек разного диаметра, но с одинаковым числом витков. Будем ставить эти катушки в одно и то же положение и, выключая ток, будем наблюдать за отбросом гальванометра. Опыт покажет нам, что наводимая ЭДС пропорциональна площади поперечного сечения катушек.
Все наблюдения позволяют нам сделать вывод о том, что наводимая ЭДС всегда пропорциональна изменению магнитного потока.
Несколько замечаний о слове « поток ».
Когда мы говорим «магнитный поток», мы имеем в виду только определенную меру магнитного поля (произведение силы поля на площадь), похожую на меру, которой пользуются инженеры и ученые, изучающие движение жидкостей. При движении воды они называют ее потоком произведения скорости воды на площадь поперечно расположенной площадки (поток воды в трубе равен произведению ее скорости на площадь поперечного сечения трубы).
Конечно, само магнитное поле, представляющее собой один из видов материи, связано и с особой формой движения. У нас еще нет достаточно отчетливых представлений и знаний о характере этого движения, хотя о свойствах магнитного поля современным ученым известно многое: магнитное поле связано с существованием особой формы энергии, его основной мерой является индукция, другой очень важной мерой является магнитный поток.
4. 9. Наведение ЭДС в прямолинейном проводнике, движущемся в поле
В современных машинах – генераторах – получение ЭДС основано на рассмотренном законе. Однако в отличие от примеров предыдущего параграфа в электрических машинах изменение магнитного потока происходит вследствие движения проводника в магнитном поле.
|
|
|
При наведении ЭДС в прямолинейном проводнике, движущемся поперек поля, в боковых проводах, расположенных параллельно направлению скорости, никакой ЭДС не наводится. Вся ЭДС наводится в поперечном проводе длиной I, движущемся в магнитном поле.
Рис. 4. 12
Если правая рука расположена так, что линии поля входят в ладонь, а отогнутый большой палец совпадает с направлением движения, то четыре вытянутых пальца показывают направление наводимой ЭДС. Направление наводимой ЭДС – это то направление, в котором под ее действием в замкнутой цепи должен протекать ток.
Конечно, такая ЭДС наводится в проводе только в течение того промежутка времени, когда провод находится между полюсами.
|
|
|
