Электромагнитная индукция контрольная 11 класс: Контрольная работа по физике 11 класс по теме «Электромагнитная индукция»

Контрольная работа по теме «Магнитное поле. Явление электромагнитной индукции» | Учебно-методический материал по физике (11 класс):

Контрольная работа по теме «Магнитное поле. Явление электромагнитной индукции»

1 вариант

1. Какой магнитный поток пронизывает плоскую поверхность площадью 50 см2 при индукции поля 0,4 Тл, если эта поверхность расположена под углом 45˚ к вектору индукции? Сделайте рисунок.
2. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с длиной активной части 5 см действует сила 50мН? Сила тока в проводнике 25А. Проводник расположен перпендикулярно индукции магнитного поля.
3. Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью  10Мм/с в магнитном поле с индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции?
4. Сколько витков должна содержать катушка с площадью поперечного сечения 50см2, чтобы при изменении магнитной индукции с 0,2 до 0,3 Тл в течение 4 мс в ней возбуждалась ЭДС 10В?
5. Найти индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы тока на 2 А за 0,25 с возбуждает ЭДС самоиндукции 20 мВ.
6. В катушке индуктивностью 0,6 Гн сила тока равна 20 А. Какова энергия магнитного поля этой катушки? Как изменится энергия магнитного поля, если сила тока уменьшится вдвое?
7. Определите знак заряда частицы, движущейся в магнитном поле. Направления векторов скорости и ускорения частицы указаны на рисунке.

8.  На рисунке приведена демонстрация опыта по проверке правила Ленца.

Опыт проводится со сплошным кольцом, а не разрезанным, потому что

9. Как взаимодействуют два параллельных проводника, если направления электрического тока в них противоположны?

10. На рисунке показано изменение силы тока I в катушке индуктивности от времени t. Модуль ЭДС самоиндукции принимает равные значения в промежутках времени:

Контрольная работа по теме «Магнитное поле. Явление электромагнитной индукции»

2 вариант

1. Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия совершает работу 0,004 Дж. Чему равна сила тока, протекающего по проводнику? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.
2. Какой магнитный поток пронизывает плоскую поверхность площадью 50 см2 при индукции поля 0,4 Тл, если эта поверхность расположена под углом 30˚ к вектору индукции? Сделайте рисунок.
3. Протон влетает в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Найти скорость протона, если магнитная индукция поля равна 0,2 Тл, сила, действующая на протон в магнитном поле равна 0,32пН.
4. За 5 мс магнитный поток, пронизывающий контур, убывает с 9 до 4 мВб. Найти ЭДС индукции.
5. Какой магнитный поток возникает в контуре индуктивностью 0,2 мГн при силе тока 10 А?
6. В катушке сила тока равномерно увеличивается со скоростью 2 А/с. При этом в ней возникает ЭДС самоиндукции 20 В. Какова энергия магнитного поля катушки при силе тока в ней 5 А?
7. Электрон e–, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет горизонтально направленную скорость , перпендикулярную вектору индукции магнитного поля (см.  рисунок). Куда направлена действующая на электрон

сила Лоренца ?

8. Замкнутый виток провода находится в магнитном поле, перпендикулярном плоскости витка, и своими концами замкнут на амперметр. Магнитная индукция поля меняется с течением времени согласно графику на рисунке. В какой промежуток времени амперметр покажет наличие электрического тока в витке?

9. Какой процесс объясняется явлением электромагнитной индукции?

10. Постоянный магнит вводят в замкнутое алюминиевое кольцо

 на тонком длинном подвесе (см. рисунок). Первый раз –

 северным полюсом, второй раз – южным полюсом. При

этом

Опубликованные материалы на сайте СМИ «Солнечный свет». Статья Контрольная работа по теме «Магнитное поле. Электромагнитная индукция.» 11 класс. Автор: ВОРОБЬЕВА ТАТЬЯНА ЮРЬЕВНА.

Автор: ВОРОБЬЕВА ТАТЬЯНА ЮРЬЕВНА
Контрольная работа для 11 класса по теме «Магнитное поле. Электромагнитная индукция» представлена в 4 вариантах. Время выполнения работы-45 минут(1 урок)

11 класс 
Контрольная работа №1 
Магнитное поле. Электромагнитная индукция 
Вариант 1 

Часть 1. 

1.  

На рисунке изображен горизонтальный проводник, по которому 

течет электрический ток в направлении «от нас». В точке 

A

 вектор 

индукции магнитного поля направлен (вертикально вниз,  верти-
кально вверх, влево, вправо)     
 
Ответ:_____________________________  

 
2.  

По проволочному витку течет электрический ток в на-

правлении, указанном стрелкой. Виток расположен в гори-
зонтальной плоскости. В центре витка вектор индукции маг-
нитного поля направлен (вертикально вниз,  вертикально 
вверх, влево, вправо)     
 
Ответ:_____________________________  

 
3.  

Электрон имеет скорость, направленную горизон-

тально вдоль прямого длинного проводника с 
током 

I

 . Куда направлена действующая на электрон 

сила Лоренца? ( вертикально вниз ↓,  вертикально 
вверх ↑,  к нам  ,  горизонтально вправо →) 
 
Ответ:_____________________________ 

 
4.  

Прямолинейный проводник длиной 

L

 с током 

I

 помещен в однородное 

магнитное поле так, что направление вектора магнитной индукции 

B

 пер-

пендикулярно проводнику. Если силу тока уменьшить в 2 раза, а индукцию 
магнитного поля увеличить в 4 раза, то действующая на проводник сила 
Ампера 
Ответ:_____________________________  

 
5.  

Какой из перечисленных ниже процессов объясняется явлением электро-

магнитной индукции? 
1) взаимное отталкивание двух параллельных проводников с током, по ко-
торым токи протекают в противоположных направлениях 
2) самопроизвольный распад ядер 
3) отклонение магнитной стрелки вблизи проводника с током 
4) возникновение тока в металлической рамке, находящейся в постоянном 
магнитном поле, при изменении формы рамки 
Ответ:_____________________________  

6.  

На рисунке показаны два способа вращения проволочной рамки в 

однородном магнитном поле, линии 
индукции которого идут из 
плоскости чертежа. Вращение 
происходит вокруг оси MN. Ток в 
рамке 

1) существует в обоих случаях  
2) не существует ни в одном из случаев 

 3) существует только в первом случае 
 4) существует только во втором случае 

Ответ:_____________________________ 

7. 

Ответ:_____________________________ 

 
8. 

Частица массой 

m

, несущая заряд 

q

, движется в однородном магнитном 

поле с индукцией 

В

 по окружности радиусом 

R

 со скоростью  . Как изме-

нятся физические величины при увеличении скорости её движения?  
А) Радиус траектории  
Б) Период обращения  
B) Кинетическая энергия  

1) увеличится 
2) уменьшится 
3) не изменится 

А 

Б 

В 

B

N 

M 

N 

M 

B

Часть 2. 

9.

 Протон влетает в однородное магнитное поле индукцией 0,2 Тл и 

движется по окружности. Определите период обращения протона. 
 

10

. Определите силу тока в проводе, если на участок этого провода длиной 

20  см  действует  с  силой  0,5  Н  однородное  магнитное  поле,  магнитная 
индукция  которого  1  Тл.  При  этом  угол  между  направлением  линий 
магнитной индукции и тока равен 30

0

. 

11. 

Вдоль       наклонной  плоскости,   образующей  с  горизонталью  угол 

30

0 

проложены  рельсы,  по  которым    может          скользить  проводящий 

стержень массой 1 кг. Какой минимальной величины ток нужно пропустить 
по  стержню,  чтобы  он  оставался  в  покое,  если  вся  система  находится  в 
однородном  магнитном  поле  с  индукцией    В  =  0,2  Тл,  направленной 
вертикально?  Коэффициент  трения  стержня  о  рельсы  равен    0,2  , 
расстояние между ними l= 0,5 м. 

11 класс 
Контрольная работа №1 
Магнитное поле. Электромагнитная индукция 
Вариант 2 

Часть 1. 

1.  

На рисунке изображен горизонтальный проводник, по которому 

течет электрический ток в направлении «к нам». В точке 

A

 вектор 

индукции магнитного поля направлен (вертикально вниз,  верти-
кально вверх, влево, вправо)     
 
Ответ:_____________________________  

 
2.  

По проволочному витку течет электрический ток в на-

правлении, указанном стрелкой. Виток расположен в вер-
тикальной плоскости. Точка 

А

 находится на горизонталь-

ной прямой, проходящей через центр витка перпендику-
лярно его плоскости. Как направлен вектор индукции магнитного поля тока 
в точке 

А

? (вертикально вниз,  вертикально вверх, влево, вправо)     

 
Ответ:_____________________________  

 
3.  

Электрон, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет 

горизонтально направленную скорость, перпендикулярную вектору 
магнитной индукции магнитного поля (см. рисунок). Куда направлена 
действующая на него сила Лоренца? ? (вертикально вниз,  вертикально 
вверх, влево, вправо)     
 
Ответ:_____________________________  

 
4.

 На проводник №2 со стороны двух других 

проводников действует сила Ампера. 

Все проводники тонкие, лежат в одной плоскости, 
параллельны друг другу, и расстояния между 
соседними проводниками одинаковы,  
I – сила тока. Сила Ампера в этом случае направлена 

(вверх  ,  вниз  , 

от нас  , равна нулю) 

Ответ:_____________________________  

 
5.  

Какой из перечисленных ниже процессов объясняется явлением электро-

магнитной индукции? 
1) отклонение магнитной стрелки вблизи проводника с током 
2) взаимное притяжение двух параллельных проводников с сонаправленны-
ми токами 
3) возникновение тока в металлической рамке, вращающейся в постоянном 

магнитном поле 
4) выбивание электрона из поверхности металла при освещении его светом 
 
Ответ:_____________________________  

 
6.  

В некоторой области пространства создано однород-

ное магнитное поле. Квадратная металлическая рамка 
движется через границу этой области с постоянной 
скоростью v, направленной вдоль плоскости рамки и 
перпендикулярно вектору магнитной индукции. ЭДС 
индукции, генерируемая при этом в рамке, равна E. 
Какой станет ЭДС, если рамка будет двигаться со ско-
ростью v/4? 
 
Ответ:_____________________________ 

 
7. 

На рисунке приведен график зависимости силы 

тока в катушке индуктивности от времени. В каком 
промежутке времени ЭДС самоиндукции принимает 
наименьшее значение по модулю? 
Ответ:_____________________________ 

 
8.  

Частица массой 

m

, несущая заряд 

q

, движется в однородном магнитном 

поле с индукцией 

В

 по окружности радиусом 

R

 со скоростью  . Как изме-

нятся физические величины при увеличении индукции магнитного поля? 
Установите соответствие.  
А) Радиус траектории  
Б) Период обращения  
B) Угловая скорость 

1) увеличится 
2) уменьшится 
3) не изменится 

А 

Б 

В 

Часть 2. 

9

. Протон в магнитном поле индукцией 0,01 Тл описал окружность 

радиусом 10 см. Найдите скорость протона. 
 

10.

 Прямолинейный проводник длиной 0,5 м, по которому течет ток 6 А, на-

ходится в однородном магнитном поле. Модуль вектора магнитной индук-
ции 0,2 Тл, проводник расположен под углом 30° к вектору 

В

. Сила, дей-

ствующая на проводник со стороны магнитного поля, равна 

11.

На проводящих рельсах, проложенных на наклонной плоскости, в 

однородном вертикальном магнитном поле находится горизонтальный 
прямой проводник прямоугольного сечения массой 20 г. Плоскость

наклонена к горизонту под углом 30º. Расстояние между рельсами 40 см. 
Когда рельсы подключены к источнику тока, по проводнику протекает 
постоянный ток 11 А. При этом проводник поступательно движется вверх 
по рельсам равномерно и прямолинейно. Коэффициент рения между 
проводником и рельсами 0,2. Чему равен модуль индукции магнитного 
поля?

 
11 класс 
Контрольная работа №1 
Магнитное поле. Электромагнитная индукция 
Вариант 3 

Часть 1. 

1.  

На рисунке изображен горизонтальный проводник, по 

которому течет электрический ток в направлении «от 
нас». В точке 

A

 вектор индукции магнитного поля направлен 

(вертикально вниз,  вертикально вверх, влево, вправо)     
 
Ответ:_____________________________ 

 
2.  

По проволочному витку течет электрический ток в направле-

нии, указанном стрелкой. Виток расположен в горизонтальной 
плоскости. В центре витка вектор индукции магнитного поля на-
правлен (вертикально вниз,  вертикально вверх, влево, вправо)     
 
Ответ:_____________________________ 

 
3.

 Электрон имеет горизонтальную скорость, направленную 

вдоль прямого длинного проводника с током. Куда направ-
лена(вертикально вниз ↓, горизонтально влево ←, к нам, 
вертикально вверх ↑) действующая на электрон сила Лоренца ? 
 

Ответ:_____________________________ 

 
4.  

Прямолинейный проводник длиной 

L

 с током 

I

 помещен в однородное 

магнитное поле перпендикулярно линиям индукции 

B

. Как изменится сила 

Ампера, действующая на проводник, если его длину увеличить в 2 раза, а 
силу тока в проводнике уменьшить в 4 раза? 
 
Ответ:_____________________________  

 
5.  

Какой из перечисленных ниже процессов объясняется явлением электро-

магнитной индукции? 
1) возникновение силы, действующей на заряженную частицу, помещённую 
в электрическое поле 
2) возникновение разности потенциалов между концами разомкнутого ме-
таллического кольца при вдвигании в кольцо постоянного магнита 
3) взаимное притяжение двух параллельных проводников с током, по кото-
рым ток протекает в одинаковом направлении 
4) вылет электронов с поверхности металла при его нагревании 
Ответ:_____________________________  

 
6.  

В некоторой области пространства создано однород-

ное магнитное поле. Квадратная металлическая рамка 
площади 

S

 пересекает границу области однородного 

магнитного поля с постоянной скоростью  , направ-
ленной вдоль плоскости рамки и перпендикулярно век-
тору магнитной индукции. При этом в ней возникает 
ЭДС индукции. Какой станет ЭДС, если так же будет двигаться квадратная 
рамка площади S/4 изготовленная из того же материала? 
 
Ответ:_____________________________ 

 
7. 

На рисунке показан график зависимости 

силы эл. тока, текущего в катушке индуктив-
ности, от времени. Модуль ЭДС индукции 
принимает минимальное значение в проме-
жутке времени 
 
Ответ:_____________________________ 

 
8.  

Частица массой 

m

, несущая заряд 

q

, движется в однородном магнитном 

поле с индукцией 

В

 по окружности радиусом 

R

 со скоростью  . Как изме-

нятся физические величины при уменьшении скорости её движения? 
Установите соответствие.  
А) Радиус траектории  
Б) Период обращения  
B) Импульс 

1) увеличится 
2) уменьшится 
3) не изменится 

А 

Б 

В 

Часть 2. 

 
9.

  Электрон  движется  по  окружности  в  однородном  магнитном  поле 

индукцией 5 мТл. Найдите период обращения электрона.  

 
10.

Участок  проводника  длиной  10 см  находится  в  магнитном  поле 

индукцией  50 мТл.  Сила  Ампера  при  перемещении  проводника  на  8 см  в 
направлении своего действия совершает работу 0,004 Дж. Чему равна сила 
тока,

протекающего 

по 

проводнику? 

Проводник 

расположен 

перпендикулярно линиям магнитной индукции. 
 

11.

  Горизонтальный  проводящий  стержень  прямоугольного  сечения 

поступательно  движется  с  ускорением  вверх  по  гладкой  наклонной 

плоскости  в  вертикальном  однородном  магнитном  поле  (см.  рисунок).  По 

стержню  протекает  ток 

I

.  Угол  наклона  плоскости 

 Отношение  массы 

стержня 

к 

его 

длине 

 Модуль 

индукции 

магнитного 

поля 

 Ускорение стержня 

Чему равна сила тока в стержне? 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
α 
 

11 класс 
Контрольная работа №1 
Магнитное поле. Электромагнитная индукция 
Вариант 4 

Часть 1 

1.  

На рисунке изображен горизонтальный проводник, по кото-

рому течет электрический ток в направлении «к нам». В 
точке 

A

 вектор индукции магнитного поля направлен 

(вертикально вниз,  вертикально вверх, влево, вправо)     
 
Ответ:_____________________________ 

 
2.  

По проволочному витку течет электрический ток в направ-

лении, указанном стрелкой. Виток расположен в вертикаль-
ной плоскости. В центре витка вектор индукции магнитного 
поля тока направлен (вертикально вниз,  вертикально вверх, влево, впра-
во)     
Ответ:_____________________________ 

 
3.  

Протон имеет скорость, направленную горизонтально 

вдоль прямого длинного проводника с током. Куда на-
правлена(вертикально вниз ↓, горизонтально влево ←, от 
нас, вертикально вверх ↑)  действующая на протон сила Лоренца?

 
Ответ:_____________________________ 

 
4

. Электрическая цепь, состоящая из четырех прямолинейных  

горизонтальных проводников (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) и источника постоянного 
тока, находится в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции 
которого 

В 

направлен горизонтально влево 

(см. рисунок, вид сверху). Куда направлена вызванная 
этим полем сила Ампера, действующая на проводник 3-4? 
(вертикально вверх , вертикально вниз , вправо 

, влево 

) 

Ответ:_____________________________  

 
5.  

Какой из перечисленных ниже процессов объясняется явлением электро-

магнитной индукции? 
1) отклонение стрелки амперметра, включённого в электрическую цепь, со-
держащую источник тока 
2) отталкивание алюминиевого кольца, подвешенного на нити, при вдвига-
нии в него постоянного магнита 
3) притяжение двух разноимённо заряженных частиц 
4) отклонение магнитной стрелки рядом с проводом с электрическим током 

 
Ответ:_____________________________  

 
6.   

Виток  провода  находится  в  магнитном  поле,  перпендикулярном 

плоскости  витка,  и  своими  концами  замкнут  на  амперметр.  Магнитная 
индукция поля меняется с течением времени согласно графику на рисунке. 
В  какой  промежуток  времени  амперметр  покажет  наличие  электрического 
тока в витке? 
 
 
 
 
 

Ответ:_____________________________ 

 
7 .

На рисунке приведен график зависимости силы 

тока в катушке индуктивности от времени. В каком 
промежутке времени ЭДС самоиндукции принимает 
наибольшее значение по модулю? 
 
Ответ:_____________________________ 

 
8.  

Частица массой 

m

, несущая заряд 

q

, движется в однородном магнитном 

поле с индукцией 

В

 по окружности радиусом 

R

 со скоростью  . Как изме-

нятся физические величины при уменьшении индукции магнитного поля? 
Установите соответствие.  
А) Радиус траектории  
Б) Период обращения  
B) Угловая скорость 

1) увеличится 
2) уменьшится 
3) не изменится 

А 

Б 

В 

Часть 2. 

9.

 Электрон попадает в однородное магнитное поле с индукцией 0,1

Тл и 

продолжает двигаться по окружности радиусом 0,5 см. Определите 
скорость движения электрона. 

10

. 

0      1     2      3     4 

t, с 

В 

11

. По параллельным рельсам, наклоненным под углом 

 к 

горизонтали, соскальзывает без трения проводящий брусок 
массой 

 г. В верхней части рельсы замкнуты резистором с 

сопротивлением 

 Ом. Вся система находится в однородном 

магнитном поле, направленном вертикально. Чему равна сила тока  , 
текущего по бруску, если известно, что он движется с постоянной 
скоростью 

 м/с? Сопротивлением бруска и рельсов пренебречь, 

ускорение свободного падения принять 

 м/с .  

Контрольная работа на тему «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

Контрольная работа « Магнитное поле. Электромагнитная индукция» ВАРИАНТ 1

1.Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник длиной активной части 5 см, действует

сила 50 мН. Сила тока в проводнике 25 А. Направление вектора магнитной индукции и положения проводника показаны на рисунке.

2.На протон, движущийся со скоростью 100⁶ м/с в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции, действует сила Лоренца 0,32 х Н . Заряд протона 1,6 х . Какова индукция поля?

3. С какой скоростью влетает электрон перпендикулярно линиям магнитного поля с индукцией 8 Тл , если на него действует сила магнитного поля 8 х Н . Заряд электрона — 1,6 х .

4. Сила тока в катушке изменяется от 2А до 8 А за время 3с. При этом ЭДС самоиндукции 0,12 В . Определите индуктивность катушки?

5. Магнитный поток через контур проводника сопротивлением 6 х Ом за 3 с. изменился

на 2,4 х Вб. Определите силу тока в проводнике, если изменение потока происходило равномерно.

6. Электрическая цепь, состоящая из четырёх прямолинейных горизонтальных проводников (1—2, 2—3, 3—4, 4—1) и источника постоянного тока, находится в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого В направлен от нас (см. рисунок, вид сверху). Куда направлена сила Ампера, действующая на проводник 1—2?

7. К кольцу из алюминия приближают магнит, как показано на рисунке. Покажите направление индукционного тока в проводнике. Поясните правило, по которой можно определить направление индукционного тока?

8. На рисунке показан график изменения индукции магнитного поля пронизывающего контур площадью 0,01 м². Магнитные линии перпендикулярны плоскости контура. Найдите модуль значения максимального ЭДС?

9 Магнитное поле чего может быть нарисовано на рисунке. Обозначьте полюса?

10. Найти направление силы магнитного поля, действующей на проводники с током?

Контрольная работа « Магнитное поле. Электромагнитная индукция» ВАРИАНТ 2

1. Квадратная рамка со стороной l = 10 см подключена к источнику постоянного тока серединами своих сторон. На участке  АС  течёт ток I = 2 А. Сопротивление всех сторон рамки одинаково. В однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен перпендикулярно плоскости рамки, результирующая сила Ампера, действующая на рамку, F = 80 м Н. Определите модуль вектора магнитной индукции?

2. Участок проводника длиной 20 см находится в магнитном поле индукции 50 м Тл. Сила электрического тока идущего по проводнику равна 5 А. Какое перемещение совершит проводник в направлении действия силы Ампера, если работа этой сила равна 0,005 Дж? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Ответ приведите в метрах.

3. Какая энергия запасена в катушке, если известно, что при протекании через неё тока 2 А, поток пронизывающий витки её обмотки равен 9 Вб?

4. За 6с магнитный поток пронизывающий рамку изменился от 4 Вб до 40 Вб. Чему равно значение ЭДС индукции в рамке.

5. Найти индуктивность катушки, энергия магнитного поля которой 0,3м Дж, а сила индукционного тока 2мА?

6. Квадратная рамка расположена в однородном магнитном поле в плоскости линий магнитной индукции так, как показано на рисунке. Направление тока в рамке показано стрелками. Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Ампера, действующая на сторону  c d  рамки со стороны магнитного поля? Ответ запишите словом (словами).

7. К кольцу из алюминия приближают магнит, как показано на рисунке. Показать направление индукционного тока в контуре и объяснить его возникновение.

.

8. Индукция магнитного поля, пронизывающего кольцо, изменяется по закону показанному на рисунке

В какой интервал времени сила тока максимальна и почему?

t c

9. Определите направление силы Ампера, действующей на проводник с током.

10. На рисунке показан график зависимости силы тока от времени для катушки с индуктивностью 5 м Гн. Найти величину ЭДС самоиндукции в интервале времени от 0 до 6 секунд? t с

Тема №8469 Контрольная работа по физике Электромагнитная индукция 4 варианта

Тема №8469

Вариант 1
Уровень I
1. Рассчитайте разность потенциалов на концах крыльев самолета, имеющих длину 10 м, если скорость самолета при горизонтальном полете 720 км/ч, а вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли 0,5 ·10-4Тл.
2. Определите индуктивность катушки, если при ослаблении в ней тока на 2,8 А за 62 мс в катушке появляется средняя ЭДС самоиндукции 14 В.
Уровень II
3. В катушке, состоящей из 75 витков, магнитный поток равен 4,8·10-3 Вб. За какое время должен исчезнуть этот поток, чтобы в катушке возникла средняя ЭДС индукции 0,74 В?
4. Магнитный поток, пронизывающий замкнутый контур проводника сопротивлением 2,4 Ом, равномерно изменился на 6 Вб за 0,5 с. Какова сила индукционного тока в этот момент?
Уровень III
5. По горизонтальным рельсам, расположенным в вертикальном магнитном поле с индукцией 0,01 Тл, скользит проводник длиной 1 м с постоянной скоростью 10 м/с. Концы рельсов замкнуты на резистор сопротивлением 2 Ом. Найдите количество теплоты, которое выделится в
резисторе за 4 с. Сопротивлением рельсов и проводника пренебречь.
6. Из алюминиевой проволоки сечением 1 мм2 сделано кольцо радиусом 10 см. Перпендикулярно плоскости кольца за 0,01 с включают магнитное поле с индукцией 0,01 Тл. Найдите среднее значение индукционного тока, возникающего за это время в кольце.

Вариант 2
Уровень I
1. В проводнике длиной 30 см, движущемся со скоростью 5 м/с
перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля, возникает ЭДС, равная 2,4 В. Определите индукцию магнитного поля.
2. Какая ЭДС самоиндукции возникает в катушке с индуктивностью 90 мГн, если при размыкании цепи сила тока в 10 А уменьшается до
нуля за 0,015 с?
Уровень II
3. Проводник длиной 40 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,8 Тл. Проводник пришел в движение перпендикулярно силовым линиям, когда по нему пропустили ток 5 А. Определите работу магнитного поля, если проводник переместился на 20 см.
4. Поток магнитной индукции через площадь поперечного сечения катушки с 1000 витков изменился на 0,002 Вб в результате изменения силы тока с 4 А до 20 А. Найдите индуктивность катушки.
Уровень III
5. По двум вертикальным рельсам, расстояние между которыми 50 см, а верхние концы замкнуты сопротивлением 4 Ом, начинает скользить вниз без трения проводник массой 50 г. Вся система находится в однородном магнит- ном поле с индукцией 0,4 Тл, силовые линии которого перпендикулярны плоскости, проходящей через рельсы. Найдите скорость установившегося движения.
6. Рамка в форме квадрата со стороной 10 см имеет сопротивление 0,01 Ом. Она равномерно вращается в однородном магнитном поле с индукцией 50 мТл вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной линиям индукции. Определите, какой заряд протечет через рамку при
изменении угла между вектором магнитной индукции и нормалью к рамке
от 0 до 300.

Вариант 3
Уровень I
1. Магнитный поток внутри катушки с числом витков, равным 400, за 0,2 с изменился от 0,1 Вб до 0,9 Вб. Определите ЭДС на зажимах катушки.
2. С какой скоростью надо перемещать проводник длиной 50 см в однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл под углом 600 к силовым линиям, чтобы в проводнике возникла ЭДС, равная 1 В?
Уровень II
3. Магнитный поток, пронизывающий контур проводника, равномерно уменьшился на 1,6 Вб. За какое время изменился магнитный поток, если при этом ЭДС индукции оказалась равной 3,2 В?
4. Катушка диаметром 4 см находится в переменном магнитном поле, силовые линии которого параллельны оси катушки. При изменении индукции поля на 1 Тл в течение 6,28 с в катушке возникла ЭДС 2 В. Сколько витков имеет катушка?
Уровень III
5. Плоский проволочный виток площадью 1000 см2, имеющий сопротивление 2 Ом, расположен в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл таким образом, что его плоскость перпендикулярна линиям магнитной индукции. На какой угол был повернут виток, если при этом пот нему прошел заряд 7,5 мКл?
6. В однородном магнитном поле с индукцией 20 мТл расположены вертикально на расстоянии 80 см друг от друга два проволочных прута, замкнутых наверху. Плоскость, в которой расположены прутья, перпендикулярна направлению линий индукции магнитного поля. По прутьям с постоянной скоростью 1,5 м/с скользит вниз перемычка массой 1,2 г (рис.
131). Определите ее сопротивление, считая, что при движении контакт перемычки с прутьями не нарушается. Трением пренебречь.

Вариант 4
Уровень I
1. Определите индуктивность катушки, если при изменении силы тока в ней со скоростью 50 А/с возникает ЭДС самоиндукции в 20 В.
2. Автомобиль «Волга» едет со скоростью 120 км/ч. Определите разность потенциалов на концах передней оси машины, если длина оси 180 см, а вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли 5·10-5Тл.
Уровень II
3. Какая ЭДС самоиндукции возникает в катушке индуктивностью 68 мГн, если сила тока в 3,8 А убывает до нуля в ней за 0,012 с?
4. Какую работу надо совершить при перемещении на 0,25 м проводника длиной 0,4 м с током 21 А в однородном магнитном поле с индукцией 1,2 Тл?
Уровень III
5. Кольцо радиусом 1 м и сопротивлением 0,1 Ом помещено в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл. Плоскость кольца перпендикулярна вектору индукции поля. Какой заряд пройдет через поперечное сечение кольца при исчезновении поля?
6. Рамка в форме равностороннего треугольника помещена в однородное магнитное поле с индукцией 0,08 Тл, направленной под углом 60° к плоскости рамки. Найдите длину стороны рамки, если известно, что при равномерном исчезновении поля в течение 0,03 с в рамке возникла ЭДС индукции, равная 10 мВ.

Электромагнитная индукция: определение и переменные, влияющие на индукцию — Видео и стенограмма урока

Электромагнитная индукция

Буквально на днях я был в магазине, покупая продукты. Я попытался заплатить своей кредитной картой, но когда я провел картой через платежный терминал, появилось сообщение о том, что карта не может прочитать мою карту. Попробовав еще пару раз, кассир наконец предложил мне помочь. Она взяла мою карточку и очень быстро пропустила ее через кардридер и… вуаля! Это сработало! Может показаться, что ей просто повезло, но оказалось, что это сработало по очень научной причине.Однако нам нужно узнать об электромагнитной индукции, прежде чем все это обретет смысл.

В начале 19 века ученый по имени Майкл Фарадей опубликовал несколько работ по электромагнитной индукции , которая представляет собой способность изменяющегося магнитного поля индуцировать напряжение в проводнике. Чтобы лучше понять это явление, Фарадей провел ряд экспериментов. В одном из этих экспериментов использовались катушка с проволокой, постоянный магнит и устройство для определения напряжения в проводе.Когда магнит пропускали через катушку с проволокой, в проволоке индуцировалось напряжение, но оно исчезало, когда магнит переставал двигаться. Фарадей обнаружил, что на величину индуцированного в катушке напряжения влияют два фактора.

Первым фактором было количество витков провода в катушке, которое увеличивало количество провода, подвергающегося воздействию магнитного поля.Результаты экспериментов Фарадея показали, что индуцированное напряжение увеличивается прямо пропорционально количеству витков в электрической катушке. Другими словами, удвоение количества витков привело к удвоению индуцированного напряжения.

Вторым фактором была скорость изменения магнитного поля. Есть несколько способов изменить магнитное поле. Один из способов — изменить силу поля, создаваемого магнитом. Если мы используем электромагнит для создания магнитного поля, мы можем включать и выключать магнит или просто изменять ток, чтобы изменить силу поля.Второй способ — переместить поле относительно проводника. Мы могли бы сделать это, перемещая катушку в поле или перемещая магнит вокруг катушки — неважно, что, пока существует относительное движение.

Закон Фарадея появился в результате его экспериментов. Он просто заявляет, что величина индуцированного напряжения пропорциональна как количеству витков провода, так и скорости изменения магнитного поля. Один из наиболее важных моментов, который следует вынести из этого утверждения, заключается в том, что индуцированное напряжение является результатом изменения магнитного поля.Другими словами, простое удерживание магнита рядом с проводом не приведет к возникновению напряжения. Поле должно как-то меняться.

Электромагнитная индукция | Aviation Pros

Авиационная промышленность всегда была таинственна. В конце концов, это нарушает многие неизвестные. Даже спустя столько лет мы по-прежнему называем наш самый основной принцип «Теорией полета», а не «Факт полета». Атаки гремлинов часто душат наши самые блестящие умы, и такое явление, как огонь Святого Эльма, наблюдается регулярно.У меня даже были комментарии тех, кто на много лет старше меня, о том, что сегодня авиация — это только дым и зеркала. Я точно знаю, что эта предпосылка действительно имеет некоторые достоинства, поскольку каждый раз, когда вы видите, как дым выходит из одного из этих новых причудливых черных ящиков, волшебство заканчивается.

По мере того, как наша отрасль продолжает развиваться, электричество, похоже, играет все более важную роль в эксплуатации авиационных систем. Еще не так много лет назад механические устройства и связи считались стандартами для управления реакцией двигателей или даже управления полетом.Сегодняшние самолеты используют компьютеры для регулирования тяги двигателя, а также для подачи сигналов сервоприводам, изменяющим положение полета. Вызывает ли уверенность использование этой технологии? Рассмотрим определение электричества из словаря Хаутона Миффлина: физические явления, возникающие из-за поведения электронов и протонов, вызванного притяжением частиц с противоположными зарядами и отталкиванием частиц с одинаковым зарядом.

Если это не вселит уверенности, я не знаю, что бы.

Магнетизм — еще одна тема, связанная с волшебниками и другими мистическими предметами, и снова следует отдать должное людям из Houghton Mifflin за их интерпретацию: класс явлений, проявляемых магнитным полем.

Что это такое

Электромагнитная индукция — это производство электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике в результате изменения магнитного поля вокруг проводника. Эта концепция была определена в 1831 году Майклом Фарадеем и независимо Джозефом Генри.

Изменение поля вокруг электрического проводника может быть вызвано относительным движением между проводником и источником магнитного поля. Это принцип электрического генератора: изменяя напряженность поля вокруг проводника, можно поддерживать постоянное напряжение, которое компенсирует колебания электрической нагрузки или даже колебания относительного движения между проводником и полем.

Поскольку магнитное поле создается вокруг проводника с током, такое поле можно изменить, изменив ток.Если проводник, в котором должна индуцироваться ЭДС, является частью электрической цепи, индукция может быть вызвана изменением тока в этой цепи; это называется самоиндукцией. Индуцированная ЭДС всегда такова, что в соответствии с законом Ленца она противодействует вызывающему ее изменению.

Изменение тока в данной цепи также может вызвать ЭДС в другой соседней цепи, не связанной с исходной. Этот тип электромагнитной индукции называется взаимной индукцией и является основой трансформатора, а также частой причиной аномалий в системах самолета.Электростатическая индукция возникает, когда несбалансированный электрический заряд на ранее незаряженном металлическом теле является результатом того, что заряженный объект приближается без прикосновения. Если заряженное устройство положительно, электроны незаряженного тела будут притягиваться к нему; если затем заземлить противоположный конец тела, электроны будут течь на него, чтобы заменить те, которые притягиваются к другому концу, тело, таким образом, приобретает отрицательный заряд после разрыва заземления.

Аналогичную процедуру можно использовать для получения положительного заряда на незаряженном теле, когда к нему подносят отрицательно заряженное устройство.Магнитная индукция — это создание магнитного поля в немагнитном железе или другом железном веществе, когда магнит находится рядом. Магнит заставляет отдельные частицы железа, которые действуют как крошечные магниты, выстраиваться в линию, так что образец в целом становится намагниченным. Большая часть этого наведенного магнетизма теряется при удалении вызывающего его магнита.

Предупреждающие сигналы

По мере того, как современные летательные аппараты становятся все более зависимыми от компьютеризированных или управляемых электроникой систем, обычно входные и выходные сигналы этих систем с низким энергопотреблением легко повреждаются, когда нежелательные наведенные электрические сигналы попадают в изолированные цепи.Об одном таком случае сообщалось о самолетах бизнес-джета, в которых использовался электрический стартер вместе с компьютером, который получал все данные о двигателе от различных аналоговых или дискретных датчиков, оцифровывал все данные и затем передавал их на электронные дисплеи в кабине экипажа.

В некоторых случаях во время запуска двигателя экипаж сообщал о загорании сообщения «Топливный фильтр засорен». В каждом случае осмотр топливного фильтра не выявил загрязнения. Компьютер, на который поступал сигнал от обходного датчика, также был заменен.Кроме того, проводка от датчика к компьютеру была тщательно проверена на предмет короткого замыкания на землю, и никаких проблем не было обнаружено. Дискретный сигнал (обычно это низкое напряжение) подавался на провод, идущий к датчику перепуска топливного фильтра. Когда происходит фактический байпас, сенсорный переключатель замыкается, обеспечивая электрическое заземление компьютеру, понижая дискретное напряжение до близкого к нулю, что, в свою очередь, вызывает предупреждающее сообщение. Было замечено, что проблема исчезнет, ​​когда будут установлены новые основные батареи, и, как правило, возникнет снова, когда батареи будут эксплуатироваться в течение нескольких месяцев.

В конце концов, когда эксплуатант самолета устал заменять детали, осциллограф был подключен к датчику байпаса и был инициирован запуск двигателя. Несмотря на отсутствие сообщения об обходе, технические специалисты наблюдали изменение напряжения дискретного сигнала. Подумав, что падение напряжения на шине, сопровождающее запуск, повредило компьютер, техники затем выключили неисправный двигатель и запустили другой. Во время этого запуска они продолжали отслеживать сигнал на неисправном датчике двигателя.На этот раз дискретное напряжение не изменилось. Затем они решили выключить работающий двигатель и перезапустить тот, который вызвал проблему. Следует отметить, что все запуски производились от основных аккумуляторных батарей самолета.

Во время запуска проблемного двигателя сообщение «Топливный фильтр засорен» действительно появлялся, и технические специалисты снова заметили значительный скачок напряжения на разъеме датчика. Тогда визуальный осмотр показал, что провод датчика был проложен в непосредственной близости от основного источника питания стартера.Было принято решение разъединить провода, и был сделан еще один запуск, на этот раз заметного изменения напряжения на телескопе не наблюдалось, и в кабину пилота не поступало никаких сообщений.

Почему новые батареи устранили проблему? С возрастом батареи имеют тенденцию терять некоторую емкость, что означает, что при значительной нагрузке, такой как запуск двигателя, можно ожидать большего падения напряжения, что, в свою очередь, приводит к более высокому току, протекающему к стартеру. Так как батареи в самолете со временем разряжаются, индуцированный всплеск напряжения будет увеличиваться по амплитуде и, в конечном итоге, достигнет критической точки, когда чувствительный компьютер обнаружит пороговое напряжение, при котором сработала цепь сигнализации.Также так получилось, что проблемный двигатель был последним, запущенным в соответствии с процедурами контрольного списка, поэтому в повседневной работе основные батареи уже были в несколько разряженном состоянии, когда пришло время запускать этот двигатель.

В этом случае решение было заменено перемещением проводки, создавая адекватное разделение между питателем для стартера и меньшим дискретным сенсорным проводом для обходного датчика топливного фильтра.

Сигналы системы переменного тока

Системы переменного тока (AC) часто являются возбудителями нежелательных индуцированных электрических сигналов.Многие самолеты, использующие несколько электрических систем с постоянной частотой, будут включать средства синхронизации. Благодаря этому оба источника питания переменного тока, например инверторы, будут работать в фазе. Совместно расположенные электрические проводники с меньшей вероятностью будут испытывать эффекты взаимной индукции, когда потенциал на обоих одновременно растет и падает.

Один из примеров этого имел место в самолете с двумя независимыми системами переменного тока, питаемыми от двух работающих твердотельных инверторов. В этом случае каждая инверторная система будет подавать питание независимо и соответственно на пилотные и вторые пилотные инструментальные системы.Во время обычного полета было замечено, что магнитная система управления курсом (MHS) капитана отклонилась примерно на 12 градусов от системы второго пилота. Наблюдение за другими приборами подтвердило, что неисправность была на левой стороне.

Во время поиска неисправностей техник заметил, что когда капитанский инвертор работал в одиночку, система компаса показывала правильно. Когда был активирован второй инвертор, на левых индикаторах компаса произошел резкий сдвиг. При просмотре руководств по электромонтажу было обнаружено несколько областей, где провода от No.1 компас и инвертор № 2 работали в непосредственной близости. Но это был 14-летний самолет, почему проблема только начинается?

К счастью, в системе питания переменного тока был установлен третий инвертор, который использовался в качестве замены в полете в случае выхода из строя одного из двух первичных преобразователей. Затем было отмечено, что когда резервный инвертор был выбран вместо левого инвертора, проблема с компасом исчезла. Затем инвертор № 1 был проверен на отсутствие каких-либо отклонений и заменен в качестве меры предосторожности.Проблема действительно возникла. Затем техник проверил выходы обоих работающих инверторов с помощью осциллографа с возможностью одновременного отображения двух сигналов. Когда нормальные инверторы работали, на их выходах было заметное разделение фаз. Когда резервный инвертор был выбран влево, фазовый сдвиг исчезнет.

Оказывается, несоответствие было обрывом провода от схемы синхронизации на инверторе № 1 к общей системе синхронизатора инвертора самолета.

Устранение эффектов индукции

В дополнение к обеспечению надлежащего расстояния между проводниками и работающими системами питания переменного тока в фазе, другие меры предосторожности, которые используются для устранения эффектов индукции, включают устройство, известное как клетка Фарадея.

Хорошим примером этого является заземленная металлическая коробка, окружающая монтажные платы, или, в крупном масштабе, правильно скрепленный фюзеляж, окружающий внутреннее содержимое самолета. Цель состоит в том, чтобы предотвратить воздействие паразитных зарядов на содержащиеся в нем схемы.Металлический и заземленный экран, покрывающий провод, дает тот же результат. Ключевым моментом здесь является обеспечение герметичности системы. Если экранирование присутствует на всем участке провода и заканчивается на расстоянии 6 дюймов от места, где провод входит в соединитель переборки, образуется дверной проем, который может позволить паразитным сигналам проникать или уходить.

Какие инструменты использовать

Итак, какие инструменты использовать в процессе для обнаружения и устранения индуктивных аномалий? Как упоминалось ранее, осциллограф дает техническим специалистам возможность просматривать фактическое рабочее состояние схемы.Если наблюдается электрический шум, можно предпринять действия для определения источника. Стоимость прицела не может быть легко оправдана большинством технических специалистов, поэтому альтернативные способы устранения неполадок могут включать обертывание подозрительных участков алюминиевой фольгой и заземление для проверки воздействия зараженной системы. Этот метод, конечно, рекомендуется для устранения неисправностей на земле.

Индуктивные тестеры, такие как «Лисица и гончая», являются более дешевым и эффективным средством обнаружения электрических помех, а также обнаружения пробоя в экранах.Это устройство имеет тональный генератор, который может быть подключен к подозрительной цепи, и трассировщик сигналов затем удерживается в руке, пока техник перемещает датчик по проводнику. Если в экране есть разрыв, индикатор сигнала издает звуковой сигнал, который соответствует введенному сигналу.

Индукция — это то, чего мы не видим, электрический шум — это то, что мы обычно не слышим, я полагаю, осязание во многих случаях докажет существование электрического явления вместе с обонянием постфактум.

Недавно я услышал, что аналитический центр, состоящий из руководителей железных дорог, только что опроверг теорию полета. Да ладно, я все равно всегда хотел работать в поездах.

КЛЮЧ ОТВЕТА — Электромагнитная лаборатория Фарадея II: прием …

ОТВЕТ КЛЮЧ — электромагнитная лаборатория Фарадея II : Пикап Катушка, трансформатор и генератор Ответьте на следующие вопросы на отдельном листе.Сим доступен на phet.colorado.edu. Часть A: Захват катушки 1. Запустите симулятор PhET , «Лаборатория электромагнитных Фарадея». Увеличьте окно. Перейдите на вкладку Pickup Coil. Вы должны увидеть стержневой магнит, сетку стрелки компаса и катушку, прикрепленную к лампочке. 2. Опишите наиболее эффективный способ использования магнита и катушки для зажигания лампочки, если: катушка не может быть перемещена.Перемещайте магнит внутрь и наружу катушки. б. магнит нельзя сдвинуть. Переместите катушку над магнитом и снимите ее. 3. Расположите схемы и движения, показанные ниже, от наиболее эффективных до наименее эффективных с точки зрения зажигания лампы с учетом связей. Например, если A был наиболее эффективным, B был наименее эффективным, а C и D были эквивалентны друг другу, ранжирование было бы A> C = D> BA Поперечный внешний B. Поперечный внутренний C. Продольный внутренний D. Продольный внешний C > B> A = D [C> B> D> A и C> B> D> A приемлемы] 4.Переместите стержневой магнит через катушку и наблюдайте за движением электронов в прямой дуге контуров катушки. Сообщите о корреляции движения магнита и движения электронов. а. Магнит приближается слева, сначала северный полюс; электроны движутся вниз. б. Магнит уходит вправо, южный конец последним; электроны движутся вверх. c. Магнит подходит справа, сначала южный полюс; электроны движутся вниз. d. Магнит уходит налево, северный конец — последним; электроны движутся вверх.

CBSE Notes, класс 12, физика, электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция по физике класса 12 — здесь приведены примечания по электромагнитной индукции по физике класса 12.Кандидаты, стремящиеся попасть в класс 12 с хорошими баллами, могут проверить эту статью на наличие примечаний. Это возможно только тогда, когда у вас есть лучшие учебные материалы по физике CBSE Class 12 и продуманный план подготовки. Чтобы помочь вам в этом, мы здесь с примечаниями. Надеюсь, что эти заметки помогут вам понять важные темы и запомнить ключевые моменты с точки зрения экзамена. Ниже мы предоставили заметки по физике 12-го класса по теме «Электромагнитная индукция».

• Класс: 12-й
• Тема: Физика
• Тема: Электромагнитная индукция
• Ресурс: Примечания

Примечания CBSE Класс 12 Физика Электромагнитная индукция

Подписаться на последние обновления

Кандидатам, обучающимся в классе 12, рекомендуется ознакомиться с примечаниями к этому посту.С помощью заметок кандидаты могут планировать свою стратегию для более слабого раздела предмета и усердно учиться. Итак, продолжайте и ознакомьтесь с важными примечаниями для электромагнитной индукции по физике класса 12.

Каждый раз, когда магнитный поток, связанный с электрической цепью, изменяется, в цепи индуцируется ЭДС. Это явление называется электромагнитной индукцией .

Законы электромагнитной индукции Фарадея

(i) Всякий раз, когда магнитный поток, связанный с цепью, изменяется, в ней возникает наведенная ЭДС.

(ii) Индуцированная ЭДС длится до тех пор, пока продолжается изменение магнитного потока.

(iii) Величина наведенной ЭДС прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока, т. Е.

E ∝ dφ / dt ⇒ E = — dφ / dt

, где коэффициент пропорциональности равен единице, а знак минус указывает на закон Ленца.

Здесь поток = NBA cos θ, единица СИ φ = weber,

Единица СГС φ = maxwell, 1 weber = 10 ⁸ maxwell,

Размерная формула магнитного потока

[φ] = [ML ² T ^-2 A ^-2 ]

Закон Ленца

Направление наведенной ЭДС или наведенного тока всегда таково, что он противодействует причине, из-за которой он возникает.

Закон Ленца соответствует закону сохранения энергии.

Примечание Чтобы применить закон Ленца, вы можете запомнить RIN или ® In (когда петля лежит на плоскости бумаги)

(i) RIN В RIN R обозначает право, I обозначает увеличение, а N обозначает северный полюс (против часовой стрелки). Это означает, что если петля размещена справа от прямого токоведущего проводника и ток в проводнике увеличивается, то индуцированный ток в петле будет против часовой стрелки

(ii) ® IN In ® IN предположим, что магнитное поле в петле перпендикулярно бумаге внутрь ® и это поле увеличивается, тогда индуцированный ток в петле против часовой стрелки

Motional Emf

Если стержень длиной 1 движется перпендикулярно магнитному полю B со скоростью v, то в нем возникает индуцированная ЭДС, равная

E = B * v * I = bvl

Если металлический стержень длиной 1 вращается вокруг одного из своих концов в плоскости, перпендикулярной магнитному полю, то индуцированная ЭДС, возникающая на его концах, равна

E = 1/2 bωr ² = BAf

, где ω = угловая скорость вращения, f = частота вращения и A = πr ² = площадь диска.

Направление индуцированного тока в любом проводнике можно определить с помощью правила правой руки Флеминга.

Прямоугольная катушка движется линейно в поле, когда катушка движется с постоянной скоростью в однородном магнитном поле, магнитный поток и наведенная ЭДС равны нулю.

Стержень движется под углом θ к направлению магнитного поля, скорость E = — Blv sin θ.

Индуцируется ЭДС

(i) Когда магнит перемещается относительно катушки.

(ii) Когда проводник свободно падает в направлении восток-запад.

(iii) Когда самолет летит горизонтально.

(iv) Когда сила тока, протекающего в катушке, увеличивается или уменьшается, индуцированный ток возникает в катушке в том же или противоположном направлении.

(v) Когда поезд движется горизонтально в любом направлении.

Правило правой руки Флеминга

Если мы растянем большой, указательный и центральный пальцы правой руки так, чтобы все три были перпендикулярны друг другу, th.если большой палец представляет направление движения, указательный палец представляет направление магнитного поля, тогда центральный палец будет представлять направление
индуцированного тока.

Если R — электрическое сопротивление цепи, то индуцированный ток в цепи определяется выражением I = E / R

Если индуцированный ток возникает в катушке, вращающейся в однородном магнитном поле, то

I = NBA ω sin ωt / R = I _o sin ωt

где, I _o = NBA ω = пиковое значение индуцированного тока,

N = количество витков в катушке,

B = магнитная индукция,

ω = угловая скорость вращения и

A = площадь поперечного сечения катушки.

Вихревые токи

Если кусок металла помещается в переменное магнитное поле или вращается с высокой скоростью в однородном магнитном поле, то возникает индуцированный ток.
кусок металла похож на белый пул воздуха, называемый вихревыми токами.

Величина вихревых токов 0f определяется выражением i = — e / R = dφ / dt / R, где R — сопротивление.

Вихревые токи также известны как ток Фасо.

Самоиндукция

Явление образования наведенной ЭДС в цепи из-за изменения тока, протекающего в самой цепи, называется самоиндукцией.

Коэффициент самоиндукции

Магнитный поток, связанный с катушкой

φ = LI

где, L = = коэффициент самоиндукции.

Наведенная ЭДС в катушке

E = — L дл / дт

, это единица самоиндукции — Генри (H), а ее размерная формула — [ML ² T ^-2 A ^-2 ].

Самоиндукция длинного соленоида определяется нормальным текстом

L = μ _o N ² A / l = μ _o n ² Al

где.N = общее количество витков в соленоиде,

1 = длина катушки, n = количество витков в катушке и

A = площадь поперечного сечения катушки.

Если сердечник соленоида из любого другого магнитного материала, то

L = μ _o μ _r N ² A / l

Самоиндукция тороида L = μ _o Н ² A / 2πr

Где, r = радиус тороида

Энергия, запасенная в катушке индуктивности E = 1/2 LI ²

Взаимная индукция

Явление образования наведенной ЭДС в цепи из-за изменения магнитного потока в соседней цепи называется взаимной индукцией.

Коэффициент взаимной индукции

Если две катушки соединены друг с другом, а другая, то магнитный поток связан с катушкой (вторичная катушка)

φ = MI

, где M — коэффициент взаимной индукции, а I — ток, протекающий через первичную обмотку.

Наведенная ЭДС во вторичной обмотке

E = — M дл / дт

, где dl / dt — скорость изменения тока через первичную обмотку.

Единицей измерения коэффициента взаимной индукции является Генри (H), а его размер — [ML ² T ^-2 A ^-2 ].

Коэффициент взаимной индукции зависит от геометрии двух катушек, расстояния между ними и ориентации двух катушек.

Коэффициент сцепления

Две катушки считаются соединенными, если они заполнены частью предохранителя, образованного одним звеном, с другим.

K = √M / L ₁ L2, где L ₁ и L ₂ — коэффициенты самоиндукции двух катушек, а M — коэффициент взаимной индукции двух катушек.

Коэффициент связи максимальный (K = 1) в случае (а), когда катушки соосны, и минимальный в случае (б), когда катушки расположены под прямым углом.

Взаимная индуктивность двух длинных коаксиальных соленоидов равна

M = мк Н ₁ Н ₂ А / л

= μ n ₁ n ₂ Al

, где N ₁ и N ₂ — общее количество витков в обеих катушках, n ₁ n ₂ — количество витков на единицу длины в катушках, A — площадь поперечного сечения катушек, а 1 — длина витков.

Группировка катушек

(a) Когда три катушки индуктивности L ₁ , L ₂ и L ₃ соединены последовательно и коэффициент связи K = 0, как последовательно, то

L = L ₁ + L ₂ + L ₃

(b) Когда три катушки индуктивности L ₁ , L ₂ и L ₃ соединены параллельно и коэффициент связи K = 0, как параллельно, то

L = 1 / L ₁ + 1 / L ₂ + 1 / L ₃

Если коэффициент сцепления K = 1, то

(i) Последовательно

(a) Если ток в двух катушках одинакового направления, то

L = L ₁ + L ₂ + 2M

(b) Если ток в двух катушках противоположный, то

L = L ₁ + L ₂ — 2M

(ii) Параллельно

(a) Если ток в двух катушках одинакового направления, то

L = L ₁ L ₂ — M ² / L ₁ + L ₂ + 2M

(b) Если ток в двух катушках противоположный, то

L = L ₁ L ₂ — M ² / L ₁ + L ₂ — 2M

Ключевые моменты класса 12, важные вопросы и практические документы

Надеюсь, эти заметки помогли вам в подготовке к экзаменам в вашей школе.Кандидаты также могут ознакомиться с ключевыми моментами, важными вопросами и практическими материалами по различным предметам для класса 12 на хинди и английском языках по ссылке ниже.

Решения NCERT класса 12

Кандидаты, обучающиеся в классе 12, также могут проверить здесь решения NCERT класса 12. Это поможет кандидатам узнать решения по всем предметам, изучаемым в 12-м классе. Кандидаты могут нажать на соответствующую ссылку, чтобы получить то же самое. Класс 12 Предоставляются подробные ответы на вопросы учебников NCERT по главам с целью помочь учащимся сравнить свои ответы с образцами ответов.

Пробный тест / практика класса 12

Пробный тест — это практический тест или, можно сказать, предварительный план основного экзамена. Перед тем, как появиться на основном экзамене, кандидаты должны пройти пробный тест, так как он помогает студентам учиться на своих ошибках. С помощью пробного теста / практики 12 класса кандидаты также могут получить представление о схеме и схеме выставления оценок на этом экзамене. Для кандидатов мы предоставляем ниже ссылки на пробные тесты / практические занятия для 12 класса.

Примеры вопросов для класса 12

Примерные вопросы 12-й класс — очень важный ресурс для студентов, готовящихся к экзамену.Здесь мы предоставили Примеры решений проблем вместе с Примерными задачами NCERT класса 12. Вопрос из очень важных тем охвачен Примерными вопросами для класса 12.

12 класс по физике Заметки по химии Заметки по математике Биологические заметки

Чтобы в кратчайшие сроки получать уведомления об экзаменах и вакансиях в правительстве Индии, присоединяйтесь к нашему каналу Telegram.

Plus Two Physics Notes Глава 6 Электромагнитная индукция

Plus Two Physics Notes Глава 6 Электромагнитная индукция является частью Plus Two Physics Notes.Здесь мы привели Plus Two Physics Notes Глава 6 Электромагнитная индукция.

Kerala Plus Two Physics Notes Глава 6 Электромагнитная индукция

Введение
В этой главе мы собираемся обсудить законы, управляющие электромагнитной индукцией; как энергия может храниться в катушке, генерация переменного тока, соотношение между напряжением и током в различных компонентах схемы и, наконец, работа трансформатора.

Эксперименты Фарадея и Генри
Фарадей и Генри провели серию экспериментов, чтобы разработать принципы электромагнитной индукции.
Эксперимент — 1

Подключите катушку к гальванометру G, как показано на рисунке. Когда северный полюс стержневого магнита подталкивается к катушке, гальванометр показывает отклонение. Отклонение указывает на то, что в катушке возникает ток.

Гальванометр не показывает отклонения, когда магнит удерживается в неподвижном состоянии.Когда магнит отодвигается от катушки, гальванометр показывает отклонение в противоположном направлении.

Завершение эксперимента 1:
Относительное движение между магнитом и катушкой создает электрический ток в первой катушке.
Эксперимент 2

Подключите катушку C ₁ к гальванометру G. Возьмите другую катушку C ₂ и подключите ее к батарее. Постоянный ток в катушке создает постоянное магнитное поле. Когда катушка C ₂ перемещается по направлению к катушке C ₁ , гальванометр показывает отклонение.Это отклонение указывает на то, что в катушке G индуцируется электрический ток.

Когда катушка C ₂ отодвигается, гальванометр показывает отклонение в противоположном направлении. Когда катушка C ₂ зафиксирована, в катушке C ₁ не происходит отклонения.
Завершение эксперимента — 2:
Относительное движение между двумя катушками индуцирует электрический ток в первой катушке.
Эксперимент — 3

В этом эксперименте катушка C ₁ подключена к гальванометру G.Вторая катушка С ₂ подключена к аккумулятору через ключ К.

При нажатии клавиши К гальванометр показывает отклонение. Если кнопку держать нажатой постоянно, гальванометр не прогибается. Когда ключ отпускается, снова наблюдается кратковременное отклонение (но в противоположном направлении).

Завершение эксперимента — 3:
Изменение тока во второй катушке индуцирует ток в первой катушке.

Магнитный поток

Магнитный поток через плоскость области A, помещенную в однородное магнитное поле B, можно записать как

Φ = BAcosθ

Закон индукции Фарадея
Закон электромагнитной индукции Фарадея гласит, что величина наведенной ЭДС в цепи равна скорости изменения магнитного потока в цепи во времени.
Математически индуцированная ЭДС определяется как

Если катушка содержит N витков, полная наведенная ЭДС определяется как

Закон Ленца и сохранение энергии
Закон Ленца:
Закон Ленца гласит, что направленная ЭДС (или ток) такова, что она противодействует изменению магнитного потока, которое его производит,
Математически закон Ленца можно записать как

Отрицательное Знак представляет собой действие закона Ленца. Величина наведенной ЭДС определяется законом Фарадея.Но закон Ленца дает направление наведенной ЭДС.
Закон Ленца соответствует закону сохранения энергии.

Когда северный полюс магнита перемещается к катушке, сторона катушки, обращенная к северному полюсу, становится северной, как показано на рисунке выше. (Ток создается в катушке и течет против часовой стрелки).

Итак, необходимо проделать работу, чтобы переместить магнит против этого отталкивания. Эта работа преобразуется в электрическую энергию.

Когда северный полюс магнита перемещается от катушки, конец катушки, обращенный к северному полюсу, приобретает южную полярность.Так что нужно потрудиться, чтобы преодолеть влечение. Эта работа преобразуется в электрическую энергию. Эта электрическая энергия рассеивается в виде тепла, выделяемого индуцированным током.

Движущаяся электродвижущая сила

Рассмотрим прямоугольную рамку MSRN, в которой проводник PQ может свободно перемещаться, как показано на рисунке. Прямой провод PQ перемещается влево с постоянной скоростью v, перпендикулярной однородному магнитному полю B. PQRS образует замкнутую цепь, охватывающую область, которая изменяется по мере движения PQ.Пусть длина RQ = x и RS = I.
Магнитный поток Φ, связанный с петлей PQRS, будет BIx.
Поскольку x изменяется со временем, скорость изменения потока Φ будет вызывать э.д.с. предоставлено

Учет энергии: количественное исследование
Пусть ‘r’ будет сопротивлением плеча PQ. Считайте сопротивление плеч QR, RS и SP равным нулю. Когда рычаг перемещается,
Ток, производимый в контуре,

Этот ток протекает через плечо PQ. Плечо PQ помещено в магнитное поле.Следовательно, сила, действующая на руку,

Подставив ур. (1) в ур. (2)

Если эта рука тянет с постоянной скоростью v, мощность, необходимая для движения, P = Fv

Внешний агент, выполняющий эту работу, является механическим. Куда уходит эта механическая энергия?
Эта энергия рассеивается в виде тепла. Мощность, рассеиваемая по закону Джоуля,

Из ур. Используя формулы (3) и (4), мы можем понять, что работа по вытягиванию проводника преобразуется в тепловую энергию в проводнике.
Связь между наведенным зарядом и магнитным потоком:
Мы знаем

, поэтому приведенное выше уравнение можно записать как

Нам также известна величина наведенной ЭДС

Сравнивая (1) и (2), мы получаем

Вихревые токи
При изменении магнитного потока, связанного с металлическим блоком, возникают индуцированные токи.Индуцированные токи протекают по замкнутым путям. Такие токи называются вихревыми токами.
Эксперимент для демонстрации вихревых токов
Эксперимент -1

Позвольте прямоугольному металлическому листу колебаться между полюсными наконечниками сильного магнита, как показано на рисунке. Когда пластина колеблется, магнитный поток, связанный с пластиной, изменяется. Это вызовет в пластине вихревые токи. Благодаря этому вихревому току прямоугольный металлический лист быстро останавливается.
Эксперимент — 2

Сделайте прямоугольные прорези на медной пластине.Эти прорези уменьшат площадь пластины. Позвольте этой медной пластине колебаться между магнитами. Из-за этого уменьшения площади уменьшается и вихревой ток. Следовательно, пластина раскачивается более свободно.

Некоторые важные области применения вихревых токов:
1. Магнитное торможение в поездах:
Сильные электромагниты расположены над рельсами. При срабатывании электромагнитов в рельсах возникают вихревые токи. Этот вихревой ток будет препятствовать движению поезда.

2. Электромагнитное демпфирование:
Некоторые гальванометры имеют сердечник из металлического материала.Когда катушка колеблется, в сердечнике возникают вихревые токи. Этот вихревой ток препятствует движению и быстро останавливает катушку.

3. Индукционная печь:
Индукционная печь может использоваться для плавки металлов. Через катушку пропускают переменный ток высокой частоты. Металл, подлежащий плавлению, кладется сбоку от змеевика. Вихревые токи, возникающие в металлах, выделяют тепло, которое плавит их.

4. Счетчики электроэнергии:
Металлический диск в счетчике электроэнергии аналогового типа вращается за счет вихревых токов.Это вращение можно использовать для измерения энергопотребления.

Индуктивность
Электрический ток можно вызвать в катушке двумя способами:

1. Взаимная индукция
2. Самоиндукция

1. Взаимная индуктивность:
Взаимная индукция:
Явление образования противоположной ЭДС. в цепи из-за изменения тока или магнитного потока, связанного с соседней цепью, называется взаимной индукцией.
Пояснение

Рассмотрим две катушки P и S.P подключен к аккумулятору и ключу. S подключен к гальванометру. Когда клавиша нажата, в первичной обмотке происходит изменение магнитного потока.

Этот поток проходит через S. Таким образом, э.д.с. производится в «S». Таким образом, мы получаем прогиб гальванометра. аналогично, когда ключ открыт, гальванометр показывает отклонение в противоположном направлении.

Взаимная индуктивность или коэффициент взаимной индукции:
Поток, связанный с вторичной обмоткой, прямо пропорционален току в первичной обмотке
i.е. Φ α I Или Φ = MI
Где M называется коэффициентом взаимной индукции или взаимной индуктивности.
Если I = 1, M = Φ
Следовательно, взаимная индуктивность двух катушек численно равна магнитному потоку, связанному с одной катушкой, когда единичный ток протекает через другую.

(i) Взаимная индуктивность двух катушек:
Выражение для взаимной индуктивности:
Рассмотрим соленоид (воздушный сердечник) с площадью поперечного сечения A и количеством витков на единицу длины n. Другая катушка с общим числом витков N плотно намотана на первую катушку.Пусть I будет током, протекающим через первичную обмотку. Плотность потока первой катушки B = µ ₀ nI
Поток, связанный со второй катушкой, Φ = BAN
Φ = µ ₀ nIAN _____ (1)
Но мы знаем Φ = MI _______ (2)
Из уравнения ( 1) и уравнение (2), получаем
∴ MI = µ ₀ nIAN
M = µ ₀ nAN
Если соленоид покрывает сердечник с относительной проницаемостью µ _r
, то M = µ _r µ ₀ нАН

Связь между наведенной э.д.с.и коэффициент взаимной индуктивности:
Связь между наведенной ЭДС и взаимной индуктивностью
Мы знаем наведенную ЭДС

2. Самоиндукция:
Самоиндукция
Явление образования наведенной ЭДС в цепи при изменении тока через нее известно как самоиндукция.
Пояснение

Рассмотрим катушку, подключенную к батарее и ключу. При нажатии клавиши ток увеличивается от нуля до максимального значения. Этот изменяющийся ток создает изменяющийся магнитный поток вокруг катушки.Катушка расположена в этом изменяющемся потоке, так что э.д.с. производится в катушке.

Это вызвало ЭДС. производится в катушке. Эта наведенная ЭДС противоположна приложенной ЭДС (Э). Следовательно, эта наведенная ЭДС называется обратной ЭДС.

Точно так же, когда ключ отпускается, возникает обратная ЭДС, которая препятствует спаду тока в цепи.

Таким образом, как нарастанию, так и затуханию токов в цепи противодействует обратная ЭДС. Это явление называется самоиндукцией.

Математическое выражение для самоиндукции:
Рассмотрим соленоид (воздушный сердечник) длиной /, числом витков N и площадью поперечного сечения A. Пусть ‘n’ будет номером. оборотов на единицу длины (n = N / l)
Магнитный поток, связанный с соленоидом,
Φ = BAN
Φ = µ ₀ nIAN (так как B = µ ₀ nI)
, но Φ = LI
∴ LI = µ ₀ nIAN
L = µ ₀ nAN
Если соленоид содержит сердечник с относительной проницаемостью µ _r , L = µ ₀ µ _r nAN.

Определение самоиндукции:
Мы знаем NΦ = LI
Если I = 1, мы получаем L = NΦ
Самоиндукция (или) коэффициент самоиндукции может быть определен как поток, связанный с катушкой, когда единица измерения через него течет ток.
Примечание: физически самоиндукция играет роль инерции.
Связь между наведенной ЭДС и коэффициентом самоиндукции:
Когда ток через катушку изменяется, в катушке возникает обратная ЭДС. Используя закон Линзы, ЭДС может быть записана как,

4.Энергия, запасенная в катушке индуктивности:
При включении тока в катушке возникает обратная ЭДС (ε = -Ldt / dt). Эта обратная ЭДС препятствует росту тока. Следовательно, необходимо работать против этой ЭДС.
Пусть ток в любой момент будет ‘I’ и индуцированная ЭДС
E = \ (\ frac {- \ mathrm {d} \ phi} {\ mathrm {dt}} \)
т.е. работа выполнена, dw = EIdt

Следовательно, общая проделанная работа (при увеличении тока от 0 до I ₀ )

Эта работа сохраняется как потенциальная энергия.
V = \ (\ frac {1} {2} \) LI ²

Генератор переменного тока
Генератор переменного тока работает на основе электромагнитной индукции. Генератор переменного тока преобразует механическую энергию в электрическую.

Конструкция генератора переменного тока показана на рисунке выше. Он состоит из катушки. Эта катушка известна как катушка якоря. Эта катушка находится между магнитами. По мере вращения катушки магнитный поток через катушку изменяется. Следовательно, ЭДС. индуцируется в катушке.

1. Выражение для индуцированной ЭДС:

Возьмем площадь катушки как A, а магнитное поле, создаваемое магнитом, как B.Пусть катушка вращается вокруг оси с угловой скоростью ω.

Пусть θ — угол, образованный вектором площади с магнитным полем B. Магнитный поток, связанный с катушкой, можно записать как

Φ = BA cosθ
Φ = BA cosωt [поскольку θ = ωt)
Если есть N витков
Φ = NBA cosωt
∴ Индуцированная ЭДС в катушке,

Пусть ε ₀ = NAB ω,
, тогда s = ε ₀ sin ωt.

Выражение для тока:
Когда эта ЭДС применяется к внешней цепи.вырабатывается переменный ток. Ток в любой момент задается выражением
I = \ (\ frac {V} {R} \)

(V = ε ₀ sin ω)
I = I ₀ sin ωt
Где I ₀ = ε ₀ / R, дает максимальное значение тока. Направление тока периодически меняется, поэтому ток называется переменным током.

Изменение напряжения переменного тока во времени:

Мы надеемся, что Plus Two Physics Notes Глава 6 Электромагнитная индукция вам поможет.Если у вас есть какие-либо вопросы относительно Plus Two Physics Notes Глава 6 Электромагнитная индукция, оставьте комментарий ниже, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.

Электромагнитная индукция — Примечания к редакции для IIT JEE (основной и расширенный), NEET (AIPMT)

Магнитный поток, нанесенный на поверхность, определяется как произведение площади и составляющей B , перпендикулярной этой площади.

и

ϕ _B = мкнАч

Здесь µ — проницаемость среды, n — количество витков, A — площадь и H — напряженность магнитного поля.

(a) Когда θ = 90º, cos θ = 0. Итак, ϕ _B = 0

Это означает, что магнитный поток не связан с поверхностью, когда поле параллельно поверхности.

(b) Когда θ = 0º, cos θ = 1. Таким образом, (ϕ _B ) _max = 1

Это означает, что магнитный поток, связанный с поверхностью, максимален, когда область удерживается перпендикулярно направлению поля.

(a) Каждый раз, когда магнитный поток, связанный с цепью, изменяется, e . м . f индуцируется в нем.

(б) Индуцированный e . м . f существует в цепи до тех пор, пока продолжается изменение магнитного потока, связанное с ней.

(c) Индуцированные e . м . f прямо пропорциональна отрицательной скорости изменения магнитного потока, связанного с контуром.

Итак, E = — d ϕ _B / dt

Отрицательный знак обусловлен направлением наведенного e . м . f .

В нем указано, что направление индуцированного e . м . f . такова, что имеет тенденцию противодействовать самой причине, которая его порождает.

Индуцированная ЭДС . всегда стремится противодействовать причине его производства.

(а) W = Bevl

(b) Motional e . м . f , E = Bvl

(c) Индуцированный ток, I = E / R = Blv / R

(d) F = IlB = B ² l ² v / R

(e) P = Fv = IlBv = B ² l ² v ² / R

(f) H = I ² R = B ² l ² v ² / R

(a) Motional e . м . f , E = 0

(b) Результирующий ток, I = 0

(c) Сила, F = 0

(г) Мощность, P = 0

(а) ϕ _B = Blx

(b) Индуцированный e . м . f , E = Blv

P = I ² R = E ² / R

P = B ² l ² v ² / R (Поскольку, E = Blv )

(a) Катушка вне поля: — ϕ _B = 0, E = 0, P = 0

(б) Катушка, входящая в магнитное поле: —

ϕ _B постепенно увеличивается

E = отрицательная константа

P = положительная константа

(c) Катушка, движущаяся в магнитном поле: —

ϕ _B = Константа

E = 0

P = 0

(d) Катушка, выходящая из магнитного поля: —

ϕ _B постепенно уменьшается

E = положительная константа

P = положительная константа

(e) Катушка вне магнитного поля: —

ϕ _B = 0

E = 0

P = 0

• Самоиндукция: — Самоиндукция цепи определяется как свойство цепи, благодаря которому она имеет тенденцию противодействовать изменению силы тока через нее, вызывая e.м.ф. само по себе.

(а) Магнитный поток, ϕ _B = LI

Здесь L — коэффициент самоиндукции.

(b) e.m.f ., E = — L [ dI / dt ]

(в) L = µ ₀ µ _r nNA

Здесь n — количество витков на единицу длины

(a) L = L ₁ + L ₂ (Если индукторы расположены далеко друг от друга и соединены последовательно)

(b) L = L ₁ + L ₂ ± 2 M (Если индукторы соединены последовательно и имеют взаимную индуктивность M )

(c) 1/ L = 1/ L ₁ + 1/ L ₂ (Если два проводника соединены параллельно и разнесены)

(d) M = K √ L ₁ L ₂ (Если две катушки самоиндукции, L ₁ и L ₂ расположены друг над другом)

л = µ ₀ л / 8π

• Индуктивность полого цилиндра: —

L = µ ₀ л / 2π [ln 2 l / a -1], l >> a

• Индуктивность параллельных проводов: —

L = µ ₀ л / π [ln d / a -1], l >> d , d >> a

• Индуктивность коаксиального проводника: —

L = µ ₀ l / π [ln b / a ]

L = µ ₀ л / 2π [ln 4 л / d — 2.45]

l = -2π ρ ₀ , ρ ₀ >> d

L = µ ₀ N ² S / l

L >> a

L = µ ₀ N ² [ ρ ₀ — √ ρ ₀ ² — a ² ]

• Индуктивность листа: —

L = µ ₀ 2 l [ln (2 l / b + t ) + 0.5]

(а) W = ½ LI ²

Здесь L — коэффициент самоиндукции.

(б) U _B = B ² /2 µ ₀

Взаимная индукция двух цепей — это явление, при котором изменение тока в первой катушке приводит к индукции э.д.с. . В секунду.

ϕ _B = MI и E = — M [ dI / dt ]

Здесь M называется коэффициентом взаимной индукции двух цепей.

Значение M , M = µ ₀ µ _r n ₁ N ₂ A

M в зависимости от,

(а) Площадь поперечного сечения двух катушек

(б) Количество витков каждой катушки

(c) Расстояние между двумя катушками

(d) Тип материала, использованного в качестве керна

• Линейка правой руки Флеминга: —

Растяните указательный, центральный и большой пальцы правой руки в трех взаимно перпендикулярных направлениях.Если первый палец указывает на магнитное поле, большой палец указывает направление движения проводника, направление центрального пальца указывает направление индуцированного тока, возникающего в проводнике.

(а) Магнитный поток, ϕ _B = мкнаГн [cos ωt ]

(b) Электромагнитная индукция, E = мкнаωH [sin ωt ]

(c) Ток, I = [ µnaωH [sin ωt ]] / R

(а) I = I ₀ (1-e ^{-t / τ} ) (для роста), Здесь τ = L / R

(б) I = I ₀ e ^{-t / τ} (для распада), Здесь τ = L / R

ИБ Физический блок 11.Электромагнитная индукция: банкноты

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

ЭКСПЕРИМЕНТЫ ФАРАДЕЯ И ГЕНРИ

Открытие и понимание электромагнитной индукции основано на длинной серии экспериментов, проведенных Фарадеем и Генри. Эти эксперименты иллюстрируются следующими рисунками.

Когда стержневой магнит подталкивается к катушке, стрелка гальванометра G отклоняется.

Ток индуцируется в катушке C1 из-за движения токоведущей катушки C2

МАГНИТНЫЙ ПОТОК

Количество магнитных силовых линий, пересекающих поверхность, называется магнитным потоком, связанным с поверхностью.

, где B — напряженность магнитного поля, A — площадь поверхности, а θ — угол, который нормаль к площади (единичный вектор площади) образует с направлением магнитного поля.

Единицей измерения магнитного потока в S.I. является Вебер, который представляет собой величину магнитного потока на площади 1 м2, удерживаемую перпендикулярно однородному магнитному полю в 1 тесла.

КГК. единицей φ является максвелл.

1 Вебер = 108 Максвелл.

ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ФАРАДЕЯ

Каждый раз, когда количество магнитных силовых линий (потока), связанных с любой замкнутой цепью, изменяется, индуцированный ток течет через цепь, которая длится только до тех пор, пока длится изменение.Увеличение числа силовых линий дает обратный ток, а уменьшение таких линий дает постоянный ток.

Индуцированная ЭДС равна отрицательной скорости изменения магнитного потока.

Знак -ve показывает, что наведенная ЭДС препятствует изменению магнитного потока (закон Ленца).

ЗАКОН ЛЕНЦА

Направление наведенной э.д.с. дается законом Ленца. Согласно этому закону направление индуцированной ЭДС. в цепи всегда такова, что противостоит каждой причине, которая ее порождает.

Закон Ленца соответствует принципу сохранения энергии. Фактически, проделанная работа по перемещению магнита w.r.t. катушка переходит в электрическую энергию, производя индуцированный ток.

Существует еще один закон для определения направления индуцированного тока. Это правило правой руки Флеминга. Согласно этому правилу, если мы вытянем большой палец правой руки и два соседних пальца перпендикулярно друг другу так, чтобы первый палец указывал в направлении магнитного поля, а большой палец в направлении движения проводника, то средний палец будет указывает направление индуцированного тока.

Общий расход заряда из-за изменения магнитного потока (Δφ):

МЕТОДЫ ИНДУКЦИИ Э.М.Ф.

Как известно, э.м.ф. индуцируется в цепи только тогда, когда количество магнитного потока, связанного с цепью, изменяется. Поскольку φ = BA cos θ, следовательно, три метода создания наведенной ЭДС. :

1. Путем изменения B

2. Путем изменения A

3. Путем изменения θ (ориентации катушки)

Когда проводник длиной l движется со скоростью v в магнитном поле с напряженностью B так что магнитный поток, связанный с цепью, изменяется, e.м.ф. индуцированный (ε) равен

ε = B l v.

INDUCED E.M.F. И ЕГО НАПРАВЛЕНИЕ

Случай (i) В проводящем стержне

Индуцированная ЭДС. генерируется из-за вращения проводящего стержня в перпендикулярном магнитном поле

, где f = частота вращения и

A = πr2, где r — радиус окружности, по которой этот стержень движется, следовательно, r = l.
ω = угловая скорость, l = длина проводящего стержня.

Случай (ii) Дисковый

Индуцированный e.м.с, создаваемая диском, вращающимся с постоянной угловой скоростью в перпендикулярном магнитном поле

, где A = площадь диска = πr2, r = радиус диска,
ω = угловая скорость диска.

Случай (iii) В двух катушках

Когда две катушки расположены, как показано на рисунке

• , если ключ K замкнут, ток в P будет течь по часовой стрелке, и, следовательно, индуцированный ток в Q будет течь в направление против часовой стрелки. (см. рис.a)

• когда ключ K открыт, ток в P падает с максимума до нуля, и, следовательно, индуцированный ток в Q будет течь по часовой стрелке.(см. рис. b)

Случай (iv) В трех катушках, расположенных коаксиально

Три катушки P, Q и R расположены коаксиально, как показано на рисунке. В катушках P и R протекают равные токи. Катушки Q и R зафиксированы. Катушка P перемещается к Q. Индуцированный ток в Q будет направлен против часовой стрелки, так что он может противодействовать приближению P согласно закону Ленца. Поскольку грань точки P по направлению к Q является южным полюсом, плоскость точки Q по направлению к P также будет южным полюсом.

Поскольку нет относительного движения между Q и R, следовательно, ток не индуцируется в Q из-за R.

Случай (v) Увеличение тока в прямом проводе

Когда ток в прямом проводе увеличивается, тогда

Случай (vi) Магнит свободно падает в длинной вертикальной медной трубке

Сопротивление медной трубки весьма незначительно и, следовательно, Максимальный наведенный ток генерируется в нем за счет движения магнита. Из-за этого наведенного тока движение магнита противоположно максимальному. Следовательно, ускорение магнита будет нулевым (a = g — g = 0).

Корпус (vii) Магнит свободно падал на длинный соленоид из медного провода

Сопротивление медного соленоида намного выше, чем сопротивление медной трубки. Следовательно, индуцированный ток в нем из-за движения магнита будет намного меньше, чем в трубке. Следовательно, сопротивление движению магнита будет меньше, и магнит упадет с ускорением (а) меньше g. (т.е. a

Случай (viii) ЭДС движения

Индуцированная ЭДС в проводящем стержне, движущемся перпендикулярно через однородное магнитное поле, как показано

Индуцированная ЭДС, создаваемая поперек стержня

Это также называется ЭДС движения, и она возникает, когда металлический стержень режет магнитное поле. силовые линии.

ОБЩЕЕ ПО УМОЛЧАНИЮ

🗴 Неправильно. Когда магнитный поток не изменяется, индуцированный ток не возникает.

✓ Верно. Рассмотрим рассмотренный выше случай (viii). Магнитный поток, проходящий через стержень, не изменяется, по-прежнему создается индуцированная ЭДС.

Корпус (ix) Прямой проводник (ползун), движущийся со скоростью v по U-образному проводу, помещенному в однородное магнитное поле.

Мощность, необходимая для выхода петли

Корпус (xi) Магнит неподвижен, а петля движется к магниту.

Показана наведенная ЭДС или ток I в соответствии с законом Ленца. В этом случае магнитная сила заставляет заряд двигаться.Мы знаем, что если заряженная частица движется в поле, на нее действует магнитная сила. Это связано с тем, что, когда заряженная частица движется, она создает собственное магнитное поле, которое взаимодействует с существующим магнитным полем.

Случай (xii) Магнит движется по направлению к неподвижной петле.

Показана наведенная ЭДС или ток I, что соответствует закону Ленца. Здесь изменяющееся магнитное поле в месте расположения петли (из-за движения магнита) создает электрическое поле.

Мы должны помнить некоторые моменты, касающиеся индуцированного электрического поля, возникающего из-за изменения магнитного поля.

• Линии индуцированного электрического поля образуют замкнутые контуры (отличные от линий электрического поля, используемых для изображения электрического поля, создаваемого зарядами)

• Индуцированное электрическое поле не является консервативным по своей природе (опять же отличие от создаваемого электрического поля электрическими зарядами)

Примечание:

1. ЭДС индуцируется в цепи, где магнитный поток изменяется, даже если цепь разомкнута.Но очевидно, что никакого тока не будет. Если мы замкнем цепь, ток начнет течь.

2. В петле, движущейся в однородном магнитном поле, когда петля остается в поле, суммарная наведенная ЭДС равна нулю.

Вихревые токи

Индуцированные циркулирующие токи, возникающие в самом металле из-за изменения магнитного потока, связанного с металлом, называются вихревыми токами. Эти токи были открыты Фуко, поэтому они также известны как токи Фуко.

Направление вихревых токов определяется законом Ленца.

Вихревые токи, возникающие в металлическом блоке, движущемся в неоднородном магнитном поле, показаны на рис.

ПРИМЕНЕНИЕ Вихревого тока

Как и трение, вихревые токи полезны в некоторых областях и должны быть увеличены, в то время как в некоторых других областях они нежелательны и должны быть сведены к минимуму.

• Гальванометр мертвого хода

• Счетчик энергии

• Спидометр

• Электрический тормоз

• Однофазный двигатель переменного тока

• ather

  00

• Индукционная печь 9115

• : — В гальванометре с подвижной катушкой необходимо демпфирование во избежание колебаний стрелки дисплея.На практике это осуществляется с помощью вихревых токов. Намотка катушки гальванометра выполнена на металлическом каркасе. Когда катушка вращается, магнитный поток, связанный с металлической рамой, изменяется, из-за чего возникают вихревые токи, которые препятствуют вращению катушки. Это называется гальванометром мертвого удара.

  САМОПРОВОДИМОСТЬ И ВЗАИМНАЯ ИНДУКТИВНОСТЬ

  САМОПРОВОДИМОСТЬ

  Свойство катушки, благодаря которому катушка противодействует любому изменению силы тока, протекающего через нее, индуцируя эл.м.ф. само по себе называется самоиндукцией.

  Когда через катушку протекает ток I, магнитный поток φ, связанный с катушкой, равен φ = LI, где L — коэффициент самоиндукции катушки.

  При дифференцировании получаем

  Если dI / dt = 1; L = — эл.

  Следовательно, коэффициент самоиндукции катушки равен э.м.д. индуцируется в катушке, когда скорость изменения тока через ту же катушку равна единице. Коэффициент самоиндукции катушки также определяется как магнитный поток, связанный с катушкой, когда через ту же катушку протекает ток 1 ампер.

  Значение L зависит от геометрии катушки и равно

  , где l — длина катушки (соленоида), N — общее количество витков соленоида, а A — площадь поперечного сечения соленоида.

  S.I. единица L Генри. Коэффициент самоиндукции катушки считается равным одному генри при изменении тока со скоростью 1 ампер / сек. в катушке индуцирует ЭДС. одного вольт в катушке.

  СОХРАНИТЬ В ПАМЯТИ

  1. Энергия, запасенная в катушке (катушке индуктивности) =

  , где L — самоиндуктивность и ток i, протекающий через катушку индуктивности.

  Энергия, запасенная в магнитном поле катушки.

  2. Самостоятельная индуктивность — это мера катушки, препятствующая прохождению через нее тока. Роль самоиндукции в электрической цепи такая же, как и роль инерции в механике. Поэтому это называется электрической инерцией.

  3. Плотность магнитной энергии (энергия, запасенная на единицу объема) в соленоиде

  ВЗАИМНАЯ ИНДУКТИВНОСТЬ

  Взаимная индукция — это свойство двух катушек, благодаря которым каждая из них противодействует любому изменению силы тока, протекающего через другую, посредством развитие индуцированного e.м.ф.

  Коэффициент взаимной индуктивности (M) двух катушек считается равным одному генри, когда ток изменяется со скоростью 1 ампер / сек. в одной катушке индуцирует ЭДС. одного вольта в другой катушке. Значение M зависит от геометрии двух катушек, расстояния между двумя катушками, взаимного расположения двух катушек и т. Д.

  Коэффициент взаимной индуктивности двух длинных коаксиальных соленоидов, каждый длиной l, площадью поперечного сечения A, намотанных на воздушный сердечник… (1)

  , где N1 и N2 — общее количество витков двух соленоидов.

  Взаимная индуктивность M определяется уравнением
  N2φ2 = MI1

  , где I1 — ток в катушке 1, благодаря которому поток φ2 связан с каждым витком вторичной катушки.

  Теперь мы можем рассчитать, э.д.с. e2 индуцируется во вторичной обмотке изменяющимся током в первой катушке. Из закона Фарадея

  Если … (2)

  Два определения M, определенные уравнениями (1) и (2), эквивалентны. Мы можем выразить эти два уравнения словами:

  • M численно равно потокосцеплению в одной цепи, когда единичный ток протекает через другую.(мы используем это определение для вычисления M)

  • M численно равно ЭДС. индуцируется в одной цепи, когда ток изменяется в другой со скоростью один ампер в секунду. (используется для описания взаимного поведения двух цепей).

  Для пары катушек M12 = M21 = μ0 N1 N2 A /, когда они намотаны друг на друга.

  СОХРАНИТЬ В ПАМЯТИ

  1. Коэффициент самоиндукции двух последовательно соединенных катушек

  Эффективная самоиндуктивность Ls = L1 + L2

  Если M — коэффициент взаимной индуктивности между двумя катушками, когда они имеют потокосцепление в том же смысле, тогда L = L1 + L2 + 2M

  А для потокосцепления в противоположном направлении

  L = L1 + L2 — 2M
  

  2. Коэффициент самоиндукции двух параллельных катушек

  • Коэффициент связи между двумя катушками с самоиндукцией L1 и L2 и коэффициентом взаимной индуктивности M равен

  • Обычно значение K меньше 1.

    No related posts.