13: Induction ya umeme
- Page ID
- 175844
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
Katika hili na sura kadhaa zifuatazo, utaona ulinganifu wa ajabu katika tabia iliyoonyeshwa na mashamba ya umeme na magnetic ya muda. Kihisabati, ulinganifu huu unaonyeshwa kwa neno la ziada katika sheria ya Ampère na kwa equation nyingine muhimu ya electromagnetism inayoitwa sheria ya Faraday. Pia tunazungumzia jinsi kusonga waya kupitia shamba la magnetic hutoa emf au voltage.
- 13.1: Utangulizi wa Induction ya umeme
- Tumekuwa tukizingatia mashamba ya umeme yaliyoundwa na mgawanyo wa malipo ya kudumu na mashamba ya magnetic yanayotokana na mikondo ya mara kwa mara, lakini matukio ya sumakuumeme hayazuii hali hizi Matumizi mengi ya kuvutia ya electromagnetism ni, kwa kweli, inategemea wakati. Kuchunguza baadhi ya maombi haya, sasa tunaondoa dhana ya kujitegemea ya muda ambayo tumekuwa tukifanya na kuruhusu mashamba kutofautiana na wakati.
- 13.2: Sheria ya Faraday
- EMF inachukuliwa wakati shamba la magnetic katika coil linabadilishwa kwa kusuuza sumaku ya bar ndani au nje ya coil. Emfs ya ishara kinyume huzalishwa na mwendo kwa njia tofauti, na maelekezo ya emfs pia yanabadilishwa na miti ya kugeuza. Matokeo sawa yanatengenezwa ikiwa coil inahamishwa badala ya sumaku - ni mwendo wa jamaa ambao ni muhimu. Haraka mwendo, zaidi ya emf, na hakuna emf wakati sumaku ni stationary jamaa na coil.
- 13.3: Sheria ya Lenz
- Mwelekeo wa emf inayotokana na sasa karibu na kitanzi cha waya ili kupinga mabadiliko katika flux magnetic ambayo husababisha emf. Sheria ya Lenz pia inaweza kuchukuliwa katika suala la uhifadhi wa nishati. Ikiwa kusuuza sumaku ndani ya coil husababisha sasa, nishati katika sasa hiyo lazima imetoka mahali fulani. Ikiwa sasa ikiwa husababisha uwanja wa magnetic kupinga ongezeko la uwanja wa sumaku tuliyoingiza, basi hali hiyo ni wazi.
- 13.4: Emf ya Hisia
- Flux ya magnetic inategemea mambo matatu: nguvu ya shamba la magnetic, eneo ambalo mistari ya shamba hupita, na mwelekeo wa shamba na eneo la uso. Ikiwa yoyote ya kiasi hiki inatofautiana, tofauti inayofanana katika flux ya magnetic hutokea. Hadi sasa, tumekuwa tu kuchukuliwa mabadiliko flux kutokana na shamba kubadilisha. Sasa tunaangalia uwezekano mwingine: eneo la kubadilisha ambalo mistari ya shamba hupita ikiwa ni pamoja na mabadiliko katika mwelekeo wa eneo hilo.
- 13.5: Mashamba ya Umeme yaliyoingizwa
- Ukweli kwamba emfs huingizwa katika nyaya ina maana kwamba kazi inafanyika kwenye elektroni za uendeshaji kwenye waya. Ni nini kinachoweza kuwa chanzo cha kazi hii? Tunajua kwamba sio betri wala shamba la magnetic, kwa betri haipaswi kuwepo katika mzunguko ambapo sasa ni ikiwa, na mashamba ya magnetic hayafanya kazi kwenye mashtaka ya kusonga. Jibu ni kwamba chanzo cha kazi ni shamba la umeme ambalo linaingizwa kwenye waya.
- 13.6: Eddy Currents
- Emf ya motional inaingizwa wakati conductor inakwenda kwenye uwanja wa magnetic au wakati shamba la magnetic linakwenda jamaa na conductor. Ikiwa emf ya mwendo inaweza kusababisha sasa katika kondakta, tunarejelea sasa kama sasa ya eddy.
- 13.7: Jenereta za Umeme na Emf ya nyuma
- Matukio mbalimbali muhimu na vifaa vinaweza kueleweka na sheria ya Faraday. Katika sehemu hii, tunachunguza mbili kati ya hizi: Jenereta za umeme na Electric Motors.
- 13.8: Matumizi ya Induction ya umeme
- Jamii ya kisasa ina matumizi mengi ya sheria ya Faraday ya induction, kama tutakavyochunguza katika sura hii na wengine. Katika makutano haya, hebu tuseme kadhaa zinazohusisha kurekodi habari kwa kutumia mashamba ya magnetic.