Οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής είναι πάντα. Ένα μαγνητικό πεδίο

Μαγνητική επαγωγή (σύμβολο Β)– το κύριο χαρακτηριστικό ενός μαγνητικού πεδίου (διανυσματική ποσότητα), που καθορίζει τη δύναμη επιρροής σε ένα κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο (ρεύμα) σε ένα μαγνητικό πεδίο, που κατευθύνεται προς την κατεύθυνση κάθετη προς την ταχύτητα κίνησης.

Η μαγνητική επαγωγή ορίζεται ως η ικανότητα να επηρεάζει ένα αντικείμενο χρησιμοποιώντας ένα μαγνητικό πεδίο. Αυτή η ικανότητα εκδηλώνεται όταν κίνησημόνιμος μαγνήτης στο πηνίο, με αποτέλεσμα να προκαλείται (συμβαίνει) ρεύμα στο πηνίο, ενώ αυξάνεται και η μαγνητική ροή στο πηνίο.

Φυσική έννοια της μαγνητικής επαγωγής

Φυσικά, αυτό το φαινόμενο εξηγείται ως εξής. Το μέταλλο έχει κρυσταλλική δομή (το πηνίο είναι κατασκευασμένο από μέταλλο). Το κρυσταλλικό πλέγμα ενός μετάλλου περιέχει ηλεκτρικά φορτία - ηλεκτρόνια. Εάν δεν ασκηθεί μαγνητική επιρροή στο μέταλλο, τότε τα φορτία (ηλεκτρόνια) βρίσκονται σε ηρεμία και δεν κινούνται πουθενά.

Εάν το μέταλλο έλθει υπό την επίδραση ενός εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου (λόγω της κίνησης ενός μόνιμου μαγνήτη μέσα στο πηνίο - δηλαδή κινήσεις), τότε τα φορτία αρχίζουν να κινούνται υπό την επίδραση αυτού του μαγνητικού πεδίου.

Ως αποτέλεσμα, δημιουργείται ηλεκτρικό ρεύμα στο μέταλλο. Η ισχύς αυτού του ρεύματος εξαρτάται από τις φυσικές ιδιότητες του μαγνήτη και του πηνίου και την ταχύτητα κίνησης του ενός σε σχέση με το άλλο.

Όταν ένα μεταλλικό πηνίο τοποθετείται σε μαγνητικό πεδίο, τα φορτισμένα σωματίδια του μεταλλικού πλέγματος (στο πηνίο) περιστρέφονται υπό μια ορισμένη γωνία και τοποθετούνται κατά μήκος των γραμμών δύναμης.

Όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς του μαγνητικού πεδίου, τόσο περισσότερα σωματίδια περιστρέφονται και τόσο πιο ομοιόμορφη θα είναι η διάταξή τους.

Τα μαγνητικά πεδία προσανατολισμένα προς μία κατεύθυνση δεν εξουδετερώνουν το ένα το άλλο, αλλά αθροίζονται, σχηματίζοντας ένα ενιαίο πεδίο.

Φόρμουλα μαγνητικής επαγωγής

Οπου, ΣΕ— διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής, φά- μέγιστη δύναμη που ασκείται σε έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα, Εγώ- ένταση ρεύματος στον αγωγό, μεγάλο— μήκος του αγωγού.

Μαγνητική ροή

Η μαγνητική ροή είναι ένα βαθμωτό μέγεθος που χαρακτηρίζει την επίδραση της μαγνητικής επαγωγής σε ένα συγκεκριμένο μεταλλικό κύκλωμα.

Η μαγνητική επαγωγή καθορίζεται από τον αριθμό των γραμμών δύναμης που διέρχονται από 1 cm2 του μεταλλικού τμήματος.

Τα μαγνητόμετρα που χρησιμοποιούνται για τη μέτρησή του ονομάζονται τελόμετρα.

Η μονάδα μέτρησης SI για τη μαγνητική επαγωγή είναι Tesla (Tl).

Αφού σταματήσει η κίνηση των ηλεκτρονίων στο πηνίο, ο πυρήνας, εάν είναι κατασκευασμένος από μαλακό σίδηρο, χάνει τις μαγνητικές του ιδιότητες. Εάν είναι κατασκευασμένο από χάλυβα, τότε έχει την ικανότητα να διατηρεί τις μαγνητικές του ιδιότητες για κάποιο χρονικό διάστημα.

Δεν μπορούμε να δούμε το μαγνητικό πεδίο, αλλά για να κατανοήσουμε καλύτερα τα μαγνητικά φαινόμενα είναι σημαντικό να μάθουμε πώς να το απεικονίζουμε. Οι μαγνητικές βελόνες θα βοηθήσουν σε αυτό. Κάθε τέτοιο βέλος είναι ένας μικρός μόνιμος μαγνήτης που περιστρέφεται εύκολα σε οριζόντιο επίπεδο (Εικ. 2.1). Από αυτή την παράγραφο θα μάθετε πώς απεικονίζεται γραφικά το μαγνητικό πεδίο και ποια φυσική ποσότητα το χαρακτηρίζει.

Ρύζι. 2.2. Σε ένα μαγνητικό πεδίο, τα μαγνητικά βέλη είναι προσανατολισμένα με συγκεκριμένο τρόπο: ο βόρειος πόλος του βέλους υποδεικνύει την κατεύθυνση του διανύσματος επαγωγής του μαγνητικού πεδίου σε ένα δεδομένο σημείο

Μελετάμε τα χαρακτηριστικά ισχύος του μαγνητικού πεδίου

Εάν ένα φορτισμένο σωματίδιο κινείται σε ένα μαγνητικό πεδίο, τότε το πεδίο θα δράσει στο σωματίδιο με κάποια δύναμη. Το μέγεθος αυτής της δύναμης εξαρτάται από το φορτίο του σωματιδίου, την κατεύθυνση και την ταχύτητα της κίνησής του, καθώς και από το πόσο ισχυρό είναι το πεδίο.

Το χαρακτηριστικό ισχύος ενός μαγνητικού πεδίου είναι η μαγνητική επαγωγή.

Η μαγνητική επαγωγή (επαγωγή μαγνητικού πεδίου) είναι ένα διανυσματικό φυσικό μέγεθος που χαρακτηρίζει τη δράση δύναμης ενός μαγνητικού πεδίου.

Η μαγνητική επαγωγή χαρακτηρίζεται από το σύμβολο B.

Η μονάδα SI της μαγνητικής επαγωγής είναι η Tesla. πήρε το όνομά του από τον Σέρβο φυσικό Νίκολα Τέσλα (1856-1943):

Η κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής σε ένα δεδομένο σημείο του μαγνητικού πεδίου θεωρείται ότι είναι η κατεύθυνση που υποδεικνύεται από τον βόρειο πόλο της μαγνητικής βελόνας που είναι εγκατεστημένη σε αυτό το σημείο (Εικ. 2.2).

Σημείωση! Η κατεύθυνση της δύναμης με την οποία το μαγνητικό πεδίο δρα σε κινούμενα φορτισμένα σωματίδια ή σε αγωγό που μεταφέρει ρεύμα ή σε μαγνητική βελόνα, δεν συμπίπτει με την κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής.

Μαγνητικές γραμμές:

Ρύζι. 2.3. Γραμμές μαγνητικού πεδίου ενός μαγνήτη λωρίδας

Έξω από τον μαγνήτη αφήνουν τον βόρειο πόλο του μαγνήτη και μπαίνουν στον νότιο πόλο.

Πάντα κλειστό (το μαγνητικό πεδίο είναι πεδίο δίνης).

Βρίσκονται πιο πυκνά στους πόλους του μαγνήτη.

Ποτέ μην τέμνονται

Αναπαριστά ένα μαγνητικό πεδίο

Στο Σχ. 2.2 βλέπουμε πώς οι μαγνητικές βελόνες προσανατολίζονται σε ένα μαγνητικό πεδίο: οι άξονές τους φαίνεται να σχηματίζουν γραμμές και το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής σε κάθε σημείο κατευθύνεται κατά μήκος της εφαπτομένης της γραμμής που διέρχεται από αυτό το σημείο.

Τα μαγνητικά πεδία απεικονίζονται γραφικά χρησιμοποιώντας μαγνητικές γραμμές:

1) η κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής σε ένα δεδομένο σημείο λαμβάνεται ως η κατεύθυνση της γραμμής μαγνητικής επαγωγής.

Ρύζι. 2.4. Οι αλυσίδες από ρινίσματα σιδήρου αναπαράγουν το σχέδιο των γραμμών μαγνητικής επαγωγής του μαγνητικού πεδίου ενός μαγνήτη πετάλου

2) όσο μεγαλύτερη είναι η μονάδα μαγνητικής επαγωγής, τόσο πιο κοντά έλκονται οι μαγνητικές γραμμές μεταξύ τους.

Έχοντας εξετάσει τη γραφική αναπαράσταση του μαγνητικού πεδίου ενός μαγνήτη λωρίδας, μπορούμε να βγάλουμε κάποια συμπεράσματα (βλ. Εικ. 2.3).

Σημειώστε ότι αυτά τα συμπεράσματα ισχύουν για τις μαγνητικές γραμμές οποιουδήποτε μαγνήτη.

Τι κατεύθυνση έχουν οι μαγνητικές γραμμές μέσα σε έναν μαγνήτη λωρίδας;

Το σχέδιο των μαγνητικών γραμμών μπορεί να αναπαραχθεί χρησιμοποιώντας ρινίσματα σιδήρου.

Ας πάρουμε έναν μαγνήτη πετάλου, του βάλουμε ένα πιάτο από πλεξιγκλάς και ρίχνουμε ρινίσματα σιδήρου στο πιάτο μέσω ενός σουρωτηρίου. Σε ένα μαγνητικό πεδίο, κάθε κομμάτι σιδήρου θα μαγνητιστεί και θα μετατραπεί σε μια μικρή «μαγνητική βελόνα». Τα αυτοσχέδια «βέλη» είναι προσανατολισμένα κατά μήκος των μαγνητικών γραμμών του μαγνητικού πεδίου του μαγνήτη (Εικ. 2.4).

Σχεδιάστε μια εικόνα των γραμμών του μαγνητικού πεδίου ενός μαγνήτη πετάλου.

Ας μάθουμε για ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο

Ένα μαγνητικό πεδίο σε ένα συγκεκριμένο μέρος του χώρου ονομάζεται ομοιόμορφο εάν σε κάθε σημείο τα διανύσματα μαγνητικής επαγωγής είναι ίδια τόσο σε μέγεθος όσο και σε κατεύθυνση (Εικ. 2.5).

Σε περιοχές όπου το μαγνητικό πεδίο είναι ομοιόμορφο, οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής είναι παράλληλες και βρίσκονται στην ίδια απόσταση μεταξύ τους (Εικ. 2.5, 2.6). Οι μαγνητικές γραμμές ενός ομοιόμορφου μαγνητικού πεδίου που κατευθύνονται προς εμάς συνήθως απεικονίζονται ως κουκκίδες (Εικ. 2.7, α) - είναι σαν να βλέπουμε «αιχμές βελών» να πετούν προς το μέρος μας. Εάν οι μαγνητικές γραμμές κατευθύνονται μακριά από εμάς, τότε απεικονίζονται με σταυρούς - είναι σαν να βλέπουμε τα "φτερά των βελών" να πετούν μακριά από εμάς (Εικ. 2.7, β).

Στις περισσότερες περιπτώσεις, έχουμε να κάνουμε με ένα μη ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο - ένα πεδίο σε διαφορετικά σημεία του οποίου τα διανύσματα μαγνητικής επαγωγής έχουν διαφορετικές τιμές και κατευθύνσεις. Οι μαγνητικές γραμμές ενός τέτοιου πεδίου είναι καμπύλες και η πυκνότητά τους είναι διαφορετική.

Ρύζι. 2.6. Το μαγνητικό πεδίο μέσα σε έναν μαγνήτη λωρίδας (α) και μεταξύ δύο μαγνητών που βρίσκονται ο ένας απέναντι από τον άλλο με αντίθετους πόλους (β) μπορεί να θεωρηθεί ομοιόμορφο

Μελέτη του μαγνητικού πεδίου της Γης

Για να μελετήσει τον επίγειο μαγνητισμό, ο William Gilbert έφτιαξε έναν μόνιμο μαγνήτη σε μορφή μπάλας (μοντέλο της Γης). Έχοντας τοποθετήσει μια πυξίδα στην μπάλα, παρατήρησε ότι η βελόνα της πυξίδας συμπεριφέρεται με τον ίδιο τρόπο όπως στην επιφάνεια της Γης.

Τα πειράματα επέτρεψαν στον επιστήμονα να προτείνει ότι η Γη είναι ένας τεράστιος μαγνήτης και ο νότιος μαγνητικός πόλος της βρίσκεται στα βόρεια του πλανήτη μας. Περαιτέρω έρευνα επιβεβαίωσε την υπόθεση του W. Gilbert.

Στο Σχ. Το σχήμα 2.8 δείχνει μια εικόνα των γραμμών μαγνητικής επαγωγής του μαγνητικού πεδίου της Γης.

ρύζι. 2.7. Εικόνα γραμμών μαγνητικής επαγωγής ομοιόμορφου μαγνητικού πεδίου, οι οποίες είναι κάθετες στο επίπεδο του σχεδίου και κατευθύνονται προς εμάς (α). κατευθυνόμενη από εμάς (β)

Φανταστείτε ότι περπατάτε προς τον Βόρειο Πόλο, κινούμενοι ακριβώς προς την κατεύθυνση που δείχνει η βελόνα της πυξίδας. Θα φτάσετε στον προορισμό σας;

Οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής του μαγνητικού πεδίου της Γης δεν είναι παράλληλες με την επιφάνειά της. Εάν στερεώσετε τη μαγνητική βελόνα σε ένα αντίζυμο, δηλαδή, έτσι ώστε να μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα τόσο γύρω από την οριζόντια όσο και

Ρύζι. 2.8. Διάταξη μαγνητικών γραμμών του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη Γη

και γύρω από τους κατακόρυφους άξονες, το βέλος θα τοποθετηθεί υπό γωνία ως προς την επιφάνεια της Γης (Εικ. 2.9).

Πώς θα βρίσκεται η μαγνητική βελόνα στη συσκευή στο Σχ. 2,9 κοντά στον βόρειο μαγνητικό πόλο της Γης; κοντά στο νότιο μαγνητικό πόλο της Γης;

Το μαγνητικό πεδίο της Γης έχει βοηθήσει από καιρό ταξιδιώτες, ναυτικούς, στρατιωτικούς και άλλους να πλοηγηθούν. Έχει αποδειχθεί ότι τα ψάρια, τα θαλάσσια θηλαστικά και τα πουλιά προσανατολίζονται σύμφωνα με το μαγνητικό πεδίο της Γης κατά τη διάρκεια των μεταναστεύσεών τους. Ορισμένα ζώα, όπως οι γάτες, πλοηγούνται επίσης όταν αναζητούν το δρόμο για το σπίτι.

Μάθετε για τις μαγνητικές καταιγίδες

Μελέτες έχουν δείξει ότι σε οποιαδήποτε περιοχή το μαγνητικό πεδίο της Γης αλλάζει περιοδικά, κάθε μέρα. Επιπλέον, παρατηρούνται μικρές ετήσιες αλλαγές στο μαγνητικό πεδίο της Γης. Ωστόσο, υπάρχουν και ξαφνικές αλλαγές. Οι ισχυρές διαταραχές στο μαγνητικό πεδίο της Γης, που καλύπτουν ολόκληρο τον πλανήτη και διαρκούν από μία έως αρκετές ημέρες, ονομάζονται μαγνητικές καταιγίδες. Οι υγιείς άνθρωποι πρακτικά δεν τα αισθάνονται, αλλά για όσους έχουν καρδιαγγειακές παθήσεις και παθήσεις του νευρικού συστήματος, οι μαγνητικές καταιγίδες προκαλούν επιδείνωση της ευημερίας τους.

Το μαγνητικό πεδίο της Γης είναι ένα είδος «ασπίδας» που προστατεύει τον πλανήτη μας από φορτισμένα σωματίδια που πετούν από το διάστημα, κυρίως από τον Ήλιο («ηλιακός άνεμος»). Κοντά στους μαγνητικούς πόλους, ρεύματα σωματιδίων πετούν αρκετά κοντά στην ατμόσφαιρα της Γης. Με την αυξανόμενη ηλιακή δραστηριότητα, τα κοσμικά σωματίδια εισέρχονται στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας και ιονίζουν μόρια αερίων - παρατηρούνται σέλας στη Γη (Εικ. 2.10).

Ας το συνοψίσουμε

Η μαγνητική επαγωγή Β είναι ένα διανυσματικό φυσικό μέγεθος που χαρακτηρίζει τη δράση δύναμης ενός μαγνητικού πεδίου. Η κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής συμπίπτει με την κατεύθυνση προς την οποία δείχνει ο βόρειος πόλος της μαγνητικής βελόνας. Η μονάδα SI μαγνητικής επαγωγής είναι το Tesla (T).

Οι υπό όρους κατευθυνόμενες γραμμές, σε κάθε σημείο των οποίων η εφαπτομένη συμπίπτει με τη γραμμή κατά την οποία κατευθύνεται το διάνυσμα της μαγνητικής επαγωγής, ονομάζονται γραμμές μαγνητικής επαγωγής ή μαγνητικές γραμμές.

Οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής είναι πάντα κλειστές, έξω από τον μαγνήτη φεύγουν από τον βόρειο πόλο του μαγνήτη και εισέρχονται στον νότιο πόλο και είναι πιο πυκνές σε εκείνες τις περιοχές του μαγνητικού πεδίου όπου η μονάδα μαγνητικής επαγωγής είναι μεγαλύτερη.

Ο πλανήτης Γη έχει μαγνητικό πεδίο. Κοντά στον βόρειο γεωγραφικό πόλο της Γης βρίσκεται ο νότιος μαγνητικός πόλος της και κοντά στον νότιο γεωγραφικό πόλο βρίσκεται ο βόρειος μαγνητικός πόλος της.

Ερωτήσεις ελέγχου

1. Ορίστε τη μαγνητική επαγωγή. 2. Ποια είναι η κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής; 3. Ποια είναι η μονάδα SI μαγνητικής επαγωγής; Από ποιον πήρε το όνομά του; 4. Δώστε τον ορισμό των γραμμών μαγνητικής επαγωγής. 5. Ποια κατεύθυνση είναι αποδεκτή ως κατεύθυνση των μαγνητικών γραμμών; 6. Τι καθορίζει την πυκνότητα των μαγνητικών γραμμών; 7. Ποιο μαγνητικό πεδίο ονομάζεται ομοιόμορφο; 8. Αποδείξτε ότι η Γη έχει μαγνητικό πεδίο. 9. Πώς βρίσκονται οι μαγνητικοί πόλοι της Γης σε σχέση με τους γεωγραφικούς; 10. Τι είναι οι μαγνητικές καταιγίδες; Πώς επηρεάζουν έναν άνθρωπο;

Άσκηση Νο 2

1. Στο Σχ. Το σχήμα 1 δείχνει γραμμές μαγνητικής επαγωγής σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του μαγνητικού πεδίου. Για κάθε περίπτωση α-γ, προσδιορίστε: 1) τι είδους πεδίο είναι - ομοιογενές ή ετερογενές. 2) την κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής στα σημεία Α και Β του πεδίου. 3) σε ποιο σημείο - Α ή Β - είναι μεγαλύτερη η επαγωγή του μαγνητικού πεδίου.

2. Γιατί μπορεί μια σχάρα παραθύρου από χάλυβα να μαγνητιστεί με την πάροδο του χρόνου;

3. Στο Σχ. Το σχήμα 2 δείχνει τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου που δημιουργούνται από δύο πανομοιότυπους μόνιμους μαγνήτες που αντικρίζουν ο ένας τον άλλο με παρόμοιους πόλους.

1) Υπάρχει μαγνητικό πεδίο στο σημείο Α;

2) Ποια είναι η κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής στο σημείο Β; στο σημείο Γ;

3) Σε ποιο σημείο - Α, Β ή Γ - είναι μεγαλύτερη η επαγωγή του μαγνητικού πεδίου;

4) Ποια είναι η κατεύθυνση των διανυσμάτων μαγνητικής επαγωγής μέσα στους μαγνήτες;

4. Προηγουμένως, κατά τη διάρκεια αποστολών στον Βόρειο Πόλο, προέκυψαν δυσκολίες στον προσδιορισμό της κατεύθυνσης κίνησης, επειδή κοντά στον πόλο οι συνηθισμένες πυξίδες σχεδόν δεν λειτουργούσαν. Γιατί νομίζεις?

5. Χρησιμοποιήστε πρόσθετες πηγές πληροφοριών και μάθετε τι σημασία έχει το μαγνητικό πεδίο για τη ζωή στον πλανήτη μας. Τι θα συνέβαινε αν το μαγνητικό πεδίο της Γης εξαφανιζόταν ξαφνικά;

6. Υπάρχουν περιοχές της επιφάνειας της γης όπου η μαγνητική επαγωγή του μαγνητικού πεδίου της Γης είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι σε γειτονικές περιοχές. Χρησιμοποιήστε πρόσθετες πηγές πληροφοριών και μάθετε περισσότερα για τις μαγνητικές ανωμαλίες.

7. Εξηγήστε γιατί οποιοδήποτε αφόρτιστο σώμα έλκεται πάντα από ένα σώμα που έχει ηλεκτρικό φορτίο.

Αυτό είναι υλικό σχολικού βιβλίου

Μια γραμμή που χαράσσεται σε ένα μαγνητικό πεδίο έτσι ώστε σε οποιοδήποτε σημείο η εφαπτομένη να συμπίπτει με το διάνυσμα επαγωγής (και Εικ. 119, α) του μαγνητικού πεδίου σε αυτό το σημείο ονομάζεται γραμμή επαγωγής μαγνητικού πεδίου.Για να πάρετε μια εικόνα των γραμμών επαγωγής, πρέπει να τοποθετήσετε μεγάλο αριθμό μαγνητικών βελόνων σε ένα μαγνητικό πεδίο. Η θέση των βελών θα δείχνει το σχήμα των γραμμών επαγωγής. Τα ρινίσματα σιδήρου λαμβάνονται ως τέτοια βέλη, τα οποία μαγνητίζονται σε ένα μαγνητικό πεδίο και, αλληλεπιδρώντας μεταξύ τους, συμπλέκονται με τα άκρα τους, σχηματίζοντας αλυσίδες που αντιπροσωπεύουν γραμμές επαγωγής. Η κατεύθυνση της γραμμής επαγωγής θεωρείται ότι είναι η κατεύθυνση που δείχνει τον βόρειο πόλο της μαγνητικής βελόνας σε μια δεδομένη θέση στο πεδίο.Επομένως, το διάνυσμα επαγωγής σε ένα δεδομένο σημείο του πεδίου έχει μια κατεύθυνση που συμπίπτει με την κατεύθυνση της γραμμής επαγωγής που διασχίζεται από αυτό το σημείο.

Οι γραμμές επαγωγής ενός ευθύγραμμου αγωγού με ρεύμα είναι ομόκεντροι κύκλοι που βρίσκονται σε επίπεδα κάθετα προς την κατεύθυνση του ρεύματος και τα κέντρα όλων αυτών των κύκλων βρίσκονται στον άξονα του αγωγού (βλ. Εικ. 118, β). Η κατεύθυνσή τους καθορίζεται από τον κανόνα του gimlet. Ένα μαγνητικό πεδίο συνεχούς ρεύματος δεν έχει μαγνητικούς πόλους. Οι γραμμές επαγωγής του μαγνητικού πεδίου του πηνίου με ρεύμα μέσα του είναι παράλληλες (βλ. Εικ. 119, β), αλλά έξω από το πηνίο δεν είναι παράλληλες. Ένα πηνίο που μεταφέρει ρεύμα έχει δύο μαγνητικούς πόλους. Η πολικότητά του, και επομένως η κατεύθυνση των γραμμών επαγωγής μέσα στο πηνίο, καθορίζεται από τον κανόνα να το σφίξετε με το δεξί σας χέρι (Εικ. 119, γ): εάν κρατάτε το πηνίο με το δεξί σας χέρι έτσι ώστε τέσσερα δάχτυλα να δείχνουν την κατεύθυνση του ρεύματος, τότε ο αντίχειρας που βρίσκεται κατά μήκος του πηνίου θα δείχνει προς το άκρο του πηνίου, που είναι ο βόρειος μαγνητικός πόλος,και θα δείξει επίσης την κατεύθυνση των γραμμών επαγωγής μέσα στο πηνίο. Τα μαγνητικά πεδία ενός πηνίου που μεταφέρει ρεύμα και ενός μόνιμου μαγνήτη είναι πανομοιότυπα. Ο βόρειος και ο νότιος πόλος υπάρχουν μόνο σε ζευγάρια - είναι αδύνατο να αποκτήσετε έναν πόλο.

Όπως και στην περίπτωση ενός ηλεκτροστατικού πεδίου, μόνο μία γραμμή επαγωγής μπορεί να τραβηχτεί σε κάθε σημείο του χώρου. Επομένως, αυτές οι γραμμές δεν τέμνονται πουθενά μεταξύ τους. Σε αντίθεση με τις γραμμές έντασης ηλεκτροστατικού πεδίου (βλ. Εικ. 50), οι γραμμές επαγωγής μαγνητικού πεδίου είναι κλειστές γραμμές τόσο του μαγνητικού πεδίου του ρεύματος όσο και του μόνιμου μαγνήτη (Εικ. 119, d). Το κλείσιμο των γραμμών επαγωγής δείχνει ότι το μαγνητικό πεδίο είναι στροβιλισμός. Καλύπτουν πάντα το ρεύμα ή το κινούμενο φορτίο με το οποίο σχετίζεται το μαγνητικό πεδίο. Μερικές από τις γραμμές επαγωγής κλείνουν σε άμεση γειτνίαση με το ρεύμα, άλλες - μακριά από αυτό, και μετά μας φαίνεται ότι πηγαίνουν στο άπειρο και στα δύο άκρα (βλ. Εικ. 119, β, δ).

Συμφωνήθηκε να σχεδιάσουμε τις γραμμές επαγωγής έτσι ώστε ο αριθμός των γραμμών που διέρχονται από μια μονάδα επιφάνειας κάθετη στο διάνυσμα επαγωγής σε ένα δεδομένο σημείο να είναι ίσος με την τιμή της επαγωγής του πεδίου σε αυτό το σημείο. Τα μαγνητικά φάσματα δίνουν μια ιδέα για την κατανομή της μαγνητικής επαγωγής σε μέγεθος και κατεύθυνση.

Με βάση τον τύπο επαγωγής, θα δημιουργήσουμε μια μονάδα μέτρησης για την επαγωγή μαγνητικού πεδίου στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων:

Ως μονάδα επαγωγής ενός μαγνητικού πεδίου tesla θεωρείται η επαγωγή ενός τέτοιου ομοιόμορφου μαγνητικού πεδίου στο οποίο μια δύναμη 1 N ασκεί έναν ευθύ αγωγό μήκους 1 m, με ρεύμα 1 A, που βρίσκεται κάθετα στις γραμμές επαγωγής * (Εικ. 120, α).Στο Σχ. 120, b δείχνει ένα μαγνητόμετρο που μετρά το μέγεθος του μαγνητικού πεδίου ενός μόνιμου μαγνήτη.

* (Υπό αυτή την προϋπόθεση, η δύναμη θα είναι μέγιστη.)

Η επαγωγή του μαγνητικού πεδίου της Γης είναι μικρή: στον ισημερινό περίπου 32*10 -6 τλ, στους πόλους - 65*10 -6 τλ, στην περιοχή της μαγνητικής ανωμαλίας του Κουρσκ - 190*10 -6 τλ.Επί του παρόντος, μαγνητικά πεδία με επαγωγή έως 15 tl.

Το μέγεθος της επαγωγής του μαγνητικού πεδίου ενός ρεύματος εξαρτάται από το σχήμα του αγωγού; Μεταξύ των πλευρών ενός αγωγού που έχει σχήμα όπως στο Σχ. 121, α, τοποθετήστε μια μαγνητική βελόνα και συνδέστε τον αγωγό σε μια πηγή ρεύματος. Παρατηρούμε μεγάλη απόκλιση του βέλους. Έχοντας κάνει τον αγωγό ίσιο (Εικ. 121, β) και τοποθετώντας μια μαγνητική βελόνα από κάτω, θα περάσουμε ρεύμα από μέσα του, όπως στην πρώτη περίπτωση. Θα παρατηρήσουμε μια μικρή απόκλιση του βέλους. Ας στρίψουμε τον αγωγό όπως φαίνεται στο Σχ. 121, σε; βλέπουμε ότι το βέλος δεν αποκλίνει, δηλαδή ο συνεστραμμένος (διφίλος) αγωγός δεν έχει μαγνητικό πεδίο. Όσο μεγαλύτερη είναι η επαγωγή του μαγνητικού πεδίου, τόσο ισχυρότερη είναι η επίδρασή της στη μαγνητική βελόνα. Από τα πειράματα συμπεραίνουμε: το μέγεθος της επαγωγής του μαγνητικού πεδίου του ρεύματος εξαρτάται από το σχήμα του αγωγού: a > b, c = 0. Όντας όλα τα άλλα πράγματα ίσα, το μέγεθος της επαγωγής του μαγνητικού πεδίου είναι μεγαλύτερο για έναν αγωγό με τη μορφή πηνίου.

29. Δύναμη Coriolis

Η πιο τρομερή δύναμη που δεν χρειάζεται γκραβιτόνια

Πρώτον, τι γνωρίζει ο επιστημονικός κόσμος για τη δύναμη Coriolis;

Όταν ο δίσκος περιστρέφεται, σημεία μακρύτερα από το κέντρο κινούνται με μεγαλύτερη εφαπτομενική ταχύτητα από σημεία λιγότερο απομακρυσμένα (μια ομάδα μαύρων βελών κατά μήκος της ακτίνας). Μπορείτε να μετακινήσετε ένα σώμα κατά μήκος της ακτίνας έτσι ώστε να παραμείνει στην ακτίνα (μπλε βέλος από τη θέση "Α" στη θέση "Β") αυξάνοντας την ταχύτητα του σώματος, δίνοντάς του δηλαδή επιτάχυνση. Ανπλαίσιο αναφοράς περιστρέφεται μαζί με το δίσκο, είναι σαφές ότι το σώμα "δεν θέλει" να παραμείνει στην ακτίνα, αλλά "προσπαθεί" να πάει προς τα αριστερά - αυτή είναι η δύναμη Coriolis.

Τροχιές μιας μπάλας που κινείται κατά μήκος της επιφάνειας μιας περιστρεφόμενης πλάκας σε διαφορετικά συστήματα αναφοράς (πάνω - σε αδράνεια, κάτω - σε μη αδρανειακή).

Δύναμη Coriolis- ένας απόδυνάμεις αδράνειας που υπάρχουν μέσα μη αδρανειακό σύστημα αναφοράςλόγω περιστροφής και νόμων αδράνειας , που εκδηλώνεται όταν κινείται σε κατεύθυνση υπό γωνία ως προς τον άξονα περιστροφής. Πήρε το όνομά του από τον Γάλλο επιστήμοναGustave Gaspard Coriolis , που το περιέγραψε πρώτος. Η επιτάχυνση Coriolis ελήφθη από τον Coriolis το 1833,Ο Γκάους το 1803 και ο Όιλερ το 1765.

Ο λόγος για την εμφάνιση της δύναμης Coriolis είναι η Coriolis (περιστροφική) επιτάχυνση. ΣΕαδρανειακά συστήματα αναφοράςισχύει ο νόμος της αδράνειας , δηλαδή κάθε σώμα τείνει να κινείται ευθύγραμμα και με σταθεράΤαχύτητα . Αν εξετάσουμε την κίνηση ενός σώματος, ομοιόμορφης κατά μήκος μιας ορισμένης ακτίνας περιστροφής και κατευθυνόμενης από το κέντρο, γίνεται σαφές ότι για να πραγματοποιηθεί, είναι απαραίτητο να δοθεί στο σώμαεπιτάχυνση , αφού όσο πιο μακριά από το κέντρο, τόσο μεγαλύτερη θα πρέπει να είναι η εφαπτομενική ταχύτητα περιστροφής. Αυτό σημαίνει ότι από την άποψη του περιστρεφόμενου πλαισίου αναφοράς, κάποια δύναμη θα προσπαθήσει να μετατοπίσει το σώμα από την ακτίνα.

Για να κινηθεί ένα σώμα με επιτάχυνση Coriolis, είναι απαραίτητο να ασκηθεί στο σώμα δύναμη ίση με φά = μαμά, Οπου ένα— Επιτάχυνση Coriolis. Κατά συνέπεια, το σώμα ενεργεί σύμφωνα μεΤρίτος νόμος του Νεύτωνα με δύναμη προς την αντίθετη κατεύθυνση.Φ Κ = — μαμά.

Η δύναμη που δρα από το σώμα θα ονομάζεται δύναμη Coriolis. Η δύναμη Coriolis δεν πρέπει να συγχέεται με άλληδύναμη αδράνειας - φυγόκεντρος δύναμη , που κατευθύνεται κατά μήκοςακτίνα του περιστρεφόμενου κύκλου. Εάν η περιστροφή συμβεί δεξιόστροφα, τότε ένα σώμα που κινείται από το κέντρο περιστροφής θα τείνει να αφήσει την ακτίνα προς τα αριστερά. Εάν η περιστροφή γίνει αριστερόστροφα, τότε προς τα δεξιά.

Ο κανόνας του Ζουκόφσκι

Προσθήκες:

Κανόνας Gimlet

Ευθύ σύρμα με ρεύμα. Το ρεύμα (Ι) που ρέει μέσα από ένα σύρμα δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο (Β) γύρω από το καλώδιο.Κανόνας Gimlet(επίσης, κανόνας του δεξιού χεριού) -μνημονικός κανόνας για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης ενός διανύσματοςγωνιακή ταχύτητα , που χαρακτηρίζει την ταχύτητα περιστροφής του σώματος, καθώς και το διάνυσμαμαγνητική επαγωγή σιή να καθορίσει την κατεύθυνσηεπαγόμενο ρεύμα . Κανόνας του δεξιού χεριού Κανόνας Gimlet: «Αν η κατεύθυνση της μεταφραστικής κίνησηςτρυφάκι (βίδα) ) συμπίπτει με την κατεύθυνση του ρεύματος στον αγωγό και, στη συνέχεια, η φορά περιστροφής της λαβής του στελέχους συμπίπτει με την κατεύθυνσηδιάνυσμα μαγνητικής επαγωγής “.

Προσδιορίζει την κατεύθυνση του επαγόμενου ρεύματος σε έναν αγωγό που κινείται σε μαγνητικό πεδίο

Κανόνας του δεξιού χεριού: «Εάν η παλάμη του δεξιού χεριού είναι τοποθετημένη έτσι ώστε οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου να εισέρχονται σε αυτήν και ο λυγισμένος αντίχειρας κατευθύνεται κατά μήκος της κίνησης του αγωγού, τότε 4 τεντωμένα δάχτυλα θα υποδεικνύουν την κατεύθυνση του ρεύματος επαγωγής».

Για ηλεκτρομαγνητική βαλβίδαδιατυπώνεται ως εξής: «Αν σφίξετε την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα με την παλάμη του δεξιού σας χεριού έτσι ώστε τέσσερα δάχτυλα να κατευθύνονται κατά μήκος του ρεύματος στις στροφές, τότε ο εκτεταμένος αντίχειρας θα δείξει την κατεύθυνση των γραμμών του μαγνητικού πεδίου μέσα στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα».

Κανόνας του αριστερού χεριού

Εάν το φορτίο κινείται και ο μαγνήτης είναι σε ηρεμία, τότε ισχύει ο κανόνας του αριστερού χεριού για τον προσδιορισμό της δύναμης: «Εάν το αριστερό χέρι είναι τοποθετημένο έτσι ώστε οι γραμμές επαγωγής του μαγνητικού πεδίου να εισέρχονται στην παλάμη κάθετα προς αυτήν και τα τέσσερα δάχτυλα κατευθύνονται κατά μήκος του ρεύματος (κατά μήκος της κίνησης ενός θετικά φορτισμένου σωματιδίου ή έναντι της αρνητικά φορτισμένης κίνησης), τότε ο αντίχειρας τοποθετημένος στις 90° θα δείξει την κατεύθυνση της ενεργού δύναμης Lorentz ή Ampere.

ΕΝΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ (ΣΤΑΘΜΟΥ) ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

Μόνιμη (ή σταθερή)Το μαγνητικό πεδίο είναι ένα μαγνητικό πεδίο που δεν αλλάζει με την πάροδο του χρόνου.

1. Μαγνητικό πεδίο δημιουργειταικινούμενα φορτισμένα σωματίδια και σώματα, αγωγοί που μεταφέρουν ρεύμα, μόνιμοι μαγνήτες.

2. Μαγνητικό πεδίο έγκυροςσε κινούμενα φορτισμένα σωματίδια και σώματα, σε αγωγούς με ρεύμα, σε μόνιμους μαγνήτες, σε πλαίσιο με ρεύμα.

3. Μαγνητικό πεδίο δίνη, δηλ. δεν έχει πηγή.

ΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ- αυτές είναι οι δυνάμεις με τις οποίες οι αγωγοί που μεταφέρουν ρεύμα ενεργούν μεταξύ τους.

………………

ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ

Το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής κατευθύνεται πάντα με τον ίδιο τρόπο όπως μια ελεύθερα περιστρεφόμενη μαγνητική βελόνα προσανατολίζεται σε ένα μαγνητικό πεδίο.

ΓΡΑΜΜΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΕΠΑΓΩΓΗΣ - αυτές είναι ευθείες που εφάπτονται στις οποίες σε οποιοδήποτε σημείο βρίσκεται το διάνυσμα της μαγνητικής επαγωγής.

Ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο– πρόκειται για ένα μαγνητικό πεδίο στο οποίο σε οποιοδήποτε σημείο το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής είναι σταθερό σε μέγεθος και κατεύθυνση. παρατηρείται μεταξύ των πλακών ενός επίπεδου πυκνωτή, μέσα σε μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα (αν η διάμετρός της είναι πολύ μικρότερη από το μήκος της) ή μέσα σε έναν μαγνήτη λωρίδας.

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΓΡΑΜΜΩΝ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΕΠΑΓΩΓΗΣ

– έχουν κατεύθυνση·

– συνεχής

– κλειστό (δηλαδή το μαγνητικό πεδίο είναι δίνη).

– μην τέμνονται·

– η πυκνότητά τους χρησιμοποιείται για να κριθεί το μέγεθος της μαγνητικής επαγωγής.

Κανόνας Gimlet(κυρίως για έναν ευθύ αγωγό που μεταφέρει ρεύμα):

	Εάν η κατεύθυνση της μεταφορικής κίνησης του αυλακιού συμπίπτει με την κατεύθυνση του ρεύματος στον αγωγό, τότε η φορά περιστροφής της λαβής του ελατηρίου συμπίπτει με την κατεύθυνση των γραμμών του μαγνητικού πεδίου του ρεύματος.Κανόνας του δεξιού χεριού (κυρίως για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης των μαγνητικών γραμμών μέσα στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα):Εάν σφίξετε την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα με την παλάμη του δεξιού σας χεριού έτσι ώστε τέσσερα δάχτυλα να κατευθύνονται κατά μήκος του ρεύματος στις στροφές, τότε ο εκτεταμένος αντίχειρας θα δείξει την κατεύθυνση των γραμμών του μαγνητικού πεδίου μέσα στην ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα.
	Υπάρχουν και άλλες πιθανές εφαρμογές των κανόνων του gimlet και του δεξιού χεριού.
	ΕΝΙΣΧΥΣΗ AMPείναι η δύναμη με την οποία ένα μαγνητικό πεδίο δρα σε έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα.Η μονάδα δύναμης αμπέρ είναι ίση με το γινόμενο της ισχύος του ρεύματος στον αγωγό από το μέγεθος του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής, το μήκος του αγωγού και το ημίτονο της γωνίας μεταξύ του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής και της κατεύθυνσης του ρεύματος στον αγωγό .Η δύναμη Ampere είναι μέγιστη εάν το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής είναι κάθετο στον αγωγό.Εάν το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής είναι παράλληλο με τον αγωγό, τότε το μαγνητικό πεδίο δεν έχει καμία επίδραση στον αγωγό που μεταφέρει ρεύμα, δηλ. Η δύναμη του αμπέρ είναι μηδέν.Κατεύθυνση δύναμης αμπέραποφασισμένος από Κανόνας του αριστερού χεριού:

Εάν το αριστερό χέρι είναι τοποθετημένο έτσι ώστε η συνιστώσα του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής που είναι κάθετη στον αγωγό να εισέρχεται στην παλάμη και 4 εκτεταμένα δάχτυλα κατευθύνονται προς την κατεύθυνση του ρεύματος, τότε ο αντίχειρας λυγισμένος 90 μοίρες θα δείξει την κατεύθυνση της δύναμης που ενεργεί στον αγωγό που μεταφέρει ρεύμα.

Έτσι, στο μαγνητικό πεδίο ενός ευθύγραμμου αγωγού με ρεύμα (είναι ανομοιόμορφο), το πλαίσιο με ρεύμα προσανατολίζεται κατά μήκος της ακτίνας της μαγνητικής γραμμής και έλκεται ή απωθείται από τον ευθύ αγωγό με ρεύμα, ανάλογα με την κατεύθυνση τα ρεύματα.

Κατεύθυνση της δύναμης Coriolis σε μια περιστρεφόμενη Γη.Φυγόκεντρος δύναμη , ενεργώντας σε ένα σώμα μάζας Μ, modulo ίσο με F pr = mb 2 r, όπου b = ωμέγα – γωνιακή ταχύτητα περιστροφής και r— απόσταση από τον άξονα περιστροφής. Το διάνυσμα αυτής της δύναμης βρίσκεται στο επίπεδο του άξονα περιστροφής και κατευθύνεται κάθετα σε αυτόν. ΜέγεθοςΔυνάμεις Κοριόλις , ενεργώντας σε ένα σωματίδιο που κινείται με ταχύτητα σε σχέση με ένα δεδομένο περιστρεφόμενο πλαίσιο αναφοράς, δίνεται από, όπου άλφα είναι η γωνία μεταξύ των διανυσμάτων ταχύτητας σωματιδίων και της γωνιακής ταχύτητας του πλαισίου αναφοράς. Το διάνυσμα αυτής της δύναμης κατευθύνεται κάθετα και στα δύο διανύσματα και στα δεξιά της ταχύτητας του σώματος (καθορίζεται απόκανόνας του gimlet ).

Επιδράσεις δύναμης Coriolis: εργαστηριακά πειράματα

Εκκρεμές Φουκώ στον Βόρειο Πόλο. Ο άξονας περιστροφής της Γης βρίσκεται στο επίπεδο ταλάντωσης του εκκρεμούς.Εκκρεμές Φουκώ . Ένα πείραμα που δείχνει ξεκάθαρα την περιστροφή της Γης πραγματοποιήθηκε το 1851 από έναν Γάλλο φυσικόΛεόν Φουκώ . Η σημασία του είναι ότι το επίπεδο ταλάντωσηςμαθηματικό εκκρεμές είναι σταθερό σε σχέση με το αδρανειακό σύστημα αναφοράς, σε αυτή την περίπτωση σε σχέση με τα σταθερά αστέρια. Έτσι, στο πλαίσιο αναφοράς που σχετίζεται με τη Γη, το επίπεδο ταλάντωσης του εκκρεμούς πρέπει να περιστρέφεται. Από την άποψη ενός μη αδρανειακού πλαισίου αναφοράς που σχετίζεται με τη Γη, το επίπεδο ταλάντωσης του εκκρεμούς Foucault περιστρέφεται υπό την επίδραση της δύναμης Coriolis.Αυτή η επίδραση θα πρέπει να εκφράζεται με μεγαλύτερη σαφήνεια στους πόλους, όπου η περίοδος πλήρους περιστροφής του επιπέδου του εκκρεμούς είναι ίση με την περίοδο περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονά της (αστρική ημέρα). Γενικά, η περίοδος είναι αντιστρόφως ανάλογη με το ημίτονο γεωγραφικού πλάτους· στον ισημερινό, το επίπεδο ταλάντωσης του εκκρεμούς είναι αμετάβλητο.

Επί του παρόντοςΕκκρεμές Φουκώ επιδεικνύεται με επιτυχία σε μια σειρά από επιστημονικά μουσεία και πλανητάρια, ιδιαίτερα στο πλανητάριοΑγία Πετρούπολη , πλανητάριο του Βόλγκογκραντ.

Υπάρχουν πολλά άλλα πειράματα με εκκρεμή που χρησιμοποιούνται για να αποδείξουν την περιστροφή της Γης. Για παράδειγμα, στο πείραμα Bravais (1851) χρησιμοποιήθηκεκωνικό εκκρεμές . Η περιστροφή της Γης αποδείχθηκε από το γεγονός ότι οι περίοδοι ταλαντώσεων δεξιόστροφα και αριστερόστροφα ήταν διαφορετικές, αφού η δύναμη Coriolis σε αυτές τις δύο περιπτώσεις είχε διαφορετικό πρόσημο. Το 1853Γκάους προτείνεται η χρήση ενός μη μαθηματικού εκκρεμούς, όπως Foucault, ένας φυσικός , που θα επέτρεπε τη μείωση του μεγέθους της πειραματικής ρύθμισης και την αύξηση της ακρίβειας του πειράματος. Αυτή η ιδέα εφαρμόστηκε Kamerlingh Onnes το 1879

Γυροσκόπιο– ένα περιστρεφόμενο σώμα με σημαντική ροπή αδράνειας διατηρεί τη γωνιακή ορμή εάν δεν υπάρχουν έντονες διαταραχές. Ο Φουκώ, ο οποίος είχε βαρεθεί να εξηγεί τι συμβαίνει σε ένα εκκρεμές Φουκώ που δεν βρίσκεται στον πόλο, ανέπτυξε μια άλλη επίδειξη: ένα αιωρούμενο γυροσκόπιο διατήρησε τον προσανατολισμό του, πράγμα που σημαίνει ότι γύριζε αργά σε σχέση με τον παρατηρητή.

Εκτροπή βλημάτων κατά την βολή.Μια άλλη παρατηρήσιμη εκδήλωση της δύναμης Coriolis είναι η εκτροπή των τροχιών των βλημάτων (προς τα δεξιά στο βόρειο ημισφαίριο, προς τα αριστερά στο νότιο ημισφαίριο) που εκτοξεύονται σε οριζόντια κατεύθυνση. Από την άποψη του αδρανειακού πλαισίου αναφοράς, για βλήματα που εκτοξεύονται κατά μήκοςμεσημβρινός , αυτό οφείλεται στην εξάρτηση της γραμμικής ταχύτητας περιστροφής της Γης από το γεωγραφικό πλάτος: όταν μετακινείται από τον ισημερινό στον πόλο, το βλήμα διατηρεί την οριζόντια συνιστώσα της ταχύτητας αμετάβλητη, ενώ η γραμμική ταχύτητα περιστροφής των σημείων στο η επιφάνεια της γης μειώνεται, γεγονός που οδηγεί σε μετατόπιση του βλήματος από τον μεσημβρινό προς την κατεύθυνση της περιστροφής της Γης. Εάν η βολή έγινε παράλληλα με τον ισημερινό, τότε η μετατόπιση του βλήματος από παράλληλη οφείλεται στο γεγονός ότι η τροχιά του βλήματος βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο με το κέντρο της Γης, ενώ σημεία στην επιφάνεια της γης κινούνται σε επίπεδο κάθετο στον άξονα περιστροφής της Γης.

Απόκλιση σωμάτων που πέφτουν ελεύθερα από την κατακόρυφο.Εάν η ταχύτητα ενός σώματος έχει μεγάλη κατακόρυφη συνιστώσα, η δύναμη Coriolis κατευθύνεται προς τα ανατολικά, γεγονός που οδηγεί σε αντίστοιχη απόκλιση στην τροχιά ενός σώματος που πέφτει ελεύθερα (χωρίς αρχική ταχύτητα) από έναν υψηλό πύργο. Όταν εξετάζεται σε ένα αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς, το φαινόμενο εξηγείται από το γεγονός ότι η κορυφή του πύργου σε σχέση με το κέντρο της Γης κινείται ταχύτερα από τη βάση, λόγω του οποίου η τροχιά του σώματος αποδεικνύεται ότι είναι μια στενή παραβολή και το σώμα είναι λίγο πιο μπροστά από τη βάση του πύργου.

Αυτή η επίδραση είχε προβλεφθείΝεύτο το 1679. Λόγω της πολυπλοκότητας της διεξαγωγής σχετικών πειραμάτων, το αποτέλεσμα μπορούσε να επιβεβαιωθεί μόνο στα τέλη του 18ου - πρώτο μισό του 19ου αιώνα (Guglielmini, 1791; Benzenberg, 1802; Reich, 1831).

Αυστριακός αστρονόμοςΓιόχαν Χάγκεν (1902) πραγματοποίησαν ένα πείραμα που ήταν μια τροποποίηση αυτού του πειράματος, όπου αντί να πέφτουν ελεύθερα βάρη, χρησιμοποιήθηκεΤο αυτοκίνητο του Άτγουντ . Αυτό κατέστησε δυνατή τη μείωση της επιτάχυνσης της πτώσης, η οποία οδήγησε σε μείωση του μεγέθους της πειραματικής διάταξης και σε αύξηση της ακρίβειας των μετρήσεων.

Το φαινόμενο Eötvös.Σε χαμηλά γεωγραφικά πλάτη, η δύναμη Coriolis όταν κινείται κατά μήκος της επιφάνειας της γης κατευθύνεται στην κατακόρυφη κατεύθυνση και η δράση της οδηγεί σε αύξηση ή μείωση της επιτάχυνσης της βαρύτητας, ανάλογα με το αν το σώμα κινείται δυτικά ή ανατολικά. Αυτό το αποτέλεσμα ονομάζεταιΦαινόμενο Eötvös προς τιμήν του Ούγγρου φυσικού Roland Eötvös , ο οποίος το ανακάλυψε πειραματικά στις αρχές του 20ου αιώνα.

Πειράματα που χρησιμοποιούν το νόμο της διατήρησης της γωνιακής ορμής.Ορισμένα πειράματα βασίζονται σενόμος διατήρησης της γωνιακής ορμής : σε ένα αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς, το μέγεθος της γωνιακής ορμής (ίσο με το γινόμενοστιγμή αδράνειας στη γωνιακή ταχύτητα περιστροφής) δεν αλλάζει υπό την επίδραση εσωτερικών δυνάμεων. Εάν σε κάποια αρχική χρονική στιγμή η εγκατάσταση είναι ακίνητη σε σχέση με τη Γη, τότε η ταχύτητα περιστροφής της σε σχέση με το αδρανειακό σύστημα αναφοράς είναι ίση με τη γωνιακή ταχύτητα περιστροφής της Γης. Εάν αλλάξετε τη στιγμή αδράνειας του συστήματος, τότε η γωνιακή ταχύτητα περιστροφής του θα πρέπει να αλλάξει, δηλαδή θα αρχίσει η περιστροφή σε σχέση με τη Γη. Σε ένα μη αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς που σχετίζεται με τη Γη, η περιστροφή συμβαίνει ως αποτέλεσμα της δύναμης Coriolis. Αυτή η ιδέα προτάθηκε από έναν Γάλλο επιστήμονα Louis Poinsot το 1851

Το πρώτο τέτοιο πείραμα πραγματοποιήθηκεΧάγκεν το 1910: δύο βάρη σε μια λεία εγκάρσια ράβδο τοποθετήθηκαν ακίνητα σε σχέση με την επιφάνεια της Γης. Στη συνέχεια η απόσταση μεταξύ των φορτίων μειώθηκε. Ως αποτέλεσμα, η εγκατάσταση άρχισε να περιστρέφεται. Ένας Γερμανός επιστήμονας πραγματοποίησε ένα ακόμη πιο αποδεικτικό πείραμα.Χανς Μπούκα (Hans Bucka) το 1949. Μια ράβδος μήκους περίπου 1,5 μέτρου τοποθετήθηκε κάθετα σε ένα ορθογώνιο πλαίσιο. Αρχικά, η ράβδος ήταν οριζόντια, η εγκατάσταση ήταν ακίνητη σε σχέση με τη Γη. Στη συνέχεια η ράβδος φέρθηκε σε κατακόρυφη θέση, η οποία οδήγησε σε αλλαγή της ροπής αδράνειας περίπου 10 4 φορές και η γρήγορη περιστροφή του με γωνιακή ταχύτητα 10 4 φορές την ταχύτητα περιστροφής της Γης.

Χωνί στο μπάνιο.Δεδομένου ότι η δύναμη Coriolis είναι πολύ ασθενής, έχει αμελητέα επίδραση στην κατεύθυνση του στροβιλισμού του νερού κατά την αποστράγγιση ενός νεροχύτη ή μπανιέρας, επομένως γενικά η φορά περιστροφής στη χοάνη δεν σχετίζεται με την περιστροφή της Γης. Ωστόσο, σε προσεκτικά ελεγχόμενα πειράματα είναι δυνατό να απομονωθούν τα αποτελέσματα της δύναμης Coriolis από άλλους παράγοντες: στο βόρειο ημισφαίριο το χωνί θα περιστρέφεται αριστερόστροφα, στο νότιο ημισφαίριο αριστερόστροφα (το αντίθετο ισχύει).

Επιδράσεις δύναμης Coriolis: φαινόμενα στη γύρω φύση

ο νόμος του Μπάερ.Όπως σημείωσε αρχικά ο ακαδημαϊκός της Αγίας ΠετρούποληςΚαρλ Μπάερ το 1857, τα ποτάμια διαβρώνουν τη δεξιά όχθη στο βόρειο ημισφαίριο (την αριστερή όχθη στο νότιο ημισφαίριο), η οποία κατά συνέπεια αποδεικνύεται ότι είναι πιο απότομη (Ο νόμος της μπύρας ). Η εξήγηση για το φαινόμενο είναι παρόμοια με την εξήγηση για την εκτροπή των βλημάτων όταν εκτοξεύονται σε οριζόντια κατεύθυνση: υπό την επίδραση της δύναμης Coriolis, το νερό χτυπά τη δεξιά όχθη πιο δυνατά, γεγονός που οδηγεί στη θόλωσή του και, αντίθετα, υποχωρεί από την αριστερή όχθη.

Κυκλώνας πάνω από τη νοτιοανατολική ακτή της Ισλανδίας (άποψη από το διάστημα).Άνεμοι: εμπορικοί άνεμοι, κυκλώνες, αντικυκλώνες.Τα ατμοσφαιρικά φαινόμενα συνδέονται επίσης με την παρουσία της δύναμης Coriolis, που κατευθύνεται προς τα δεξιά στο βόρειο ημισφαίριο και προς τα αριστερά στο νότιο ημισφαίριο: εμπορικοί άνεμοι, κυκλώνες και αντικυκλώνες. Φαινόμενοαληγείς άνεμοι προκαλείται από ανομοιόμορφη θέρμανση των κατώτερων στρωμάτων της ατμόσφαιρας της γης στην ισημερινή ζώνη και στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη, που οδηγεί σε ροή αέρα κατά μήκος του μεσημβρινού προς νότο ή βόρειο στο βόρειο και νότιο ημισφαίριο, αντίστοιχα. Η δράση της δύναμης Coriolis οδηγεί στην εκτροπή των ροών αέρα: στο βόρειο ημισφαίριο - προς τα βορειοανατολικά (βορειοανατολικός εμπορικός άνεμος), στο νότιο ημισφαίριο - προς το νοτιοανατολικό (νοτιοανατολικός εμπορικός άνεμος).

Κυκλώνας ονομάζεται ατμοσφαιρική δίνη με μειωμένη πίεση αέρα στο κέντρο. Οι αέριες μάζες, που τείνουν προς το κέντρο του κυκλώνα, υπό την επίδραση της δύναμης Coriolis, περιστρέφονται αριστερόστροφα στο βόρειο ημισφαίριο και δεξιόστροφα στο νότιο ημισφαίριο. Ομοίως, σεαντικύκλωνας , όπου υπάρχει μέγιστη πίεση στο κέντρο, η παρουσία της δύναμης Coriolis οδηγεί σε κίνηση στροβιλισμού δεξιόστροφα στο βόρειο ημισφαίριο και αριστερόστροφα στο νότιο ημισφαίριο. Σε ακίνητη κατάσταση, η κατεύθυνση της κίνησης του ανέμου σε έναν κυκλώνα ή αντικυκλώνα είναι τέτοια ώστε η δύναμη Coriolis εξισορροπεί τη βαθμίδα πίεσης μεταξύ του κέντρου και της περιφέρειας της δίνης (γεωστροφικός άνεμος ).

Οπτικά πειράματα

Ένας αριθμός πειραμάτων που αποδεικνύουν την περιστροφή της Γης βασίζεται σεΕφέ Sagnac: εάν ένα συμβολόμετρο δακτυλίου εκτελεί μια περιστροφική κίνηση, τότε λόγω σχετικιστικών επιδράσεων οι λωρίδες μετατοπίζονται κατά γωνία

Ο κανόνας του Gimlet στη ζωή των δελφινιών

Ωστόσο, είναι απίθανο τα δελφίνια να είναι σε θέση να αισθανθούν αυτή τη δύναμη σε τόσο μικρή κλίμακα, γράφει το MIGNews. Σύμφωνα με μια άλλη εκδοχή του Menger, το γεγονός είναι ότι τα ζώα κολυμπούν προς μια κατεύθυνση προκειμένου να παραμείνουν σε μια ομάδα κατά τη σχετική ευαλωτότητα των μισών ωρών ύπνου. «Όταν τα δελφίνια είναι ξύπνια, χρησιμοποιούν το σφύριγμα για να μείνουν μαζί», εξηγεί ο επιστήμονας. «Όμως όταν κοιμούνται, δεν θέλουν να κάνουν θόρυβο γιατί φοβούνται να τραβήξουν την προσοχή». Αλλά ο Μένγκερ δεν ξέρει γιατί η επιλογή της κατεύθυνσης αλλάζει ανάλογα με το ημισφαίριο: «Είναι πέρα ​​από εμένα», παραδέχεται ο ερευνητής.

Γνώμη ερασιτέχνη

Λοιπόν, έχουμε τη συναρμολόγηση:

1. Η δύναμη Coriolis είναι ένα από τα

5. ΕΝΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ- πρόκειται για έναν ειδικό τύπο ύλης μέσω του οποίου λαμβάνει χώρα αλληλεπίδραση μεταξύ κινούμενων ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων.

6. ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΕΠΑΓΩΓΗ- αυτό είναι το χαρακτηριστικό ισχύς του μαγνητικού πεδίου.

7. ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΓΡΑΜΜΩΝ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΕΠΑΓΩΓΗΣ- καθορίζεται από τον κανόνα του gimlet ή τον κανόνα του δεξιού χεριού.

9. Απόκλιση σωμάτων που πέφτουν ελεύθερα από την κατακόρυφο.

10. Χωνί στο μπάνιο

11. Εφέ δεξιάς όχθης.

12. Δελφίνια.

Ένα πείραμα με νερό διεξήχθη στον ισημερινό. Βόρεια του ισημερινού, κατά την αποστράγγιση, το νερό περιστρεφόταν δεξιόστροφα και νότια του ισημερινού, αριστερόστροφα. Το γεγονός ότι η δεξιά όχθη είναι ψηλότερα από την αριστερή οφείλεται στο ότι το νερό σέρνει τον βράχο προς τα πάνω.

Η δύναμη Coriolis δεν έχει καμία σχέση με την περιστροφή της Γης!

Λεπτομερής περιγραφή των σωλήνων επικοινωνίας με δορυφόρους, τη Σελήνη και τον Ήλιο δίνεται στη μονογραφία «Cold Nuclear Fusion».

Υπάρχουν επίσης φαινόμενα που προκύπτουν όταν μειώνονται τα δυναμικά μεμονωμένων συχνοτήτων στους σωλήνες επικοινωνίας.

Επιδράσεις που παρατηρήθηκαν από το 2007:

Κατά την αποστράγγιση, το νερό περιστρεφόταν τόσο δεξιόστροφα όσο και αριστερόστροφα· μερικές φορές η αποστράγγιση γινόταν χωρίς περιστροφή.

Τα δελφίνια ξεβράστηκαν στην ακτή.

Δεν υπήρξε μετασχηματισμός ρεύματος (όλα είναι στην είσοδο, τίποτα στην έξοδο).

Κατά τη διάρκεια του μετασχηματισμού, η ισχύς εξόδου υπερέβη σημαντικά την ισχύ εισόδου.

Καύση υποσταθμών μετασχηματιστών.

Βλάβες του συστήματος επικοινωνίας.

Ο κανόνας του gimlet δεν λειτούργησε για τη μαγνητική επαγωγή.

Το Ρεύμα του Κόλπου έχει εξαφανιστεί.

Σχεδιασμένος:

Σταματώντας τα ωκεάνια ρεύματα.

Σταμάτημα ποταμών που ρέουν στη Μαύρη Θάλασσα.

Σταμάτημα των ποταμών που ρέουν στη Θάλασσα της Αράλης.

Στάση του Yenisei.

Η εξάλειψη των σωλήνων επικοινωνίας θα οδηγήσει στη μετατόπιση των πλανητικών δορυφόρων σε κυκλικές τροχιές γύρω από τον Ήλιο, η ακτίνα των τροχιών θα είναι μικρότερη από την ακτίνα της τροχιάς του Ερμή.

Η αφαίρεση του σωλήνα επικοινωνίας με τον Ήλιο σημαίνει σβήσιμο της κορώνας.

Η αφαίρεση του σωλήνα επικοινωνίας με τη Σελήνη σημαίνει εξάλειψη της αναπαραγωγής του «χρυσού δισεκατομμυρίου» και του «χρυσού εκατομμυρίου», ενώ η Σελήνη «απομακρύνεται» από τη Γη κατά 1.200.000 χλμ.

Για την οπτική απεικόνιση του μαγνητικού πεδίου, χρησιμοποιούνται γραμμές μαγνητικής επαγωγής. Γραμμή μαγνητικής επαγωγής καλούν μια γραμμή σε κάθε σημείο της οποίας η επαγωγή του μαγνητικού πεδίου (διάνυσμα) κατευθύνεται εφαπτομενικά στην καμπύλη. Η κατεύθυνση αυτών των γραμμών συμπίπτει με την κατεύθυνση του πεδίου. Συμφωνήθηκε ότι οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής θα πρέπει να σχεδιάζονται έτσι ώστε ο αριθμός αυτών των γραμμών ανά μονάδα επιφάνειας της τοποθεσίας κάθετα σε αυτές να είναι ίσος με τη μονάδα επαγωγής σε μια δεδομένη περιοχή πεδίου. Τότε το μαγνητικό πεδίο κρίνεται από την πυκνότητα των γραμμών μαγνητικής επαγωγής. Όπου οι γραμμές είναι πυκνότερες, ο συντελεστής επαγωγής του μαγνητικού πεδίου είναι μεγαλύτερος. Οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής είναι πάντα κλειστέςΔιαφορετικός γραμμές έντασης ηλεκτροστατικού πεδίου, τα οποία είναι ανοιχτά (έναρξη και λήξη με χρεώσεις). Η κατεύθυνση των γραμμών μαγνητικής επαγωγής βρίσκεται σύμφωνα με τον κανόνα της δεξιάς βίδας: εάν η μεταφορική κίνηση της βίδας συμπίπτει με την κατεύθυνση του ρεύματος, τότε η περιστροφή της συμβαίνει προς την κατεύθυνση των γραμμών μαγνητικής επαγωγής.Για παράδειγμα, ας δώσουμε μια εικόνα των γραμμών μαγνητικής επαγωγής ενός συνεχούς ρεύματος που ρέει κάθετα στο επίπεδο του σχεδίου από εμάς πέρα ​​από το σχέδιο (Εικ. 2).

Ας βρούμε την κυκλοφορία της επαγωγής του μαγνητικού πεδίου γύρω από έναν κύκλο αυθαίρετης ακτίνας ένα, που συμπίπτει με τη γραμμή μαγνητικής επαγωγής. Το πεδίο δημιουργείται από ρεύμα και δύναμη Εγώ, που ρέει κατά μήκος ενός άπειρου μήκους αγωγού που βρίσκεται κάθετα στο επίπεδο του σχεδίου (Εικ. 3). Η επαγωγή του μαγνητικού πεδίου κατευθύνεται εφαπτομενικά στη γραμμή μαγνητικής επαγωγής. Ας μετασχηματίσουμε την έκφραση, αφού a = 0 και cosa = 1. Η επαγωγή του μαγνητικού πεδίου που δημιουργείται από ένα ρεύμα που διαρρέει έναν άπειρο μακρύ αγωγό υπολογίζεται από τον τύπο: Β= m0m ΕΓΩ/(2σελ ένα), Οτι Η κυκλοφορία του διανύσματος κατά μήκος αυτού του περιγράμματος βρίσκεται χρησιμοποιώντας τον τύπο (3):     , επειδή - περιφέρεια. Ετσι, Μπορεί να αποδειχθεί ότι αυτή η σχέση ισχύει για ένα περίγραμμα αυθαίρετου σχήματος που περιβάλλει έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα. Αν ένα μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από ένα σύστημα ρευμάτων Εγώ 1, Εγώ 2, ... , Εγώ n, τότε η κυκλοφορία της επαγωγής του μαγνητικού πεδίου κατά μήκος ενός κλειστού βρόχου που περικλείει αυτά τα ρεύματα είναι ίση με

(4)

Η σχέση (4) είναι ο νόμος του συνολικού ρεύματος: Η κυκλοφορία της επαγωγής του μαγνητικού πεδίου κατά μήκος ενός αυθαίρετου κλειστού κυκλώματος είναι ίση με το γινόμενο της μαγνητικής σταθεράς, της μαγνητικής διαπερατότητας και του αλγεβρικού αθροίσματος των ρευμάτων που καλύπτονται από αυτό το κύκλωμα.

Η ένταση του ρεύματος μπορεί να βρεθεί χρησιμοποιώντας την πυκνότητα ρεύματος ι: Οπου μικρό- περιοχή διατομής του αγωγού. Τότε ο συνολικός ισχύων νόμος γράφεται ως

(5)

ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΡΟΗ.

Κατ' αναλογία με τη ροή έντασης ηλεκτρικού πεδίου, εισάγεται μια ροή επαγωγής μαγνητικού πεδίου ή μαγνητική ροή. Μαγνητική ροή μέσω κάποιας επιφάνειας καλούμε τον αριθμό των γραμμών μαγνητικής επαγωγής που το διαπερνούν. Έστω να υπάρχει μια επιφάνεια με εμβαδόν μικρό. Για να βρούμε τη μαγνητική ροή μέσω αυτής, ας χωρίσουμε νοερά την επιφάνεια σε στοιχειώδεις περιοχές με εμβαδόν dS, τα οποία μπορούν να θεωρηθούν επίπεδα, και το πεδίο μέσα σε αυτά είναι ομοιόμορφο (Εικ. 4). Στη συνέχεια η στοιχειώδης μαγνητική ροή dФΜέσω αυτής της επιφάνειας ισούται με: dФσι = B dS cos  = Β n dS, Οπου σιείναι η μονάδα επαγωγής μαγνητικού πεδίου στη θέση της θέσης,  είναι η γωνία μεταξύ του διανύσματος και της κανονικής προς τη θέση, σι n = Β cos  είναι η προβολή της επαγωγής του μαγνητικού πεδίου στην κανονική κατεύθυνση. Μαγνητική ροή φάΤο B σε ολόκληρη την επιφάνεια είναι ίσο με το άθροισμα αυτών των ροών dФΒ, δηλ.

ένα μικρό dS Ρύζι. 4

(6)

αφού το άθροισμα των απειροελάχιστων μεγεθών είναι ολοκλήρωση.

Σε μονάδες SI, η μαγνητική ροή μετριέται σε webers (Wb). 1 Wb = 1 T·1 m2.

ΘΕΩΡΗΜΑ ΓΚΑΟΥΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

Στην ηλεκτροδυναμική αποδεικνύεται το ακόλουθο θεώρημα: Η μαγνητική ροή που διαπερνά μια αυθαίρετη κλειστή επιφάνεια είναι μηδέν , δηλ.

Αυτή η αναλογία ονομάζεται Θεώρημα Gauss για μαγνητικό πεδίο. Αυτό το θεώρημα είναι συνέπεια του γεγονότος ότι στη φύση δεν υπάρχουν «μαγνητικά φορτία» (σε αντίθεση με τα ηλεκτρικά) και οι γραμμές μαγνητικής επαγωγής είναι πάντα κλειστές (σε αντίθεση με τις γραμμές έντασης ηλεκτροστατικού πεδίου, που ξεκινούν και τελειώνουν με ηλεκτρικά φορτία).

ΕΡΓΑΣΙΑ ΓΙΑ ΚΙΝΗΣΗ ΑΓΩΓΟΥ ΜΕ ΡΕΥΜΑ ΣΕ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

Είναι γνωστό ότι μια δύναμη Ampere δρα σε έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα σε ένα μαγνητικό πεδίο. Εάν ο αγωγός κινείται, τότε κατά την κίνησή του αυτή η δύναμη λειτουργεί. Ας το ορίσουμε για μια ειδική περίπτωση. Ας εξετάσουμε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, ένα από τα τμήματα DCπου μπορεί να γλιστρήσει (χωρίς τριβή) κατά μήκος των επαφών. Σε αυτή την περίπτωση, η αλυσίδα σχηματίζει ένα επίπεδο περίγραμμα. Αυτό το κύκλωμα βρίσκεται σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο με επαγωγή κάθετη στο επίπεδο του κυκλώματος, κατευθυνόμενη προς εμάς (Εικ. 5). Προς τον ιστότοπο DCΗ δύναμη του αμπέρ δρα

F = BIl sina =BIl, (8)

Οπου μεγάλο- μήκος του τμήματος, Εγώ- η ισχύς του ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό. - η γωνία μεταξύ των κατευθύνσεων του ρεύματος και του μαγνητικού πεδίου. (Σε αυτή την περίπτωση= 90° και αμαρτία  = 1). Βρίσκουμε την κατεύθυνση της δύναμης χρησιμοποιώντας τον κανόνα του αριστερού χεριού. Όταν μετακινείτε μια περιοχή DCσε μια στοιχειώδη απόσταση dxγίνεται στοιχειώδης δουλειά dA, ίσος dA = F dx. Λαμβάνοντας υπόψη το (8), λαμβάνουμε:

dA = BIl dx = IB dS = I dФΒ, (9)

επειδή η dS = l dx- την περιοχή που περιγράφει ο αγωγός κατά την κίνησή του, dФσι =B·dS- μαγνητική ροή μέσω αυτής της περιοχής ή αλλαγή μαγνητικής ροής μέσω της περιοχής ενός επίπεδου κλειστού βρόχου. Η έκφραση (9) ισχύει επίσης για ένα μη ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο. Ετσι, η εργασία που γίνεται για τη μετακίνηση ενός κλειστού βρόχου με σταθερό ρεύμα σε ένα μαγνητικό πεδίο είναι ίση με το γινόμενο της ισχύος του ρεύματος και της αλλαγής της μαγνητικής ροής μέσω της περιοχής αυτού του βρόχου.

ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΕΠΑΓΩΓΗΣ

Το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής είναι το εξής: με οποιαδήποτε αλλαγή στη μαγνητική ροή που διαπερνά την περιοχή που καλύπτεται από το αγώγιμο κύκλωμα, δημιουργείται μια ηλεκτροκινητική δύναμη σε αυτό. Την φωνάζουν e.m.f. επαγωγή . Εάν το κύκλωμα είναι κλειστό, τότε υπό την επίδραση του emf. εμφανίζεται ένα ηλεκτρικό ρεύμα, που ονομάζεται επαγωγή .

Ας εξετάσουμε ένα από τα πειράματα που διεξήγαγε ο Faraday για την ανίχνευση του επαγόμενου ρεύματος, άρα και του emf. επαγωγή. Εάν ένας μαγνήτης ωθηθεί ή τραβηχτεί σε μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα συνδεδεμένη με μια πολύ ευαίσθητη ηλεκτρική συσκευή μέτρησης (γαλβανόμετρο) (Εικ. 6), τότε καθώς ο μαγνήτης κινείται, παρατηρείται μια παραμόρφωση της βελόνας του γαλβανόμετρου, υποδεικνύοντας την εμφάνιση επαγόμενου ρεύματος. Το ίδιο παρατηρείται όταν η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα κινείται σε σχέση με τον μαγνήτη. Εάν ο μαγνήτης και η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα είναι ακίνητα μεταξύ τους, τότε δεν εμφανίζεται επαγόμενο ρεύμα. Έτσι, με την αμοιβαία κίνηση αυτών των σωμάτων, συμβαίνει μια αλλαγή στη μαγνητική ροή που δημιουργείται από το μαγνητικό πεδίο του μαγνήτη μέσω των στροφών της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, η οποία οδηγεί στην εμφάνιση ενός επαγόμενου ρεύματος που προκαλείται από το αναδυόμενο emf. επαγωγή.

Ο ΚΑΝΟΝΑΣ ΤΟΥ ΛΕΝΤΣ

Καθορίζεται η κατεύθυνση του ρεύματος επαγωγής Ο κανόνας του Lenz :Το επαγόμενο ρεύμα έχει πάντα μια κατεύθυνση τέτοια ώστε το μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί να εμποδίζει την αλλαγή της μαγνητικής ροής που προκαλεί αυτό το ρεύμα. Από αυτό προκύπτει ότι καθώς αυξάνεται η μαγνητική ροή, το προκύπτον επαγόμενο ρεύμα θα έχει μια κατεύθυνση τέτοια ώστε το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από αυτό να κατευθύνεται ενάντια στο εξωτερικό πεδίο, εξουδετερώνοντας την αύξηση της μαγνητικής ροής. Η μείωση της μαγνητικής ροής, αντίθετα, οδηγεί στην εμφάνιση ενός επαγωγικού ρεύματος, το οποίο δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που συμπίπτει στην κατεύθυνση με το εξωτερικό πεδίο.