ELEKTROMAGNETYZM

Wzbudzanie prądu indukcyjnego

Zmienne pole magnetyczne może wytworzyć w przewodniku prąd. Taki prąd nazywamy
prądem indukcyjnym. Natomiast zjawisko wzbudzania prądu indukcyjnego nazywamy
indukcją elektromagnetyczną.

Prąd indukcyjny możemy wzbudzić poprzez:

wsuwanie i wysuwanie magnesu (ruch magnesu względem zwojnicy)

wsuwanie i wysuwanie elektromagnesu do zwojnicy

włączanie i wyłączanie prądu w zwojnicy

zmianę natężenia prądu w elektromagnesie przy pomocy opornicy suwakowej

STRUMIEŃ WEKTORA INDUKCJI MAGNETYCZNEJ

Strumień magnetyczny jest to iloczyn skalarny wektora indukcji magnetycznej i wektora

powierzchni.

Całkowity strumień magnetyczny przechodzący przez dowolną powierzchnię zamkniętą
równy jest zero. Linie pola są zawsze krzywymi zamkniętymi, tyle samo linii pola wchodzi do
danej powierzchni jak i z niej wychodzi.

ZJAWISKO INDUKCJI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

Zjawiskiem indukcji elektromagnetycznej nazywamy zjawisko powstawania

siły

elektromotorycznej w wyniku zmian strumienia magnetycznego przechodzącego przez
zwojnicę.

REGUŁA LENZA

Prąd indukcyjny płynie w takim kierunku, aby pole magnetyczne przez niego wytworzone
przeszkadzało zmianom pola, dzięki którym prąd powstał.

Transformator -

urządzenie służące do zamiany napięć.

Prąd płynący w uzwojeniu pierwotnym n

1

wytwarza w rdzeniu zmienne pole magnetyczne.

Ze względu na dużą przenikalność magnetyczną rdzenia pole to rozchodzi się po całym
rdzeniu. W tym zmiennym polu magnetycznym znajduje się uzwojenie wtórne n

2

. W wyniku

zjawiska indu

kcji elektromagnetycznej powstaje w nim napięcie U

2

.

n -

ilość zwojów

Sprawnością transformatora

nazywamy stosunek mocy w uzwojeniu wtórnym do

mocy w uzwojeniu pierwotnym.

sin

B

v

q

F

B

v

q

F













Siła elektrodynamiczna

Siła działająca na przewodnik z prądem, umieszczony się w polu magnetycznym.
Jeśli w polu magnetycznym umieścimy przewodnik o długości l, przez który płynie prąd o
natężeniu I, to działa na niego siła elektrodynamiczna (magnetyczna) F, której wartość
obliczamy ze wzoru:

F =

BIlsinα

Kąt α jest to kąt między kierunkiem przepływu prądu a kierunkiem linii pola. Współczynnik B
– indukcja magnetyczna – wielkość charakteryzująca pole magnetyczne. Jednostką indukcji
magnetycznej jest tesla (T).

Schemat działania siły elektrodynamicznej

Siła Lorentza jest to siła działająca na poruszający się ładunek w polu magnetycznym
F

– siła Lorentza

q

– ładunek elektryczny

v

– prędkość cząstki

B

– indukcja magnetyczna

α – kąt pomiędzy wektorem prędkości cząstki a wektorem indukcji

magnetycznej

Reguła lewej dłoni, Reguła Fleminga - jeżeli lewą dłoń ustawi się tak,
aby linie pola magnetycznego zwrócone były prostopadle ku wewnętrznej
powierzchni dłoni (wnikają w wewnętrzną stronę dłoni), a wszystkie palce
-

z wyjątkiem kciuka - wskazywały kierunek płynącego prądu dodatniego

(poruszającej się cząsteczki), to odchylony kciuk wskaże kierunek i zwrot
siły elektrodynamicznej działającej na dodatni ładunek elektryczny
umieszczony w tym polu (dla ładunku ujemnego zwrot siły będzie
przeciwny).

Strumie

ń indukcji magnetycznej- wartość strumienia indukcji magnetycznej jest równa

iloczynowi wartości indukcji magnetycznej B i pola powierzchni S, prostopadłej do linii pola
magnetycznego

Wzajemne oddziaływanie przewodników z prądem

Jeżeli zwrot przepływu prądów płynących w przewodnikach równoległych jest zgodny to
przewodniki się przyciągają w przeciwnym wypadku się odpychają siłą o wartości opisaną
poniższą zależnością:

Gdy wektor prędkości jest prostopadły do wektora indukcji B wygodnie jest wtedy posłużyć
się symbolicznym przedstawieniem wektora prostopadłego do płaszczyzny rysunku:

wektor zwrócony za płaszczyznę rysunku

wektor zwrócony przed rysunek stronę patrzącego

Cząstka poruszająca się w jednorodnym polu magnetycznym w ten sposób, że wektor
prędkości jest prostopadły do wektora indukcji porusza się ruchem jednostajnym po okręgu.
Ilustruje to poniższy rysunek.











Wokół przewodnika prostoliniowego linie pola magnetycznego mają kształt okręgów
współśrodkowych.