физика. Теория Индукционный ток
 Скачать 1.51 Mb.
|
|
1. Электромагнитная индукция Теория: Индукционный ток Великому английскому физику Майклу Фарадею потребовалось почти 10 лет, чтобы ответить в 1831 году на вопрос: как превратить магнетизм в электричество? Что же служит причиной появления тока в катушке, в цепи которой нет источника тока? Ток в катушке всегда возникает при изменении магнитного поля, в котором она находится. Электрический ток в замкнутом контуре, возникающий при изменении магнитного поля, называется индукционным. Индукционный ток, так же как и ток от гальванического элемента или аккумулятора, представляет собой упорядоченное движение электронов. Причины электромагнитной индукции Явление возникновения индукционного тока в контуре называют электромагнитной индукцией. Многочисленные опыты М. Фарадея привели к выводу, что индукционный ток в контуре, замкнутом на гальванометр, возникает при изменении: магнитного поля;  площади контура;  ориентации контура в магнитном поле.  Во всех случаях изменяется число линий магнитной индукции, то есть меняется магнитный поток. Индукционный ток возникает при всяких изменениях магнитного потока Ф, пронизывающего контур замкнутого проводника. Если же магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, не меняется, то индукционный ток в контуре не возникает. Пример: если вращать полосовой магнит внутри катушки, замкнутой на гальванометр, вокруг его вертикальной оси, то индукционный ток не возникает, так как магнитный поток не меняется.  Развитие электротехники Открытие электромагнитной индукции вызвало появление и бурное развитие электротехники. На основе этого явления были созданы генераторы электрической энергии. В их разработке принимали участие учёные и техники разных стран, в том числе и наши соотечественники: Э. Х. Ленц, Б. С. Якоби, М. И. Доливо-Добровольский и др.  Применение электромагнитной индукции Явление электромагнитной индукции лежит в основе действия индукционной плиты. Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают не только в проволочных контурах, но и в массивных образцах металла. Эти токи называют вихревыми токами, или токами Фуко. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание. Принцип работы индукционной плиты показан на рисунке. Под стеклокерамической поверхностью плиты находится катушка индуктивности, по которой протекает переменный электрический ток, создающий переменное магнитное поле. Частота тока составляет 20–60 кГц. В дне посуды наводятся токи индукции, которые нагревают его, а заодно и помещённые в посуду продукты. Нет никакой теплопередачи снизу вверх, от конфорки через стекло к посуде, а значит, нет и тепловых потерь. С точки зрения эффективности использования потребляемой электроэнергии индукционная плита выгодно отличается от всех других типов кухонных плит.  1 — посуда из ферромагнитного материала; 2 — стеклокерамическая поверхность; 3 — слой изоляции; 4 — катушка индуктивности. |