El fenómeno de la inducción electromagnética significa que un conductor colocado en un flujo magnético cambiante generará una fuerza electromotriz. A continuación se muestran los puntos de conocimiento de la inducción electromagnética física que he recopilado para usted. Puntos de conocimiento de la inducción electromagnética física
1. Efecto magnético de la corriente:
Coloque un cable paralelo al campo magnético Cuando el cable se energiza, la aguja magnética se desvía, como una. aguja magnética El mismo efecto que un imán. Esto muestra que no sólo los imanes pueden producir campos magnéticos, sino que las corrientes también pueden producir campos magnéticos. Este fenómeno se llama efecto magnético de la corriente.
2. Fenómeno del efecto magnético de la corriente:
El efecto de un imán sobre un hilo por el que circula corriente El imán ejercerá una fuerza sobre el hilo por el que circula corriente, desviando la varilla conductora. . La interacción entre corriente eléctrica y corriente eléctrica, hay dos cables que son paralelos entre sí y cerca uno del otro. Cuando a través de los cables pasan corrientes en la misma dirección y en direcciones opuestas, el fenómeno observado es: corrientes en la misma dirección. se atraen entre sí y las corrientes en direcciones opuestas se atraen entre sí.
3. La importancia del descubrimiento de la inducción electromagnética:
① El descubrimiento de la inducción electromagnética ha mejorado la comprensión de las personas sobre la relación intrínseca entre la electricidad y el magnetismo y anunció el surgimiento del electromagnético. como una disciplina unificada.
②El descubrimiento de la inducción electromagnética permitió a las personas encontrar las condiciones para que el magnetismo genere electricidad, marcando el comienzo de la era de los aparatos eléctricos para la humanidad.
③El descubrimiento del fenómeno de la inducción electromagnética ha promovido el desarrollo de la economía y la sociedad, y también refleja la belleza armoniosa y simétrica de las leyes naturales.
4. Comprensión de la inducción electromagnética:
Existe una conexión inevitable entre la electricidad y el magnetismo. La electricidad puede generar magnetismo, y el magnetismo también puede generar electricidad, pero existen condiciones para que el magnetismo pueda generarse. generar electricidad Sí, sólo un campo magnético cambiante o un cambio en la posición relativa puede producir una corriente inducida. La magnetoelectricidad se manifiesta como "cambios" y "movimientos" en el campo magnético.
Las causas de la corriente se resumen en cinco categorías:
① Cambio de corriente.
② Campo magnético cambiante.
③ Corriente constante para el movimiento.
④ Campo magnético en movimiento.
⑤ Un conductor que se mueve en un campo magnético.
5. Flujo magnético:
El producto del área de un circuito cerrado por la intensidad de la inducción magnética que lo atraviesa perpendicularmente se llama flujo magnético, es decir, ?, ? es el ángulo entre las líneas del campo magnético y el plano de la bobina.
6. ¿Explicación del flujo magnético?:
Aunque el producto del área de un circuito cerrado y la intensidad de la inducción magnética que lo atraviesa perpendicularmente se denomina flujo magnético, cuando el campo magnético no es perpendicular al área del circuito cerrado. En este momento, la intensidad de la inducción magnética también tiene una componente perpendicular al circuito cerrado y una componente de la intensidad de la inducción magnética perpendicular al área del circuito cerrado. circuito.
7. Condiciones para generar corriente inducida:
Primero, el circuito está cerrado.
El segundo es el cambio de flujo magnético.
8. Ley de Lenz:
La corriente inducida tiene una dirección tal que el campo magnético de la corriente inducida siempre dificulta el cambio del flujo magnético que provoca la corriente inducida.
9. Comprensión de la Ley de Lenz:
① El campo magnético de la corriente inducida no es necesariamente opuesto a la dirección del campo magnético original. Son opuestos sólo cuando el flujo magnético. del campo magnético original aumenta cuando el flujo magnético Al disminuir, ambos son iguales.
② La obstrucción no impide que el flujo magnético original aumente. El campo magnético de la corriente inducida solo puede obstaculizar el aumento pero no puede evitar que aumente, es decir, el flujo magnético original seguirá aumentando.
③La ley en sí no especifica directamente la dirección de la corriente inducida, solo proporciona una relación de obstrucción entre el campo magnético de la corriente inducida y el campo magnético original. Preste atención a distinguir los dos campos magnéticos y. su relación mutua.
10. Fuerza electromotriz inducida:
La fuerza electromotriz generada en el fenómeno de inducción electromagnética se llama fuerza electromotriz inducida, y la parte del conductor que genera la fuerza electromotriz inducida es equivalente a la fuente de alimentación.
11. Fuerza electromotriz trasera:
Definición: Cuando el motor gira, también se generará una fuerza electromotriz inducida en la bobina. Esta fuerza electromotriz siempre debilitará el efecto de la potencia. suministra fuerza electromotriz. A esta fuerza electromotriz la llamamos fuerza electromotriz contraria.
12. Aplicación de la ley de la inducción electromagnética:
La generación de fuerza electromotriz inducida La fuerza electromotriz generada por el conductor debido al campo eléctrico inducido se llama fuerza electromotriz inducida. El papel de la fuerza electromotriz inducida en el circuito es actuar como El circuito de la fuente de alimentación es el circuito interno. Cuando se conecta al circuito externo, suministrará energía al circuito externo. El campo magnético cambiante genera un campo eléctrico. Se puede observar el espacio donde se encuentra el conductor cerrado. Las cargas libres en el conductor generan una corriente inducida bajo la acción de la fuerza del campo eléctrico, o en otras palabras, se genera un campo eléctrico en el conductor. que el campo eléctrico inducido es equivalente a la llamada fuerza no electrostática dentro de la fuente de alimentación, que ejerce una fuerza sobre la carga.
13. Aplicación del campo eléctrico inducido:
El betatrón es un dispositivo que utiliza el efecto del campo eléctrico inducido sobre los electrones para acelerar electrones. Se utiliza principalmente para el estudio de la energía nuclear. reacciones.
14. Inductancia mutua y autoinductancia:
Fenómeno de inductancia mutua: No hay ningún cable conectado entre las dos bobinas, pero cuando la corriente en una bobina cambia, el cambio que produce El campo magnético inducirá una fuerza electromotriz en la otra bobina, fenómeno llamado inductancia mutua.
15. Tres puntos de comprensión de la inductancia mutua:
①. La inductancia mutua es un fenómeno de inducción electromagnética común que no solo ocurre en dos bobinas enrolladas entre sí. , y puede ocurrir entre cualquier circuito que esté cerca uno del otro.
② El fenómeno de la inductancia mutua puede transferir energía de un circuito a otro. Los transformadores se fabrican utilizando el fenómeno de la inductancia mutua.
③. En la ingeniería energética y los circuitos electrónicos, los fenómenos de inductancia mutua a veces afectan el funcionamiento normal de los circuitos. En este caso, es necesario encontrar formas de reducir la inductancia mutua entre los circuitos.
16. Fenómeno de autoinducción:
El fenómeno de inducción electromagnética provocado por cambios en la corriente del propio conductor se denomina fenómeno de autoinducción.
La inductancia mutua es un fenómeno de inducción electromagnética común que no solo ocurre entre dos bobinas enrolladas en el mismo núcleo de hierro, sino que también puede ocurrir entre dos circuitos cualesquiera que estén cerca uno del otro porque es un fenómeno electromagnético. fenómeno de inducción, por lo que puede analizarse utilizando la regla de Ampere y la ley de Lenz.
La dirección de la corriente de autoinducción se puede juzgar mediante la ley de Lenz. Cuando la corriente en el conductor aumenta, la dirección de la corriente de autoinducción es opuesta a la dirección original cuando la corriente disminuye; la dirección de la corriente de autoinducción es opuesta a la corriente original. La dirección es la misma. Al analizar el fenómeno de autoinducción, además de analizar cualitativamente el fenómeno de autoinducción cuando se enciende y apaga, la corriente cambia. En el circuito también se debe analizar semicuantitativamente. Al analizar, la corriente a través de la bobina de autoinductancia no debe mutar repentinamente. En segundo lugar, se debe prestar atención a los cambios en la estructura del circuito cuando es estable e inestable.
17. Corrientes de Foucault:
Cuando un bloque de metal se coloca en un campo magnético cambiante, o cuando se le permite moverse en un campo magnético, se generará una corriente inducida. en el bloque de metal. Esta corriente se formará en el bloque de metal, muy parecido a un vórtice en el agua, por eso se llama vórtice. La resistencia de toda la pieza de metal es muy pequeña, por lo que las corrientes parásitas suelen ser muy grandes.
18. Efecto térmico de las corrientes parásitas:
La bobina está conectada a una corriente que cambia repetidamente. Dentro de un cierto período de tiempo, si la corriente aumenta, su campo magnético se vuelve más fuerte. Según la teoría de Maxwell, el campo magnético cambiante excita un campo eléctrico inducido. Se puede considerar que el conductor está compuesto por muchas bobinas cerradas. Bajo la acción del campo eléctrico inducido, se genera una fuerza electromotriz inducida en estas bobinas. una corriente inducida en forma de vórtice. Debido a la resistencia del conductor, cuando la corriente eléctrica fluye en un conductor, se genera calor eléctrico. Este es el efecto térmico de la corriente parásita.
19. Amortiguación electromagnética y accionamiento electromagnético:
Amortiguación electromagnética: Cuando un conductor se mueve respecto a un campo magnético, la fuerza en amperios sobre la corriente inducida siempre dificulta su movimiento relativo, y la fuerza en amperios sobre la corriente inducida siempre dificulta su movimiento relativo. La fuerza de amperios se utiliza para obstaculizar El movimiento relativo entre el conductor y el campo magnético es la amortiguación electromagnética. El puntero del instrumento magnetoeléctrico puede detenerse rápidamente debido al uso de amortiguación electromagnética.
20. Accionamiento electromagnético:
Cuando un conductor se mueve respecto a un campo magnético, la fuerza en amperios sobre la corriente inducida siempre dificulta su movimiento relativo. Debe saberse que la fuerza en amperios. bloquea el movimiento relativo entre el campo magnético y el conductor. Hay varias formas de movimiento. Cuando el campo magnético se mueve de cierta manera, la fuerza en amperios en el conductor dificulta el movimiento relativo entre el conductor y el campo magnético, causando que el conductor. moverse (seguir la rotación) con el campo magnético. Este es un accionamiento electromagnético.
21. Accionamiento electromagnético y tren maglev:
El tren Maglev utiliza superconductores para producir un efecto diamagnético que hace flotar el tren hacia arriba y fuera de la vía, y periódicamente cambia la dirección de los polos magnéticos para generar movimiento El campo magnético permite que el vagón obtenga propulsión. El tren maglev es actualmente el tren nuevo tecnológicamente más avanzado del mundo y se ha puesto en funcionamiento con las siguientes ventajas:
① Alta velocidad. .
②Seguro, equilibrado y cómodo.
③El impacto entre el tren y la vía es pequeño, de larga duración y ahorro de energía.
④ Básicamente sin ruido ni contaminación del aire. Método de resolución de problemas de inducción electromagnética de física
Pasos para aplicar la ley de Lenz para determinar la dirección de la corriente inducida:
① Aclarar el circuito cerrado en estudio.
② Determina la dirección del campo magnético original.
③Juzgue el cambio de flujo magnético del campo magnético original en el circuito cerrado.
④ Determinar la dirección del campo magnético de la corriente inducida basándose en la ley de Lenz.
Utilice la regla de Ampere (regla de la espiral derecha) para determinar la dirección de la corriente inducida en función de la dirección del campo magnético de la corriente inducida.
Regla de la mano derecha:
Estira la mano derecha de manera que el pulgar quede perpendicular a los otros cuatro dedos y queden en un plano con la palma. Deja que entren las líneas de inducción magnética. la palma de la mano y haga que el pulgar apunte a la dirección del movimiento del cable. En este momento, la dirección señalada por los cuatro dedos es la dirección de la corriente inducida.
La relación entre la ley de Lenz y la regla de la mano derecha:
La corriente inducida generada por el movimiento del conductor que corta las líneas del campo magnético es un caso especial de la corriente inducida causada por el cambio de flujo magnético, por lo que se utiliza la mano derecha para determinar la dirección de la corriente inducida. La regla también es un caso especial de la ley de Lenz. Si se puede juzgar por la regla de la mano derecha, ciertamente se puede juzgar. por la ley de Lenz, pero en muchos casos no es tan conveniente y simple como la regla de la mano derecha. Por el contrario, lo que puede juzgarse mediante la ley de Lenz no puede juzgarse mediante la regla de la mano derecha.
Tenga en cuenta el ámbito de aplicación:
① La ley de Lenz se puede aplicar a diversas situaciones de corriente inducida causada por cambios en el flujo magnético. La regla de la mano derecha solo se aplica a una sección de. Conductor que corta la inducción magnética en un campo magnético. En el caso de movimiento del cable, no se puede utilizar cuando el conductor está estacionario.
② Atención al objeto de investigación: la ley de Lenz estudia todo el circuito cerrado, mientras que la regla de la mano derecha estudia el movimiento de una parte del circuito cerrado, es decir, una sección de conductor que corta el líneas de campo magnético.
Conocimiento de la inducción electromagnética
En primer lugar, las leyes de los fenómenos de inducción electromagnética. La inducción electromagnética estudia las características y reglas de conversión de otras formas de energía en energía eléctrica. Su núcleo es la ley de inducción electromagnética de Faraday y la ley de Lenz.
La ley de Lenz se expresa como: el campo magnético de la corriente inducida siempre obstaculiza el cambio de flujo magnético que provoca la corriente inducida. Es decir, si desea obtener corriente inducida (energía eléctrica), debe superar la fuerza en amperios generada por la corriente inducida para realizar trabajo, y necesita trabajo externo para convertir otras formas de energía en energía eléctrica. La ley de inducción electromagnética de Faraday refleja la capacidad externa para realizar trabajo. Cuanto mayor es la tasa de cambio del flujo magnético, mayor es la fuerza electromotriz inducida y mayor es la capacidad externa para realizar trabajo.
El segundo es el conocimiento de circuitos y mecánica. Se analiza principalmente las características y leyes de la transmisión de energía eléctrica, distribución en circuitos y conversión en otras formas de energía a través de aparatos eléctricos.
En aplicaciones prácticas, en mecánica se suelen utilizar las tres leyes de los circuitos (ley de Ohm, ley de resistencia y ley de Joule) y conceptos como la ley de Newton, el teorema del momento, la ley de conservación del momento, el teorema de la energía cinética y la ley de conservación de la energía.
La tercera es la regla de la mano derecha. Aplana tu mano derecha de modo que tu pulgar quede perpendicular a los otros cuatro dedos y en el mismo plano que tu palma. Coloque su mano derecha en el campo magnético si las líneas del campo magnético ingresan a la palma de su mano perpendicularmente (cuando las líneas del campo magnético son rectas, es equivalente a que la palma de su mano mire hacia el polo N) y su pulgar apunta hacia la dirección del movimiento del cable, entonces la dirección señalada por los cuatro dedos es la dirección de la corriente inducida en el cable.