Cərəyanın maqnit sahəsinin enerjisi

Cərəyanın maqnit sahəsinin enerjisi
Məlumdur ki, konturda cərəyan şiddəti artarkən induksiya cərəyanının e.h.q.-nin istiqamətini əsas cərəyanın e.h.q.-nin əks istiqamətində olur. Bu halda elektrik mənbəyi induksiya cərəyanın e.h.q.-ni dəf edərək müəyyən əlavə iş görmüş olur. Həmin işi hesablayaq.
Induksiya cərəyanının e.h.q. olarsa, dt zamanda elektrik mənbəyinin gördüyü iş:
və ya
olduğundan
Bu cərəyan şiddəti qədər dəyişərkən görülən işdir.
Cərəyan şiddəti sıfırdan dək dəyişərsə görülən iş:
olacaqdır
Cərəyanın maqnit sahəsinin enerjisi bu görülən iş qədər artdığından, maqnit sahəsinin enerjisi olar. Deməli maqnit sahəsinin enerjisi:
Elektrik konturu solenoid olarsa :
Sonsuz uzun solenoidin maqnit induksiyası
Onda
Maqnit sahəsinin enerji sıxlığı : bərabər olur.
Mövzu№ 19
Elektromaqnit induksiyası
Faradey təcrübəsi. Lents qaydası.
İnduksiya cərəyanının e.h.q.- nin təyini. Faradey qanunu.
İnduksiya zamanı konturda axan elektrik yükü. Maqnit sahəsinin intensivliyinin ölçülməsi.
Öz- özünə induksiya. Dövrənin açılması və qapanması zamanı yaranan ekstra cərəyanlar.
Qarşılıqlı induksiya.
Maqnit sahəsinin enerjisi.
Faradey təcrübəsi. Lens qaydası.
Faradey belə nəticəyə gəlmişdir ki, naqili “kəsən” maqnit seli dəyişərsə yaxud naqil dəyişən maqnit sahəsində olarsa, həmin naqildə induksiya e.h.q. yaranır və naqil qapalı olduqda isə induksiya cərəyanı yaranır. Bu zaman maqnit selinin hansı üsulla dəyişməsinin fərqi yoxdur.
Dövrə qapandıqda (solenoidin maqnit sahəsi yaranarkən) və açıldıqda (solenoidin maqnit sahəsi yox olarkən) qalvanometr induksiya cərəyanının yarandığını göstərir.
Təcrübələr göstərir ki, maqnit induksiyası selinin dəyişmə sürəti böyük olduqca əmələ gələn induksiya e.h.q. də çox olur.
Induksiya cərəyanının istiqamətini Lens qaydası ilə müəyyən edilir. Qapalı konturda yaranan induksiya cərəyanı elə istiqamətə malik olur ki, onun yaratdığı maqnit induksiya seli konturun əhatə etdiyi səthdən keçən və həmin cərəyanın özünü yaradan maqnit induksiya selinin əksinə yönəlsin. Başqa sözlə desək Lens qaydasına görə induksiya cərəyanının istiqaməti elə yönəlir ki, həmişə induksiyanı doğuran səbəbə əks təsir göstərir. Məsələn: induksiya seli artdıqca (>0) <0 olur, yəni sahənin qüvvə xətləri boyunca baxdıqda induksiya e.h.q. saat əqrəbinin əksinə yönəlir. Induksiya seli azalarsa (<0) >0 olar, yəni yuxarıdakı şərt daxilində induksiya e.h.q. saat əqrəbi istiqamətində təsir edir.
İnduksiya cərəyanının e.h.q.- nin təyini. Faradey qanunu.
Induksiya e.h.q. ilə maqnit selinin dəyişmə sürəti arasında riyazi ifadəsini tapmaq üçün belə bir misala baxaq. Fərz edək ki, uzunluğu olan mütəhərrik hissəli kontura e.h.q. olan mənbə qoşolmuşdur və konturda cərəyanı yaradır.
müddətində konturdan yükü keçir və mənbə işini görür. Kontur maqnit sahəsində deyilsə, onda bu iş tam Coul- Lens istiliyinin ayrılmasına sərf olunar, yəni=
Buradan , burada R- bütün konturun, mənbənin daxili müqaviməti də daxil olmaqla, ümumi müqavimətdir. Indi fərz edək ki, baxdığımız kontur ona perpendikulyar yönəlmiş bircins maqnit sahəsindədir, yəni maqnit induksiyası ilə uzunluqlu mütəhərrik hissə qarşılıqlı perpendikulyardır.
Cərəyanlı naqilə maqnit sahəsin də istiqaməti sol əl qaydası ilə təyin olunan Amper qüvvəsi təsir etdiyindən maqnit sahəsində baxdığımız kontur yerini dəyişir, yəni qüvvəsi maqnit sahəsində iş görür. Bu işi hesablayaq.
- Amper qüvvəsinin təsirindən mütəhərrik hissəsi hərəkət edərək yerini qədər dəyikşdikdə görülən iş:
olduğundan
Burada - s\thindən keçən maqnit selinin dəyişməsidir. Onda alırıq. zaman ərzində cərəyanın tam işi olub bir hissəsi coul istiliyinə (yəni ), digər hissəsi isə naqil maqnit sahəsində hərəkət etdikdə görülən işinə sərf olur, yəni:
=+
Bu ifadənin hər iki tərəfini -ə bölək:
Onda . Bu Om qanununun ifadəsidir.
Burada e.h.q.-dən əlavə bir e.h.q.-si də var ki, bu da naqilin maqnit sahəsində hərəkəti nəticəsində meydana çıxmışdır və -ə bərabərdir. Bu ifadəyə Faradey qanunu deyilir. (-) işarəsi, induksiya cərəyanının əsas cərəyanın əksinə yönəldiyini göstərir (Lens qaydası tələb etdiyi kimi).
Induksiya seli artdiqda (>0) <0 olur, induksiya seli azaldıqda isə (<0) >0 olur.
0>0>
|