Faradejev zakon

1. ЕЛЕКТРОМАГНЕТНА
ИНДУКЦИЈА

2. Идеја за истраживање
Ерстед је 1820.године открио да у простору
око проводника са струјом постоји магнетно
поље.
Након тога, многи истраживачи уложили су
велике напоре да открију обрнут ефекат:
настанак електричне струје посредством
магнетног поља.
Један од најупорнијих био је енглески
физичар Мајкл Фарадеј који на овом открићу
радио 10 година и дошао до успеха тек 1831.

3. Мајкл Фарадеј био је сиромашни младић
који се са 20 година запослио као слуга
једног професора на факултету.
Захваљујући свом марљивом раду и таленту
после 3 године изабран је за члана
Краљевског друштва у Лондону, а после 10
година, откривши електромагнетну
индукцију, постао је највећи физичар 19.
века.

4. Линк ка phet
симулацији
Линк ка анимацији на
Yout Tube

5.  Калем са већим бројем навојака изоловане
жице спојимо са галванометром.
 При увлачењу шипкастог магнета у калем
казаљка галванометра скреће у једну
страну, а при извлачењу у супротну, што
показује да струја мења смер.
 Ако магнет зауставимо игла галванометра
се враћа на нулу – у колу нема струје.
 Индукована струја се јавља при кретању
магнета или калема. При томе се мења број
линија магнетног поља које секу калем, па
се мења и магнетно поље у коме се калем
налази.

6. Ова појава настајања електричне струје,
односно електромоторне силе у проводнику
који се креће у магнетном пољу (динамичка) или
се налази у променљивом магнетном пољу
(статичка) зове се Електромагнетна индукција
 Да се подсетимо: Електромоторна сила је
величина којом се карактерише сваки извор струје.
По дефиницији је бројно једнака раду који изврше
стране силе при преношењу јединичног позитивног
наелектрисања са негативног на позитиван пол
унутар извора струје. Бројно је једнака напону
генератора када је коло отворено.

7. Фарадејев закон електромагнетне
индукције гласи:
t
e




При промени магнетног флукса који обухвата
нека затворена струјна контура у њој се
индукује елктромоторна сила која је једнака
брзини промене тог флукса.

8. +
-
+
-
L
B
V
F+
F-
ЕМС може да се индукује и ако се проводник
креће у сталном магнетном пољу

9.  Када се проводник креће у магнетном пољу
заједно са њим крећу се и наелектрисане
честице.
 Лоренцова сила врши раздвајање
наелектрисања јер делује на електроне и
нагомилава их на једном крају проводника
тако да на другом крају проводника постоји
вишак позитивног наелектрисања па на
крајевима проводника постоји разлика
потенцијала, односно ЕМС.

10.  Посматрамо затворену проводну контуру са
покретном страницом која се креће брзином v у
магнетном пољу.
 При томе се мења површина S коју контура
ограничава
 Ако се за време Δt покретни проводник помери
за Δs = v·Δt тада се површина S промени за
Δ S = l·v·Δt
+
+
- -
I
I
I I
B
v
S
 ×
s v t
=
l S

11. t
t
Blv
t 




Промена флукса који обухвата затворена
струјна контура је тада
ΔФ = В·Δ S ΔФ = В·l·v·Δt
Ако се последњи израз подели са Δt
Десна страна овог израза једнака је
негативној вредности ЕМС
e
t





12. Можемо да закључимо:
Појава индуковане ЕМС се може објаснити на
два начина:
Ако се проводник креће у магнетном пољу
Лоренцова сила игра улогу стране силе и раздваја
наелектрисања, при чему се на крајевима
проводника јавља разлика потенцијала
Ако се магнетно поље мења током времена,
ствара се вртложно електрично поље које
приморава електроне да се уређено крећу кроз
проводник. (Ово је касније открио Максвел –
творац теорије електромагнетног поља.)

У оба случаја ефекат је исти:
кроз проводник протиче индукована струја

13. Примена
 На принципу електромагнетне индукције
раде генератори наизменичне струје.
 Генератор трофазне струје састоји се из три
калема изоловане жице који међусобно
заклапају углове од 120° (статори).
 Када се између калемова окреће јак магнет
или електромагнет (ротор) у њима се индукује
струја.