Prezentācija fizikā Jelgavas Vakara (maiņu) vidusskolas 11.kl. skolēniem: magnētiskā plūsma, indukcijas EDS

1. Magnētiskā plūsma.
Indukcijas EDS.
Indukcijas strāva.
P. Puķītis.
Fizika 11. klasei: 139-143. lpp.

2. Magnētiskā plūsma Φ
• Daudzu magnētisko parādību
raksturošanai indukcijas B vietā
ērtāk izmantot magnētisko plūsmu
Φ [fī]
• Ja magnētiskajā laukā ar indukciju
B izvēlas kontūru, kura laukums ir
S, tad Φ=BScosα
n – normāle (perpendikuls) pret laukumu S

4. Magnētiskā plūsma Φ
• Magnētiskās plūsmas SI sistēmas
mērvienība ir T·m2
jeb vēbers Wb.
• Ja kontūrs izvēlēts perpendikulāri
magnētiskā lauka indukcijas
virzienam, α = 0o
; cosα=1
Φ=BS
https://en.wikipedia.org/wiki/Wilhe
http://www.myshared.ru/slide/1281153/

5. Indukcijas līnijas
• Lai grafiski attēlotu magnētiskā lauka
(plūsmas) stiprumu, caur kontūra laukumu
velk tik indukcijas līniju, cik liels ir indukcijas
modulis.
http://sustainability.sellafieldsites.com/resources/labmouse/physics_a2/4303.php

6. Elektromagnētiskā indukcija
• Ja caur vadītāja kontūra laukumu mainās
magnētiskā plūsma, kontūrā inducējas
elektrodzinējspēks (EDS)
http://makeagif.com/tRRzt2

7. http://www.physics-chemistry-interactive-flash-animation.com/electricity_electromagnetism_interactive/alternating_voltage_AC_magnet
Elektromagnētiskā indukcija
• Magnēta kustības laikā spole pārvēršas par
strāvas avotu.

8. Elektromagnētiskā indukcija
• Indukcijas EDS lielums ir atkarīgs no
– spoles vijumu skaita N
– magnētiskās plūsmas maiņas ātruma
t
N
∆
∆Φ
=ε

9. Indukcijas strāvas virziens
• Indukcijas strāva plūst tādā virzienā, ka tās radītā
magnētiskā plūsma caur kontūra laukumu
kompensē ārējās plūsmas maiņu
– Ja magnētu tuvina kontūram ,indukcijas strāva plūst
pulksteņrādītāja virzienā
– Ja magnētu attālina no kontūra, tad strāva plūst pretēji
pulksteņrādītāja virzienam.

10. Elektriskais virpuļlauks
• Ja spolē plūst indukcijas strāva, tad spoles vijumos ir
arī elektriskais lauks
• Elektrisko lauku veido rada mainīgā magnētiskā
plūsma
• Elektriskā virpuļlauka intensitātes līnijas ir
noslēgtas, tās izvietojas plaknē, kas ir
perpendikulāras magnētiskā lauka indukcijas līnijām
https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/elektromagnetiska_indukcija/

11. http://giphy.com/gifs/elements-induction-KNFcVWx73EcmI

12. EDS rašanās kustībā esošos vadītājos
• Ja homogēnā magnētiskā laukā pārvieto
metāla stienīti, tad uz stienītī esošajiem
elektroniem darbojas Lorenca spēks
• Stienīša gali kļūst pozitīvi un negatīvi lādēti, jo
mainās elektronu izvietojums
• Starp stienīša galiem veidojas potenciālu
starpība (spriegums) un inducējas EDS

13. EDS rašanās kustībā esošos vadītājos
• Inducētais EDS ir atkarīgs no
– magnētiskās indukcijas B
– stienīša kustības ātruma v
– stienīša garuma l
– leņķa, ko veido ātruma v un indukcijas B virzieni

14. Uzdevums (MG 141. lpp.)
Uz gandrīz vertikāli novietotām metāla latiņām novieto metāla
stienīti un palaiž vaļā (att.) Sistēma atrodas homogēnā
magnētiskā laukā, kura indukcijas līnijas ir perpendikulāras
zīmējuma plaknei un vērstas virzienā uz skatītāju. Magnētiskā
lauka indukcija B=1,5 T; stienīša garums L=0,3 m un masa
m=0,2 kg. Latiņu gali savienoti ar rezistoru, kura pretestība
R=0,4Ω.
A. Kurš stienīša gals uzlādējas pozitīvi, kurš negatīvi, kad
stienītis sāk kustēties?
•Kad stienītis sāk kustēties, uz brīvajiem
elektroniem stienītī darbojas Lorenca spēks
•Lorenca spēka virzienu nosaka pēc kreisās
rokas likuma
•Brīvie elektroni virzās uz b galu
•Kustībā stienītī inducējas EDS, tas kļūst par
strāvas avotu a+ un b-. https://www.fizmix.
+ -

15. Uzdevums (MG 141. lpp.)
Uz gandrīz vertikāli novietotām metāla latiņām novieto metāla
stienīti un palaiž vaļā (att.) Sistēma atrodas homogēnā
magnētiskā laukā, kura indukcijas līnijas ir perpendikulāras
zīmējuma plaknei un vērstas virzienā uz skatītāju. Magnētiskā
lauka indukcija B=1,5 T; stienīša garums L=0,3 m un masa
m=0,2 kg. Latiņu gali savienoti ar rezistoru, kura pretestība
R=0,4Ω.
B. Kādā virzienā caur rezistoru plūst strāva, ja stienītis
pārvietojas lejup?
•Strāvas virziens ķēdes ārējā daļā vērsts no
strāvas avota pozitīvā pola uz negatīvo
•Strāva plūst no kreisās puses uz labo.
+ -
I

16. Uzdevums (MG 141. lpp.)
Uz gandrīz vertikāli novietotām metāla latiņām novieto metāla
stienīti un palaiž vaļā (att.) Sistēma atrodas homogēnā
magnētiskā laukā, kura indukcijas līnijas ir perpendikulāras
zīmējuma plaknei un vērstas virzienā uz skatītāju. Magnētiskā
lauka indukcija B=1,5 T; stienīša garums L=0,3 m un masa
m=0,2 kg. Latiņu gali savienoti ar rezistoru, kura pretestība
R=0,4Ω.
C. Kādā virzienā uz stienīti darbojas Ampēra spēks,
stienītim pārvietojoties lejup?
•Ampēra spēka virzienu nosaka pēc kreisās
rokas likuma.
•Ampēra spēks virzīts vertikāli augšup.
•Ampēra spēks farbojas pretēji smaguma
spēkam un bremzē kustību.
+ -
I
http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/

17. http://giphy.com/gifs/magnet-u6nNTLfP
http://giphy.com/gifs/copper-hl0OAihPKeaPK

18. Uzdevums (MG 141. lpp.)
Uz gandrīz vertikāli novietotām metāla latiņām novieto metāla
stienīti un palaiž vaļā (att.) Sistēma atrodas homogēnā
magnētiskā laukā, kura indukcijas līnijas ir perpendikulāras
zīmējuma plaknei un vērstas virzienā uz skatītāju. Magnētiskā
lauka indukcija B=1,5 T; stienīša garums L=0,3 m un masa
m=0,2 kg. Latiņu gali savienoti ar rezistoru, kura pretestība
R=0,4Ω.
D. Raksturot stienīša kustību pēc palaišanas vaļā.
•Pēc palaišanas stienītis krīt smaguma spēka ietekmē ar
paātrinājumu g
•Ātrums pieaug
•Pieaugot ātrumam, pieaug indukcijas EDS
•Pieaug bremzējošais Ampēra spēks
•Kad smaguma spēks kompensē Ampēra spēku, stienīša ātrums
vairs nepalielinās; stienītis slīd lejup vienmērīgi.
+ -
I

19. Uzdevums (MG 141. lpp.)
Uz gandrīz vertikāli novietotām metāla latiņām novieto metāla
stienīti un palaiž vaļā (att.) Sistēma atrodas homogēnā
magnētiskā laukā, kura indukcijas līnijas ir perpendikulāras
zīmējuma plaknei un vērstas virzienā uz skatītāju. Magnētiskā
lauka indukcija B=1,5 T; stienīša garums L=0,3 m un masa m=0,2
kg. Latiņu gali savienoti ar rezistoru, kura pretestība R=0,4Ω.
E. Noteikt stienīša kustības maksimālo ātrumu, pieņemot, ka
latias ir pietiekami garas.
Dots:
B = 1,5 T
m = 0,2 kg
L = 0,3 m
R = 0,4 Ω
v = ?
+ -
Stienītis sasniegs maksimālo ātrumu, kad FA = mg
R
I
ε
=
mgBIL = mg
R
BL =
ε
mg
R
BLv
BL =
BL
mg
R
BLv
=
22
LB
mgR
v =

20. Puķītis. Fizika 11. klasei Praktiskie darbi. 80. lpp.
=⋅⋅⋅=Φ − o
0cos10102,0 3
Wb5
102 −
⋅

21. samazinās
inducējas plūst
Ja magnētu attālina no kontūra, tad strāva plūst pretēji pulksteņrādītāja virzienam.
Šajā gadījumā inducēto strāvu magnētiskais lauks cenšas magnētisko plūsmu caur
kontūru palielināt, jo prom virzošā magnēta dēļ magnētiskā plūsma samazinās.

22. Papildus informācijas avoti:
• http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_11/default.aspx@tabid=3&id=620.html
• https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/elektromagnetisms/elektromagnetiska_indukcija/
• http://www.ulbrokas-vsk.lv/diski/Physicon2/Open%20Physics%202.6%20part
%202%20Lat/content/chapter1/section/paragraph20/theory.html
• Явление электромагнитной индукции
http://interneturok.ru/ru/school/physics/11-klass/belektromagnitnaya-
indukciyab/yavlenie-elektromagnitnoy-induktsii-variant-1-zelenin-s-v?
seconds=0&chapter_id=122
• Движение проводника в магнитном поле
http://interneturok.ru/ru/school/physics/11-klass/belektromagnitnaya-
indukciyab/dvizhenie-provodnika-v-magnitnom-pole?seconds=0&chapter_id=122
• http://www.myshared.ru/slide/1281153/
Videostundas krievu valodā:

23. JAUTĀJUMI?