Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա

Էլեկտրամագնիսականություն
Էլեկտրականություն Մագնիսականություն
Էլեկտրաստատիկա Էլեկտրական լիցք Ստատիկ էլեկտրականություն Էլեկտրական դաշտ Հաղորդիչ Մեկուսիչ Տրիբոէլեկտրականություն Էլեկտրաստատիկ լիցքաթափում Ինդուկցիա Կուլոնի օրենք Գաուսի օրենք Էլեկտրական հոսք Պոտենցիալ էներգիա Էլեկտրական դիպոլային մոմենտ Բևեռացման խտություն
Մագնիսաստատիկա Մագնիսական դաշտի շրջապտույտի թեորեմ Մագնիսական դաշտ Մագնիսացում Մագնիսական հոսք Բիո-Սավարի օրենք Մագնիսական դիպոլային մոմենտ Գաուսի օրենքը մագնիսականության համար
Էլեկտրադինամիկա Լորենցի ուժ Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա Ֆարադեյի օրենք Լենցի կանոն Շեղման հոսանք Մաքսվելի հավասարումներ Էլեկտրամագնիսական դաշտ Էլեկտրամագնիսական ճառագայթում Մաքսվելի թենզոր Պոյնտինգի վեկտոր Լիենար-Վիխերտի պոտենցիալներ Յեֆիմենկոյի հավասարումներ Մրրկային հոսանք Լոնդոնի հավասարումներ
Էլեկտրական ցանց Էլեկտրական հոսանք Էլեկտրական պոտենցիալ Լարում Դիմադրություն Օհմի օրենք Հաջորդական միացում Զուգահեռ միացում Հաստատուն հոսանք Փոփոխական հոսանք Էլեկտրաշարժիչ ուժ Ունակություն Ինդուկտիվություն Իմպեդանս Ռեզոնատոր Ալիքատար
Կովարիանտ ձևակերպում Էլեկտրամագնիսական թենզոր Քառաչափ հոսանք Էլեկտրամագնիսական պոտենցիալ
Գիտնականներ Ամպեր Կուլոն Ֆարադեյ Գաուս Հեվիսայդ Հենրի Հերց Լորենց Մաքսվել Տեսլա Վոլտա Վեբեր Էրստեդ

Էլեկտրամագնիսկան ինդուկցիա, էլեկտրամագնիսկան մակածում, էլեկտրական հոսանքի առաջացում փակ կոնտուրում՝ դրանով անցնող մագնիսական հոսքի փոփոխության ժամանակ։ Հայտնաբերել է Մայքլ Ֆարադեյը 1831 թ. օգոստոսի 29-ին։

Մակածման հոսանքի ի հայտ գալը վկայում է, որ հաղորդիչ կոնտուրում առաջանում է որոշակի ԷլՇու։ Ֆարադեյի փորձերը ցույց են տվել, որ մակածման հոսանքը, հետևաբար՝ նաև մակածման ԷլՇՈւ-ն, առաջանում են միայն այն ժամանակ, երբ փակ կոնտուրով սահմանափակված մակերևույթով անցնող ինդուկցիայի գծերի թիվը փոփոխվում է։ Բայց որևէ մակերևույթով անցնող ինդուկցիայի գծերի թիվը համեմատական է այդ մակերևույթով անցնող ինդուկցիայի գծերի թիվը համեմատական է այ մակերևույթով մագնիսական հոսքին, ուստի՝ կարելի է եզրակացնել, որ էլեկտրամագնիսական մակածման ԷլՇՈւ-ի ծագման պատճառը մագնիսական հոսքի փոփոխությունն է։

Փորձերից հետևում է, որ որքան արագ է փոփոխվում մագնիսական հոսքը, այնքան մեծ է կոնտուրում մակածված ԷլՇՈւ-ն, այսինքն՝ մակածման ԷլՇՈւ-ի մոդուլը համեմատական է հոսքի փոփոխության արագության` Δφ/Δt մոդուլին՝

$|\varepsilon |+\left|{\frac {\Delta \Phi }{\Delta t}}\right|$ : Ներմուծելով համեմատականության գործակից՝ այդ կախումը կարող ենք արտահայտել հետևյալ հավասարումով.

$|\varepsilon |=k\left|{\frac {\Delta \Phi }{\Delta t}}\right|$

Միավորների միջազգային համակարգում համեմատականության գործակիցը՝ k=1, ուստի վերևում նշված բանաձևն ունի հետևյալ տեսքը՝

$|\varepsilon |=\left|{\frac {\Delta \Phi }{\Delta t}}\right|$

Այս բանաձևի հիման վրա կարելի է ձևակերպել մագնիսական հոսքի միավորի՝ վեբերի (1 Վբ) ևս մեկ սահմանում՝ փակ կոնտուրով սահմանափակված մակերևույթով մագնիսական հոսքը հավասար է 1 Վբ-ի, եթե 1 վայրկյանում այդ հոսքի՝ մինչև զրո հավասարաչափ նվազման դեպքում կոնտուրում ծագում է 1 Վ մակածման ԷլՇՈւ։

Գազազյանի գարմանահրաշ բացահայտտումները

Լինելով Նյուտոնի բաջանաղի քենին,որոշակի շռնդալից ունակություններ փոխանցվել էին այս խարտյաշ երիտասարդին։ Ձևակերպելով Ալիսա Տոմերոյի օրենքը, նա իր ոգելից հետքը թողեց այս գեդեոն գիտության մեջ։ ζ(զետա)-ով նշանակելով, ձևակերպեց Գազազետտայի հատկությունը։ Նա նկատեց մի ցանցաբդածածկ հետաքրքրանք։ Նա ինտեգրեց կաթը, ստացավ կով, ապա կառուցելով կաթի դիֆֆերենցիալ գրաֆիկը,ստացավ կաթի մակերեսը ու գտավ վերոհիշյալ կովի զանգվածը։ Գրաֆիկը կառուցեց մետաքսաթելով, հարթամռթաբրբրդիչների(ռաժոկ) հարթության վրա։

Էլեկտրամագնիսական մակածման ԷլՇՈւ-ի մոդուլը

Բանաձևը հնարավորություն է տալիս որոշելու էլեկտրամագնիսական մակածման ԷլՇՈւ-ի մոդուլը։ Այն ներկայացնենք այնպես, որ արտահայտի նաև մակածման հոսանքի ուղղությունը, այսինքն՝ հաշվի առնի նաև Լենցի կանոնը։ Դրա համար անհրաժեշտ է նախ ընտրել փակ կոնտուրի շրջանցման դրական ուղղություն։ Այն կարելի է կապել կոնտուրով սահմանափակված մակերևույթի նորմալի հետ։ Որպես կոնտուրի շրջանցման դրական ուղղություն ընդունվում է խցանահանի բռնակի պտտման ուղղությունը, երբ խցանահանի սայրը համընթաց շարժվում է մակերևույթի նորմալի ուղղությամբ։ Եթե մակածման հոսանքի ուղղությունը համընկնում է կոնտուրի շրջանցման դրական ուղղության հետ, ապա հոսանքի ուժը, ինչպես նաև մակածման ԷլՇՈւ-ն համարվում է դրական, հակառակ դեպքում՝ բացասական։ Դիցուք՝ մագնիսական ինդուկցիայի B վեկտորն ուղղված է կոնտուրով սահմանափակված մակերևույթի նորմալի երկայնքով և ժամանակի ընթացքում աճում է։ Այդ դեպքում մագնիսական հոսքի փոփոխման արագությունը դրական է։ Համաձայն Լենցի կանոնի՝ մակածված հոսանքի ստեղծած մագնիսական դաշտի ինդուկցիան պետք է հակառակ ուղղված լինի B վեկտորին, որպեսզի խոչընդոտի նրա աճը։ Այստեղից հետևում է, որ մակածման հոսանքի ուղղությունը հակառակ է կոնտուրի շրջանցման դրական ուղղությանը, այսինքն՝ մակածման ԷլՇՈւ-ն ունի բացասական նշան՝ $\varepsilon <0$: Ուստի՝ բանաձևում ${\frac {\vartriangle \Phi }{\vartriangle t}}$ արտահայտության առաջ պետք է դրվի «մինուս» նշան։ Երբ դաշտը նվազում է, ${\frac {\vartriangle \Phi }{\vartriangle t}}$ <0: Դարձյալ Լենցի կանոնով որոշելով մակածման հոսանքի ուղղությունը, համոզվում ենք, որ այս դեպքում $\varepsilon >0$: Հետևաբար՝ այս դեպքում ևս բանաձևում պետք է դրվի «մինուս» նշան, որպեսզի ε-ն լինի դրական։ Այսպիսով՝ բոլոր դեպքերում $|\varepsilon |=-{\frac {\vartriangle \Phi }{\vartriangle t}}$ :

Այս բանաձևն արտահայտում է էլեկտրամագնիսական մակածման օրենքը, համաձայն որի՝ փակ կոնտուրում էլեկտրամագնիսական մակածման ԷլՇՈւ-ն հավասար է այդ կոնտուրով մագնիսական հոսքի փոփոխության արագությանը՝ վերցրած հակառակ նշանով։ Մագնիսական հոսքի Φ=BScosα բանաձևից հետևում է, որ փակ կոնտուրով հոսքը կարելի է փոփոխել երեք տարբեր եղանակներով։

Փակ կոնտուրով հոսքի փոփոխման եղանակները

1. Մագնիսական դաշտի ինդուկցիայի վեկտորի և դաշտում տեղադրված հարթ կոնտուրի մակերևույթի նորմալի կազմած α անկյունը չեն փոխվում, փոխվում է միայն մագնիսական դաշտի ինդուկցիայի մոդուլը։ Այս դեպքում ԷլՇՈւ-ն որոշվում է, $\varepsilon =-S\cos \alpha {\frac {\vartriangle B}{\vartriangle t}}$ բանաձևով։

2. Մագնիսական դաշտի ինդուկցիայի վեկտորը և նրա ու կոնտուրի մակերևույթի նորմալի կազմած α անկյունը չեն փոխվում, փոխվում է միայն կոնտուրի մակերեսը։ Այդ դեպքում մակածված ԷլՇՈւ-ն կարելի է որոշել $\varepsilon =-B\cos \alpha {\frac {\vartriangle S}{\vartriangle t}}$ բանաձևով։

3. Մագնիսական դաշտի ինդուկցիայի վեկտորը և կոնտուրի մակերեսը չեն փոխվում, փոխվում է միայն կոնտուրի մակերևույթի նորմալի և ինդուկցիայի վեկտորի կազմած α անկյունը։

Գործնականում, որպես կանոն, մակածման հոսանք ստանում են ոչ թե մեկ փակ կոնտուրում, այլ մեծ թվով գալարներ պարունակող փաթույթում։ Այդ դեպքում, երբ մագնիսական հոսքի փոփոխման արագությունը բոլոր գալարներում նույնն է, մակածման ԷԼՇՈւ-ն մեծանում է N անգամ, որտեղ N-ը փաթույթի գալարների թիվն է՝ $\varepsilon =-N\cos \alpha {\frac {\vartriangle \Phi }{\vartriangle t}}$:

Տես նաև

• Ֆարադեյի էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենք

Աղբյուրներ

• Ավագ դպրոցի 11-րդ դասարանի ֆիզիկայի դասագիրք ընդհանուր և բնագիտամաթեմատիկական հոսքերի համար։ Երևան, «Էդիթ Պրինտ» 2010: Հեղինակներ՝ Էդուարդ Ղազարյան, Ալբերտ Կիրակոսյան, Գագիկ Մելիքյան, Արտավազդ Մամյան, Սոս Մաիլյան։

Արտաքին հղումներ

• The Feynman Lectures on Physics Vol. II Ch. 17: The Laws of Induction

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 4, էջ 21)։