Kirish Asosiy qism I bob Elektromagnit induksiya 1 Magnit maydon haqida tushuncha 2

1.2. Elektromagnit induksiya hodisasi

XIX asrning boshlarida elektr va magnetizm o`rtasida chambarchas aloqa borligi o`rnatildi. Tokli o`tkazgich atrofida magnit maydoni vujudga keladi, elektr zaryadlangan jism yoki zarralarning har qanday harakatida magnit maydoni vujudga keladi. Shu bilan birga, aniqlandiki modda atomlari xususiy magnetizmga ega, qaysiki elektronning yadro atrofidagi harakati tufayli yuzaga keladi. Fransuz fizigi Amper gipotezani olg`a suradi, qaysiki umuman magnit massa mavjud emasligi, a doimiy magnitlarning magnetizmi bu ichki atom va malekulyar toklar orientasiyasining natijasi ekanligi. Shuning uchun magnit maydoni hamma vaqt harakatdagi zaryadlar, elektr toki tomonidan vujudga kelishi tushunarli bo`lgan edi. Ko`pgina olimlar teskari effektning mavjudligiga, ya`ni magnit maydoni elektr tokini yuzaga keltirishga ishonar edi. Ammo bu hodisani kashf qilish bag`ishlangan ko`pgina o`rinishlar uzoq vaqt muvaffaqiyatsizlikka uchraydi. Bu masala ingliz fizigi Maykl Faradey tomonidan 1831 yilda echildi. O`tkazgichlarni magnit kuch chiziqlari kesganda ularda e.yu.k. paydo bo`lish hodisasini namoyish qiladigan qator tajribalarni Faradey o`tkazdi. Agar magnit maydonida harakatlanayotgan o`tkazgichga galvanometr ulansa, berk konturda elektr toki vujudga keladi.

chuqur tajriba tadqiqot natijasiga tabiatning muhim qonunlaridan biri elektromagnit induksiya qonuni kashf qilindi. Bu qonuni mazmunini quyidagicha izohlash mumkin: Berk konturga kriyotgan magnit oqimining har qanday o`zgarishida bu konturda e.yu k. vujudga keladi ( induksiyalanadi ). Elektromagnit induksiya nomini olgan bu hodisa mutloq ko`pchilik elektrotexnik va radiotexnik uskunalar ishlashi va loyihalashini tushunishda g`oyatda muhim ahamiyatga ega.
Faradey bu tokni induksion tok deb atadi. Elektromagnit induksiya O’tkazgichning magnit induksiya oqimini kesib o’tishi yoki yopiq kontur qamragan magnit induksiya oqimining o’zgarishi hisobiga o’tkazgich yoki konturda EYuKning hosil bo’lishi elektromagnit induksiya hodisasi deyiladi Konturda hosil bo’ladigan tok induksion tok deb ataladi. Induksion tokning asosiy xususiyatlari:

1. Induksion tok doimo kontur bilan bog’langan magnit induksiyasi oqimi o’zgargan holda hosil bo’ladi.

2. Induksion tokning kuchi magnit induksiyasi oqimi o’zgarishining usuliga bog’liq bo’lmay, magnit oqimining o’zgarish tezligiga bog’liqdir.

Magnit oqimi o’zgarishining sabablari Konturning yoki uning qandaydir qismining doimiy magnit maydonida ko’chishi Qo’zg’almas konturda magnit maydonining vaqt bo’yicha o’zgarishi Lorens kuchining o’tkazgichlardagi harakatlanayotgan zaryadlarga ta’siri natijasida induksiya EYuK paydo bo’lishi Uyurmali elektr maydon hosil bo’lishidagi kuchlar ta’sirida induksiya EYuK paydo bo’lishi

Faradey qonuni (1831y.) Induksion toklarning hosil bo’lishi zanjirda elektromagnit induksiya elektr yurituvchi kuchi deb ataladigan elektr yurituvchi kuch borligidan dalolat beradi.

Faradey tajribalari bilan tanishaylik. Agar doimiy magnit

berk o'ramli g'altak ichiga kiritilsa yoki undan chiqarilsa (1.1-rasm) konturda induksion tok hosil boiadi: doimiy magnitning N qutbi g'altakka (1.1 rasm)

yaqinlashganda galvanometrning strelkasi bir tomonga, magnit g'altakdan uzoqlashtirilganda esa qarama-qarshi tomonga og'adi. Bu induksion tokning yo'nalishi o'zgarganidan dalolat beradi. Magnit qancha kuchli, uning harakati qancha tez va g'altak o'ramlari qancha ko'p bolsa. induksion tokning qiymati shuncha katta boiadi. Magnitning ikkinchi S qutbi bilan ham yuqoridagi tajribani qaytarish mumkin. Bitta g'altakka bir-biridan izolatsiyalangan ikki sim o'ralgan boisin. Birinchi o'ram kalit (K) orqali tok manbai (B) ga ulangan. Birinchi o'ramdan o‟tayotgan tok kuchi o‟zgarmaganda ikkinchi o'ramda hech qanday tok vujudga kelmagan. Ikkinchi g'altakning uchlari esa galvanometr (G) ga ulangan. Birinchi o'ramni tok manbaiga ulash va uzish vaqtida ikkinchi o'ramda qisqa muddatli induksion tok qayd qilingan. Bu hodisaga elektromagnit induksiya deb ataladi. Keyinchalik Faradey eleketromagnit induksiya hodisasini yuqoridagidek turli xil variantlarda amalga oshirdi. Faradey tajribalarini tahlil qilib quyidagi xulosaga keldi. Induksion tok berk konturdan o'tuvchi magnit induksiya oqimining o'zgarishi tufayli vujudga keladi. Induksion tokning qiymati magnit oqimining o'zgarish tezligi dф/dt ga bog‟liqdir.

1 833-yilda Lens induksiya tokining yo'nalishini aniqiaydigan umumiy qoidani tajriba yoli bilan topdi. Bu qoida Lens qoidasi deb ataladi: Yopiq konturda hosil bo'lgan induksion tok shunday yo'nalgan bo'ladiki, uning xususiy magnit maydoni bu tokni vujudga keltiradigan magnit induksiya oqimining o'zgarishiga to'sqinlik qiladi. Biz ko'rgan barcha hollarda induksion tokning yo'nalishi Lens qoidasiga mos kelayotganini ko'rish mumkin. Masalan, 1 konturdagi tok ortganda (1.2- rasm) ikkinchi kontur orqali o'tayotgan induksiya magnit oqimi ortadi. Bu vaqtda ikkinchi konturda hosil bo'lgan induksion tokning xususiy magnit maydoni birinchi konturning magnit maydoniga qaramaqarshi yo'nalgan bo'ladi. Bundan induksion tokning yo'nalishi birinchi g'altakda oqayotgan asosiy tokka qarama-qarshi yo'na-lishda ekanligi kelib chiqadi. Induksion tokning yo'nalishini galvanometr strelkasini o'ng yoki chapga og'ishi orqaii aniqlash mumkin.

(1.2-rasm)
. Lens qoidasi yopiq konturda induksion tokning yo’nalishini aniqlashga imkon beradi.

Lens qoidasining qo’llanilishi:

1. В tashqi magnit maydonning magnit induksiyasi chiziqlari yo’nalishini aniqlashda;

2. Magnit induksiyasi oqimining kontur yuzasidan o’tganda ko’payishi (ΔФ>0) yoki kamayishini (ΔФ>0 bo’lgan holda В chiziqlariga qarama-qarshi, ΔФ Ф<0) aniqlashda;

3. Induksion magnit maydonining magnit induksiyasi vektori В I chiziqlarining

yo’nalishini aniqlashda. Lens qoidasiga asosan bu chiziqlar ΔФ>0 bo’lgan

holda В chiziqlariga qarama-qarshi, ΔФ<0 bo’lgan holda В chiziqlari bo’ylab

yo’nalgan bo’ladi:

4. В magnit induksiyasi chiziqlari yo’nalishini bilgan holda I induksion tok

yo’nalishini aniqlashda.

Doimiy magnit tayoqcha galvanometrga ulangan g’altak ichiga kiritilishi va chiqarilishida konturda induksion tok hosil bo’ladi (9.1-rasm).

9.1-rasm

Demak, magnit oqimining o’zgarishi konturda tok hosil qiladi. Tajribalar ko’rsatishicha, induksion tokning kattaligi magnit oqimiga emas, balki magnit oqimining o’zgarish tezligi va ishorasiga proporsional bo’lib, uni qanday yo’l bilan o’zgartirishga bog’liq emas.

Lents (1833 y.) induksion tok yo’nalishini aniqlashga imkon beruvchi tajribani amalga oshirdi. Agar doimiy magnit qutblaridan biri berk halqaga yaqinlashtirilsa, halqada induksion tok hosil bo’lib, bu tokning magnit maydoni doimiy magnit maydonini konpensatsiyalaydi, sistema muvozanat vaziyatidan og’adi. Magnit qutbi ochiq halqaga yaqinlashtirilsa, hech qanday o’zgarish kuzatilmaydi. (9.2-rasm)

9.2-rasm

Tajriba natijalarini umumlashtirib, induksion tok shunday yo’nalgan deyish mumkinki, uni hosil qilgan magnit maydon induksiyasi, induksion tokni vujudga keltirayotgan magnit induksiyasini hamma vaqt konpensatsiyalaydi. Yopiq konturda indusion tok shunday yo’nalganki, u o’zining magnit maydoni bilan uni hosil qiluvchi magnit maydon o’zgarishiga qarshilik ko’rsatadi. Amalda induksion tok yo’nalishini aniqlash uchun ma’lum qoida ishlab chiqilgan. U o’ng qo’l qoidasi deb yuritiladi. O’ng qo’l kaftiga magnit induksiya chiziqlari kiradigan qilib joylashtirilsa, bosh barmoq o’tkazgich harakati yo’nalishini ko’rsatib, to’rttala barmoq induksion tok yo’nalishini ko’rsatadi.
Induksiya elektr yurituvchi kuch.
Faradey tajribalaridan ma’lumki, magnit oqimining o’zgarishi konturda tokni induksiyalaydi. Demak, konturda induksiya elektr yurituvchi kuch (E.Yu.K.) hosil bo’ladi. Hosil bo’lgan E.Yu.K. magnit oqimining o’zgarish tezligiga proporsionaldir. dФ/dt. Bu bog’lanishni ifodalash uchun bir jinsli magnit maydonida berk konturning dl elementini -tezlik bilan ko’chirilishini kuzatamiz. (9.3-rasm) Magnit maydonida konturning dl elementi, shuningdek uning tarkibidagi zaryadli zarrachalar ham shu tezlik bilan ko’chadi. Ularga Lorens kuchi ta’sir etishi tufayli

(9.1)

(9.2)

9.3-rasm

kuclanganligi -ga ekvevalent noelektrostatik maydon hosil bo’ladi. Bu maydon kuchlanganligining kontur bo’yicha sirkulyatsiyasi induksiya E.Yu.K.ni hosil qiladi:

(9.3)

(9.3) dagi kontur yuzining o`zgarishini hisobga olib,

(9.4)

(9.4) dagi -magnit oqimining o’zgarishini bildiradi.

; 1B = 1 Вб/сек yoki (9.5)

Agar, >0 bo’lsa, induksiya E.Yu.K. konturni aylanish yo’nalishiga teskari yo’nalishda ta’sir etadi va aksincha.

O’zinduksiya hodisasi

Istalgan berk konturdan o`tayotgan o’zgaruvchan tok shu kontur bilan chegaralangan sirtni kesib o’tuvchi o’zgaruvchan magnit induksiya oqimini hosil qiladi. Natijada shu konturda tok induksiyalanadi. Shunday qilib, tokning o’zgarishi tufayli shu konturning o’zida induksion E.Yu.K. ning hosil bo’lish hodisasiga o’zinduksiya hodisasi deb yuritiladi.

Magnit oqimi (Ф) magnit induksiyasi (B) va tok kuchi (I)ga to’g’ri proporsionaldir.

Ф=B·I yoki Ф=LI (9.7)

I=1A bo’lganda, berilgan kontur bo’yicha magnit oqimi qanchaga o’zgarishini ko’rsatadigan L-kattalik konturning induktivligi deyiladi. Ma’lumki, solenoid maydoni induksiyasi

(9.8)

Har bir o’ram orqali o’tgan oqim Ф¹=BS bo’lsa, to’la oqim:

(9.9)

uzunlik birligidagi o’ramlar soni -dan foydalanib:

(9.10)

(9.10 ) ni (9.7) bilan taqqoslab, induktivlik uchun:

(9.11)

(9.11) ni hisobga olib induksiya E.Yu.K.

(9.12)

(9.12) dan:

(9.13)

Induktivlik birligi qilib, 1 Genri qabul qilingan.

Tok kuchi 1 sekundda 1 A ga o’zgarganda uchlarida 1B induksiya E.Yu.K. hosil qiladigan g’altakning induktivligi 1 Genri bo’ladi.

O’zaro induksiya hodisasi.

Bir-biriga yaqin joylashgan ikkita qo’zg’almas konturni kuzatamiz (9.4-rasm). Agar konturlardan biridagi tok I₁, ikkinchi kontur qamrab olgan sirt orqali hosil qilgan magnit oqimi Ф₂₁-deb belgilansa,