marți, 12 iunie 2012

Inductia electromagnetica

   Dupa 10 ani de cercetari ziua de 29 august 1831 reprezinta o data memorabila pentru Michael Faraday. Este data notata in caietul de lucru al lui Faraday, in dreptul unui experiment care a dovedit ca un circuit strabatut de un flux magnetic variabil, devine sediul unei tem care dureaza atata timp cat fluxul magnetic variaza. Daca circuitul este inchis, el este strabatut de un curent electric indus; daca circuitul este deschis la bornele lui apare o tem indusa. Faraday a numit inductie acest fenomen care produce tem de inductie si un curent de inductie.
   In figura alaturata sunt reprezentate doua circuite: circuitul 2 (circuit indus) este strabatut de un flux magnetic variabil creat de circuitul 1 (circuit inductor), care este parcurs de curentul inductor I1 ce poate fi variat cu ajutorul unui reostat. Daca se mareste curentul inductor I1, fluxul magnetic Φ prin conturul 2 va creste, ceea ce duce la aparitia in circuitul 2 a unui curent numit curent indus I2 inregistrat de galvanometrul G. Micsorarea curentului inductor I1 produce slabirea fluxului magnetic prin conturul 2 si ca urmare, in acesta din urma apare un curent indus de sens contrar celui din prima situatie.
   Din formula fluxului magnetic care strabate o suprafata S, a carei normala face un unghi α cu directia campului magnetic uniform, Φ = B·S·cosα = μo·μr·H·S·cosα, se vede ca fluxul magnetic depinde de patru marimi: μr, H, S si α. Variatia oricareia dintre ele produce schimbarea fluxului Φ, ceea ce are ca rezultat aparitia unui curent indus intr-un circuit plasat in campul respectiv. Prin urmare, in circuitul 2 apar curenti indusi si in urmatoarele cazuri:
1. circuitul 2 se apropie su se indeparteaza de 1 (variaza intensitatea campul magnetic H);
2. circuitul 2 se roteste in raport cu circuitul 1 (variaza unghiul α);
3. se introduce o substanta in interiorul conturului 2 (variaza μr);
4. se deformeaza circuitul 2(variaza aria S a circuitului). Asadar, fenomenul de producere a unei tensiuni electromotoare intr-un circuit care inconjoara un flux magnetic variabil se numeste inductie electromagnetica.    Fenomenul de inductie electromagnetica se produce datorita unui camp magnetic variabil, chiar in absenta unui circuit. In absenta circuitului, prin variatia fluxului magnetic intr-o regiune din spatiu ia nastere un camp electric indus cu linii de camp inchise variabil in timp. Deci, in sens mai larg, prin fenomenul de inductie electomagnetica se intelege aparitia unui camp electric variabil in regiunea in care exista un flux magnetic variabil.

Regula lui Lenz

   Pentru a stabili sensul tem induse sa descriem urmatorul experiment: La un capat al miezului de fier al unui electromagnet (inductor), fara a se atinge de el, se suspenda prin doua fire un inel de aluminiu (indusul) ca in figura de mai jos.
   Se lasa sa treaca curentul electric prin bobina inductoare. La inchiderea circuitului bobinei, inelul este respins de bobina inductoare. La deschiderea circuitului inductor, inelul de aluminiu este atras de bobina inductoare. Reunind datele experimentale cunoscute, Lenz formuleaza urmatoarea regula: Tem indusa are un astfel de sens incat prin campul magnetic indus la care da nastere se opune variatiei fluxului magnetic inductor.
Autoevaluare Regula lui Lenz

   Aplicand regula lui Lenz stabiliti sensul curentului indus intr-o bobina in circuitul careia este conectat un galvanometru. a. daca magnetul se apropie de bobina (ca in figura), b. daca magnetul se departeaza de bobina.

Un comentariu: