|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
6.1.1 INDUKCIJA NAPETOSTI ZARADI PREČKANJA MAGNETNEGA PRETOKA |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|
 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Pri razjasnitvi inducirane napetosti v vodniku si pomagajmo s sklepanjem na osnovi slike 6.1.1.2. Za vsak elektron, ki se z vodnikom premika v smeri hitrosti v, lahko rečemo, da predstavlja majhen tok I. Smer magnetne sile na »tok« elektrona določimo po pravilu leve roke. Prosti elektroni ustvarijo pod vplivom magnetnih sil na eni strani vodnika presežek in na drugi strani primanjkljaj negativne elektrine, kar je vzrok električne napetosti med koncema vodnika. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Če bi obravnavani vodnik bil sestavni del električnega tokokroga s porabnikom, bi v vodniku inducirana napetost pognala v tokokrogu električni tok, katerega smer bi bila odvisna od smeri inducirane napetosti. Za ugotavljanje smeri inducirane napetosti zaradi prečkanja magnetnega pretoka uporabljamo pravilo desne roke (sl. 6.1.1.3): |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Smer inducirane napetosti prečkanja magnetnih silnic lahko določimo tudi na osnovi naravne zakonitosti ohranjanja ravnovesnih stanj, ki se za naš primer inducirane napetosti glasi: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Poglejmo, od česa je odvisna velikost inducirane napetosti. Poskus 6.1.1 z močnejšim magnetom bi nas prepričal o tem, kar je pričakovati, da je inducirana napetost pri enaki hitrosti prečkanja magnetnega pretoka večja, če je gostota magnetnega pretoka večja. Podobno velja za dolžino vodnika l, ki prečka magnetni pretok. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Do odvisnosti inducirane napetosti pa lahko pridemo na matematično nekoliko bolj oprijemljiv način. Opisani magnetni sili na elektron vodnika (sl. 6.1.1.2) namreč nasprotuje sila električnega polja ločenih elektrin. Za ravnovesje omenjenih sil lahko na osnovi enačb 4.1.1 in 5.2.5 napišemo in, poenostavljeno (!), sklepamo: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| q · E = q · B · v => E = B · v => E · l = B · v · l ali | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Enačba 6.1.1.1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Dobljena enačba za računanje inducirane napetosti pa velja le za primer pravokotnosti vodnika na magnetne silnice in smeri prečkanja silnic. V nasprotnem primeru je inducirana napetost manjša, računati pa jo moramo s projekcijama dolžine vodnika in hitrosti, ki sta pravokotni na magnetne silnice. Pri vzporednem gibanju vodnika s silnicami je inducirana napetost Ui = 0. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Na obravnavanem načinu magnetne indukcije električne napetosti temelji delovanje pretvornikov mehanske energije v električno. Najpogostejši primeri takšnih pretvornikov so generatorji električne napetosti, zato pravimo opisanemu načinu indukcije napetosti tudi generatorski način. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6.1.1.1 Generator enosmerne električne napetosti | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6.1.1.2 Generator izmenične napetosti | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6.1.1.3 Elektrodinamični mikrofon | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 inductio, lat. = vzbujanje 2 Lenz, nemški fizik, 1804−1865
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|