Elektromagnetska indukcija

Magnetsko polje zavojnice

Zavojnica je element strujnog kruga spiralnog oblika i karakterizira ju veličina koju zovemo induktivitet \(L\). Mjerna jedinica induktiviteta je Henrij [H]. Kada zavojnicom teče struja ona stvara magnetsko polje.

Fizika -  | Gradivo.hr Fizika -  - Gradivo.hr

Za razliku od ravnog vodiča kod zavojnice zakretanjem prstiju možemo prikazati smjer struje, a palac ima smjer magnetskog polja. Magnetsko polje kroz zavojnicu duljine \(l\) i broja namotaja \(N\) računamo po formuli:

\( B = \mu_0 \mu_r \frac{NI}{l} \)

Tok magnetskog polja

Magnetski tok je skalarna veličina koju definiramo kao umnožak magnetske indukcije \(B\) i površine \(S\) kroz koju prolaze silnice tog magnetskog polja. Označavamo ga s \(\phi\) i njegova je mjerna jedinica Weber [Wb].

Magnetski tok računamo po formuli:

\( \phi = BS \cos{\alpha} \)

Kut \(\alpha\) je kut između magnetskog polja i okomice na površinu.

Elektromagnetska indukcija

Znamo da zavojnica kojom teče struja stvara magnetsko polje. Promjenom magnetskog toka kroz zavojnicu, inducira se napon \(U_i\) na krajevima zavojnice. Tu pojavu zovemo elektromagnetska indukcija, a napon na krajevima zovemo inducirani napon.

Fizika -  | Gradivo.hr Fizika -  - Gradivo.hr

Provlačenjem magneta kroz zavojnicu mijenjamo magnetski tok što rezultira induciranjem napona na krajevima zavojnice.

Inducirani se napon opire promjeni magnetskog toka i računamo ga po formuli:

\( U_i = - N \frac{\Delta \phi}{\Delta t} \)

Vodič se giba u magnetskom polju

Kada se vodič giba u magnetskom polju na naboje u vodiču djeluje Lorentzova sila.

Fizika -  | Gradivo.hr Fizika -  - Gradivo.hr

Magnetsko polje djeluje u papir. Prema pravilu desne ruke, Lorentzova sila na pozitivne naboje djeluje prema gore, a na negativne prema dolje. Dolazi do razdvajanja naboja u vodiču što uzrokuje induciranje napona na krajevima tog vodiča. Taj inducirani napon računamo po formuli:

\( U_i = - Blv \sin{\alpha} \)