Закон электромагнитной индукции — формулы, определение, примеры

Магнитный поток

Прежде, чем разобраться с тем, что такое электромагнитная индукция, нужно определить такую сущность, как магнитный поток.

Представьте, что вы взяли обруч в руки и вышли на улицу в ливень. Чем сильнее ливень, тем больше через этот обруч пройдет воды — поток воды больше.

Если обруч расположен горизонтально, то через него пройдет много воды. А если начать его поворачивать — уже меньше, потому что он расположен не под прямым углом к вертикали.

Теперь давайте поставим обруч вертикально — ни одной капли не пройдет сквозь него (если ветер не подует, конечно).

Магнитный поток по сути своей — это тот же самый поток воды через обруч, только считаем мы величину прошедшего через площадь магнитного поля, а не дождя.

Магнитным потоком через площадь ​S​ контура называют скалярную физическую величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции ​B​, площади поверхности ​S​, пронизываемой данным потоком, и косинуса угла ​α​ между направлением вектора магнитной индукции и вектора нормали (перпендикуляра к плоскости данной поверхности):

Магнитный поток Ф — магнитный поток [Вб] B — магнитная индукция [Тл] S — площадь пронизываемой поверхности [м^2] n — вектор нормали (перпендикуляр к поверхности) [-]

Магнитный поток можно наглядно представить как величину, пропорциональную числу магнитных линий, проходящих через данную площадь.

В зависимости от угла ​α магнитный поток может быть положительным (α < 90°) или отрицательным (α > 90°). Если α = 90°, то магнитный поток равен 0. Это зависит от величины косинуса угла.

Изменить магнитный поток можно меняя площадь контура, модуль индукции поля или расположение контура в магнитном поле (поворачивая его).

В случае неоднородного магнитного поля и неплоского контура, магнитный поток находят как сумму магнитных потоков, пронизывающих площадь каждого из участков, на которые можно разбить данную поверхность.

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция — явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его.

Явление электромагнитной индукции было открыто М. Фарадеем.

Майкл Фарадей провел ряд опытов, которые помогли открыть явление электромагнитной индукции.

Опыт раз. На одну непроводящую основу намотали две катушки: витки первой катушки были расположены между витками второй. Витки одной катушки были замкнуты на гальванометр, а второй — подключены к источнику тока.

При замыкании ключа и протекании тока по второй катушке в первой возникал импульс тока. При размыкании ключа также наблюдался импульс тока, но ток через гальванометр тек в противоположном направлении.

Опыт два. Первую катушку подключили к источнику тока, а вторую — к гальванометру. При этом вторая катушка перемещалась относительно первой. При приближении или удалении катушки фиксировался ток.

Опыт три. Катушка замкнута на гальванометр, а магнит движется вдвигается (выдвигается) относительно катушки

Вот, что показали эти опыты:

1. Индукционный ток возникает только при изменении линий магнитной индукции.


2. Направление тока будет различно при увеличении числа линий и при их уменьшении.


3. Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока. Может изменяться само поле, или контур может перемещаться в неоднородном магнитном поле.

Почему возникает индукционный ток? Ток в цепи может существовать, когда на свободные заряды действуют сторонние силы. Работа этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура равна ЭДС. Значит, при изменении числа магнитных линий через поверхность, ограниченную контуром, в нем появляется ЭДС, которую называют ЭДС индукции.

Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!

Закон электромагнитной индукции

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея) звучит так:

ЭДС индукции в замкнутом контуре равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

Математически его можно описать формулой:

Закон Фарадея Ɛi — ЭДС индукции [В] ΔФ/Δt — скорость изменения магнитного потока [Вб/с]

Знак «–» в формуле позволяет учесть направление индукционного тока. Индукционный ток в замкнутом контуре всегда направлен так, чтобы магнитный поток поля, созданного этим током сквозь поверхность, ограниченную контуром, уменьшал бы те изменения поля, которые вызвали появление индукционного тока.

Если контур состоит из ​N витков (то есть он — катушка), то ЭДС индукции будет вычисляться следующим образом.

Закон Фарадея для контура из N витков Ɛi — ЭДС индукции [В] ΔФ/Δt — скорость изменения магнитного потока [Вб/с] N — количество витков [-]

Сила индукционного тока в замкнутом проводящем контуре с сопротивлением ​R​:

Закон Ома для проводящего контура Ɛi — ЭДС индукции [В] I — сила индукционного тока [А] R — сопротивление контура [Ом]

Если проводник длиной l будет двигаться со скоростью ​v​ в постоянном однородном магнитном поле с индукцией ​B​ ЭДС электромагнитной индукции равна:

ЭДС индукции для движущегося проводника Ɛi — ЭДС индукции [В] B — магнитная индукция [Тл] v — скорость проводника [м/с] l — длина проводника [м]

Возникновение ЭДС индукции в движущемся в магнитном поле проводнике объясняется действием силы Лоренца на свободные заряды в движущихся проводниках. Сила Лоренца играет в этом случае роль сторонней силы.

Движущийся в магнитном поле проводник, по которому протекает индукционный ток, испытывает магнитное торможение. Полная работа силы Лоренца равна нулю.

Количество теплоты в контуре выделяется либо за счет работы внешней силы, которая поддерживает скорость проводника неизменной, либо за счет уменьшения кинетической энергии проводника.

Изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, может происходить по двум причинам:

• вследствие перемещения контура или его частей в постоянном во времени магнитном поле.
  Это случай, когда проводники, а вместе с ними и свободные носители заряда, движутся в магнитном поле
• вследствие изменения во времени магнитного поля при неподвижном контуре. В этом случае возникновение ЭДС индукции уже нельзя объяснить действием силы Лоренца. Явление электромагнитной индукции в неподвижных проводниках, возникающее при изменении окружающего магнитного поля, также описывается формулой Фарадея

Таким образом, явления индукции в движущихся и неподвижных проводниках протекают одинаково, но физическая причина возникновения индукционного тока оказывается в этих двух случаях различной:

• в случае движущихся проводников ЭДС индукции обусловлена силой Лоренца
• в случае неподвижных проводников ЭДС индукции является следствием действия на свободные заряды вихревого электрического поля, возникающего при изменении магнитного поля.

Правило Ленца

Чтобы определить направление индукционного тока, нужно воспользоваться правилом Ленца.

Академически это правило звучит следующим образом: индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток.

Давайте попробуем чуть проще: катушка в данном случае — это недовольная бабуля. Забирают у нее магнитный поток — она недовольна и создает магнитное поле, которое этот магнитный поток хочет обратно отобрать.

Дают ей магнитный поток, забирай, мол, пользуйся, а она такая — «Да зачем сдался мне ваш магнитный поток!» и создает магнитное поле, которое этот магнитный поток выгоняет.

Интерактивный научный музей для детей и взрослых КидБург Эксперименты

КидБург Эксперименты (ранее ЛабиринтУм) — интерактивный научный музей
для взрослых и детей, который наглядно демонстрирует законы физики, химии и биологии.

В Музее можно всё!

ВЫПУСКНЫЕ В КИДБУРГЕ Эксперименты Успейте забронировать программу и подарить маленьким выпускникам незабываемые эмоции! Успейте забронировать программу и подарить маленьким выпускникам незабываемые эмоции! НАУЧНЫЕ ШОУ КидБург Эксперименты (ранее ЛабиринтУм) приглашает любознательных взрослых и детей на фееричные научные шоу! Здесь вас ждут увлекательная математика, веселая химия, занимательная физика, любопытный русский язык, интересные мастер-классы и многое другое. КидБург Эксперименты (ранее ЛабиринтУм) приглашает любознательных взрослых и детей на фееричные научные шоу! Здесь вас ждут увлекательная математика, веселая химия, занимательная физика, любопытный русский язык, интересные мастер-классы и многое другое. ДЕНЬ РОЖДЕНИЯ Эксклюзивные сценарии с интригующей завязкой, экспериментами, фокусами и приключениями – это то, что не оставит равнодушным ни детей, ни взрослых! Эксклюзивные сценарии с интригующей завязкой, экспериментами, фокусами и приключениями – это то, что не оставит равнодушным ни детей, ни взрослых! ГРУППОВЫЕ ПРОГРАММЫ Образовательно-развлекательные программы для целого класса или большой компании. Музей поддерживает и рекомендует к посещению Комитет по образованию Санкт-Петербурга. Образовательно-развлекательные программы для целого класса или большой компании. Музей поддерживает и рекомендует к посещению Комитет по образованию Санкт-Петербурга. МУЗЕЙ НА ПЕТРОГРАДСКОЙ КидБург Эксперименты (ранее ЛабиринтУм) на Петроградской — идеальная локация как для туристов, так и для жителей города. Экспозиция занимает площадь 600 м² и рассказывает детям и взрослым о тайнах механики, электричества, оптики и самых разных природных явлений. КидБург Эксперименты (ранее ЛабиринтУм) на Петроградской — идеальная локация как для туристов, так и для жителей города. Экспозиция занимает площадь 600 м² и рассказывает детям и взрослым о тайнах механики, электричества, оптики и самых разных природных явлений. МУЗЕЙ В ТРК «ПИТЕР РАДУГА» КидБург Эксперименты (ранее ЛабиринтУм) на Парке Победы — одно из самых любопытных мест для детей и взрослых. Он удобно расположен в ТРК «Питер Радуга». Все экспонаты можно трогать и приводить в действие, а главные методы познания здесь – игра и эксперимент. КидБург Эксперименты (ранее ЛабиринтУм) на Парке Победы — одно из самых любопытных мест для детей и взрослых. Он удобно расположен в ТРК «Питер Радуга». Все экспонаты можно трогать и приводить в действие, а главные методы познания здесь – игра и эксперимент.

• 100+ экспонатов

  и механизмов, которые можно и нужно трогать руками

• Свыше 20

  постоянных экспозиций и обновляемых выставок за 13 лет работы

• 6 100

  проведенных научных шоу для детей и взрослых

• 200 000

  удивленных и вдохновленных посетителей

• 13 ЛЕТ

  Экспериментируем и не боимся новых открытий

Выставки

Вселенная бесконечна Услышать музыку звезд и заглянуть внутрь черной дыры, увидеть, из каких цветов состоит свет и поиграть с молнией, создать водный торнадо и проверить силу магнита… Услышать музыку звезд и заглянуть внутрь черной дыры, увидеть, из каких цветов состоит свет и поиграть с молнией, создать водный торнадо и проверить силу магнита…

• Хит
• 1 января-31 декабря

Мир физических элементов Запустите маятник, проверьте силу магнита или собственными руками создайте вихрь с помощью кориолисовой силы. Запустите маятник, проверьте силу магнита или собственными руками создайте вихрь с помощью кориолисовой силы.

• 1 января-31 декабря

Черная комната Запустите маятник, проверьте силу магнита или собственными руками создайте вихрь с помощью кориолисовой силы. Самое таинственное место нашего музея на Петроградской.

• 1 января-31 декабря

Водный мир Хотели бы узнать, что такое эффект волны и поиграть с огромными мыльными пузырями? В этом интерактивном пространстве расскажут всё об изобретательности воды! Хотели бы узнать, что такое эффект волны и поиграть с огромными мыльными пузырями? В этом интерактивном пространстве расскажут всё об изобретательности воды!

• 1 января-31 декабря

Знай наших Познакомиться с экспонатами, рассказывающими о русских ученых и их выдающихся открытиях: кинескопом, гиперболоидом, игольчатым экраном и не только! Познакомиться с экспонатами, рассказывающими о русских ученых и их выдающихся открытиях: кинескопом, гиперболоидом, игольчатым экраном и не только!

• 1 января-31 декабря

Что нового

• Новинка

ВЫПУСКНЫЕ В КИДБУРГЕ

• Новинка

ПРИГЛАШАЕМ ТУРФИРМЫ К СОТРУДНИЧЕСТВУ

• Новинка

ЕДИНЫЙ БИЛЕТ

• Новинка

НАУЧНЫЕ ШОУ

• Новинка

QR-гид в музей в ТРК «Питер Радуга» Санкт-Петербург4Москва4Воронеж1Ростов-на-Дону1Самара2Магнитогорск3Астана2Новосибирск1Нижний Новгород1Ярославль1

Ромео и Джульетта Акт 4, сцены 3–5 Резюме и анализ

Краткое изложение: Акт 4, сцена 3

В своей спальне Джульетта просит Кормилицу позволить ей провести ночь в одиночестве, и она повторяет просьбу леди Капулетти. когда она приедет. В одиночестве, сжимая пузырек, подаренный ей братом Лоуренсом, она задается вопросом, что произойдет, когда она его выпьет. Если монах не заслуживает доверия и пытается просто скрыть свою роль в ее браке с Ромео, она может умереть; или, если Ромео по какой-то причине опоздает, она может проснуться в гробнице и сойти с ума от страха. У нее есть видение, в котором она видит призрак Тибальта, ищущего Ромео. Она умоляет призрак Тибальта прекратить поиски Ромео и, произнося тост за Ромео, выпивает содержимое флакона.

Прочитать перевод Акта 4, сцена 3

Краткое содержание: Акт 4, сцены 4–5

Рано утром следующего дня дом Капулетти кипит приготовлениями к свадьбе. Капулетти посылает Кормилицу разбудить Джульетту. Она находит Джульетту мертвой и начинает плакать, к ней вскоре присоединяются леди Капулетти и Капулетти. Пэрис прибывает на свадьбу с братом Лоуренсом и группой музыкантов. Когда он узнает, что произошло, Пэрис присоединяется к стенаниям. Монах напоминает им всем, что Джульетта ушла в лучшее место, и призывает готовиться к ее похоронам. С сожалением они подчиняются и уходят.

Оставшись позади, музыканты начинают собираться, их задача прерывается. Входит Петр, слуга Капулетти, и просит музыкантов сыграть веселую мелодию, чтобы облегчить его печальное сердце. Музыканты отказываются, аргументируя это тем, что играть такую ​​музыку было бы неуместно. Возмущенный, Петр оскорбляет музыкантов, которые отвечают тем же. Спев последнее оскорбление в адрес музыкантов, Питер уходит. Музыканты решают дождаться возвращения скорбящих, чтобы они могли съесть обед, который будет подан.

Прочитать перевод Акта 4, сцены 4–5

Анализ: Акт 4, сцены 3–5

В очередной раз Джульетта демонстрирует свою силу. Она придумывает причину за причиной, почему употребление снотворного может причинить ей вред, физический или психологический, но все равно решает выпить его. В этом действии она не только пытается обойти силы, препятствующие ее отношениям с Ромео, но и берет на себя полную ответственность. Она понимает, что употребление зелья может привести ее к безумию или смерти. Таким образом, употребление зелья представляет собой действие, в котором она берет свою жизнь в свои руки и определяет его ценность для себя. В дополнение к очевидному предзнаменованию мстительного призрака Тибальта в видении Джульетты, ее питье зелья также намекает на будущие события. Она выпивает зелье так же, как Ромео позже выпьет яд аптекаря. Выпив зелье, Джульетта не только демонстрирует готовность взять свою жизнь в свои руки, но также идет против того, что ожидается от женщин, и принимает меры.

В своем трауре по Джульетте Капулетти кажутся не столько враждебной силой, направленной против влюбленных, сколько отдельными личностями. У зрителей появляется понимание огромных надежд, которые Капулетти возлагали на Джульетту, а также чувство их любви к ней. Точно так же любовь Пэрис к Джульетте кажется вполне законной. Его причитания нельзя воспринимать просто как горе по поводу потери жены, которая могла бы принести ему состояние. Это кажется более личным, чем это, больше похоже на горе из-за потери любимого человека.

Узнайте больше о тоне пьесы.

Во многих постановках Ромео и Джульетта вырезали сцену с изображением Петра и музыкантов. Постановки делают это не зря: юмор сцены и обмен оскорблениями кажутся неуместными в такой трагический момент пьесы. Если смотреть на эту сцену просто как на комическое облегчение, можно утверждать, что она действует как своего рода цезура, момент, когда зрители могут перевести дух от трагедии 4-го акта, прежде чем отправиться в еще большую трагедию 5-го акта. , Если посмотреть на сцену в контексте с более ранними сценами, в которых участвуют слуги, можно привести второй аргумент в пользу того, почему Шекспир включил ее. Из каждой сцены, включая слуг, мы получаем уникальную перспективу событий, происходящих в пьесе. Здесь, в фигуре музыкантов, мы получаем совершенно иное представление о реакции низов на трагедию смерти Джульетты. Поначалу музыканты опасаются играть веселую песню, потому что это будет считаться неприличным, независимо от их объяснений. В конце концов, не простому музыканту давать объяснения скорбящим вельможам. По ходу сцены становится ясно, что музыкантов мало волнует ни Джульетта, ни трагедия, в которую она вовлечена. Их больше волнует то, что они останутся без работы, и, возможно, что они пропустят бесплатный обед. Другими словами, эта великая трагедия, эпическая для Капулетти, все же не является трагедией для всех.

Подробнее о противоположных точках зрения как мотиве.

Гамлет: Акт IV Сцена 4 Сводка и анализ | Шекспир

 

Резюме

По пути в Англию Гамлет наблюдает, как Фортинбрас ведет свои войска через Данию в Польшу. Он расспрашивает капитана и узнает, что норвежцы планируют вести войну за бесполезный клочок земли в Польше. Гамлет задерживается позади Розенкранца и Гильденстерна, размышляя о том, что эти норвежцы и поляки готовы умереть за землю, которая практически никому не нужна. Они покинули свои дома и посвятили себя принципу не более существенному, чем яичная скорлупа. Тем не менее, размышляет он, у него достаточно причин, чтобы действовать против своего врага, но он остается парализованным.

Анализ

Монолог Гамлета, когда он наблюдает, как норвежские солдаты направляются в Польшу, представляет собой поворотный момент Гамлета: «Что такое человек / Если его вождь хорош и выгоден для своего времени / Чтобы спать и питаться? Теперь, будь то Звериное забвение или какая-то трусливая робость Из-за того, что я слишком точно думаю о событии — мысль, которая, разделенная на четыре части, имеет только одну часть мудрости и три части трусливости, — я не знаю, почему я все еще живу, чтобы сказать: «Это нужно сделать», если у меня есть причина, и воля, и сила, и средства к действию».

Гамлет наконец осознает, что его долг мести настолько велик, что цель должна оправдывать средства. Он больше не может избежать необходимости действовать. До сих пор его беспокоили последствия убийства, которое он должен совершить, и он думал «слишком точно об этом событии». Сравнивая готовность норвежских солдат отдать свои жизни за бесполезный клочок земли со своей собственной неспособностью действовать, хотя и движимой священным сыновним долгом, он видит, что застопорился достаточно долго. Этот монолог представляет собой последнее заигрывание Гамлета со словами. С этого момента он избавится от своей привязанности к словам, из-за которых «токи поступка искажаются и теряют имя действия».

Вы можете разделить монолог на пять тематических разделов:

Первый раздел определяет миссию Гамлета: месть. Гамлет говорит, что все, с чем он сталкивается, побуждает его к мести: «Как все случаи доносят на меня / И подстегивают мою тупую месть!»

Второй раздел призывает его действовать. Гамлет должен перестать обдумывать события и признать в себе силы и средства для совершения необходимого поступка

Третий раздел дает Фортинбрасу пример того, как должен действовать Гамлет. «Во главе с этой огромной и мощной армией, / Во главе с деликатным и нежным принцем .