در این فیلم با آموزش حل تست‌های الکترومغناطیس آشنا خواهید دید.
قانون فارادی
عامل اساسی و مشترک در ایجاد جریان القایی، تغییر شار مغناطیسی عبوری در پیچه است. شار مغناطیسی، کمیتی نردهای است و برای میدان مغناطیسی یکنواخت B که از پیچه‌ای با مساحت معین A میگذرد به صورت زیر تعریف میشود:
θ زاویه بین بردار میدان مغناطیسی و نیم خط عمود بر سطح حلقه است. یکای SI شار مغناطیسی، وبر(Wb) است.
عامل اساسی و مشترک در ایجاد جریان القایی، تغییر شار مغناطیسی عبوری از پیچه یا سیملوله است. بنابر قانون القای الکترومغناطیس فارادی، هرگاه شار مغناطیسیای که از مدار بستهای میگذرد تغییر کند، نیروی محرکه‌ای در آن القا میشود که بزرگی آن با آهنگ تغییر شار مغناطیسی متناسب است؛ یعنی هرچه آهنگ تغییر شار مغناطیسی بیشتر باشد، نیروی محرکه القایی و در نتیجه جریان القایی تولید شده بیشتر است. قانون فارادی برای پیچه یا سیم‌لوله‌ای که از N دور مشابه تشکیل شده باشد مطابق رابطه زیر است:
عامل اصلی ایجاد جریان القایی تغییر شار مغناطیسی است.
قانون لنز
برای یادگیری روش استفاده قانون لنز بهتر است از تصویر زیر کمک بگیرید. در بخش الف، آهنربایی را نشان میدهد که قطب N آن در حال نزدیک شدن به یک حلقه رساناست. در این وضعیت اندازه B در محل حلقه افزایش می‌یابد و در نتیجه شار گذرنده از حلقه زیاد میشود. بنا به قانون لنز، جهت جریان القایی ایجاد شده در حلقه چنان است که میدان مغناطیسی ناشی از آن با افزایش شار مخالفت کند. بنابراین، میدان مغناطیسی حلقه در خلاف سوی میدان مغناطیسی آهنربا میشود. با توجه به قاعده دست راست و از روی جهت میدان مغناطیسی حلقه، جهت جریان در حلقه تعیین میشود.
همچنین اگر مطابق بخش ب شکل بالا، قطب N آهنربا را از حلقه رسانا دور کنیم، جریان القایی در جهتی خواهد بود که میدان مغناطیسی تولید شده توسط حلقه، همسو با میدان آهنربا میشود و به این ترتیب با کاهش شار عبوری از حلقه، مخالفت می‌کند.
پس وقتی آهنربا به حلقۀ رسانا نزدیک میشود جریان در جهتی در حلقه القا میشود که میدان مغناطیسی ناشی از آن با افزایش شار مغناطیسی حلقه مخالفت کند. با دور شدن آهنربا از حلقۀ رسانا، جریان در جهتی در حلقه القا میشود که میدان مغناطیسی ناشی از آن با کاهش شار مغناطیسی حلقه مخالفت کند.
اندازه جریان القایی تولید شده توسط قانون فاراده و جهت جریان القایی توسط قانون لنز تعیین میشود.
مثال
در اینجا تستی از الکترومغناطیس برای شما مطرح میشود:
مطابق شکل اگر آهنربا در جهت نشان داده شده حرکت کند، جهت جریان القایی که از مقاومت میگذرد را مشخص کنید. آهنربای الکتریکی ایجاد شده آهنربای در حال حرکت را جدب می‌کند یا دفع؟
پاسخ: با توجه به اطلاعات مسئله و قانون دست راست، جهت جریان القایی در مقاومت از M به سمت P است. آهنربای سیم‌پیچ نیز آهنربای میله‌ای ما را دفع خواهد کرد. برای توضیحات کامل ویدئوی آموزشی را مشاهده نمایید.
برای آشنایی بیشتر با پاسخ تشریحی تست‌های الکترومغناطیس ویدئو آموزشی را به طور کامل مشاهده کنید.
سوالات متداول
جریان ایجاد شده توسط نیروی محرکه القایی در یک مدار یا پیچه در جهتی است که آثار مغناطیسی ناشی از آن با عامل به وجود آورنده آن جریان القایی، یعنی تغییر شارمغناطیسی، مخالفت می‌کند.
هرگاه شار مغناطیسیای که از مدار بستهای میگذرد تغییر کند، نیروی محرکه‌ای در آن القا میشود که بزرگی آن با آهنگ تغییر شار مغناطیسی متناسب است؛
