¿Qué es la fuerza electromotriz inducida y cómo medirla?
1. El ángulo de la ley de inducción electromagnética de Faraday
Según la ley de inducción electromagnética de Faraday, la magnitud de la fuerza electromotriz inducida es E=n△φ/△t. la intensidad de la inducción magnética permanece sin cambios y el área del bucle. Cuando cambia, la fuerza electromotriz en este bucle es la fuerza electromotriz dinámica.
A partir de esto, podemos diseñar un experimento de este tipo. La varilla de metal ab se mueve hacia la derecha a una velocidad constante y el flujo magnético que pasa a través del bucle cambia, lo que indica que hay una fuerza electromotriz inducida en el. bucle.
Según la ley de inducción electromagnética de Faraday, la fuerza electromotriz promedio en este proceso se puede calcular E=B△S/△t=BLvt/t=BLv, y debido a que solo la varilla metálica ab se mueve en todo el bucle, es decir, el bucle. La fuerza electromotriz de ab solo contribuye, lo que indica que la fuerza electromotriz cinética generada por el movimiento de traslación de la varilla metálica ab es E=BLv.
2. El ángulo de relación entre el voltaje del terminal de la carretera y la fuerza electromotriz.
Una vez que una fuente de energía (como una batería seca) está lista, se determina su fuerza electromotriz. ¿él? Si tenemos un voltímetro ideal, entonces conectamos el voltímetro ideal a los polos positivo y negativo de la fuente de alimentación, y su lectura será la fuerza electromotriz de la fuente de alimentación. Por supuesto, esto es imposible de lograr en el experimento porque existe. No hay voltímetro ideal.
Sin embargo, cuando una fuente de alimentación no funciona, es decir, cuando no está conectada a un circuito externo, hay un voltaje en sus polos positivo y negativo, pero no podemos medirlo, y este voltaje es numéricamente igual a la fuerza electromotriz de la fuente de alimentación.
Esto se debe a que la resistencia del circuito externo es infinita, la corriente en el circuito es cero y la resistencia interna es finita, por lo que el voltaje en la resistencia interna es cero según la ley de Ohm. Circuito cerrado, el voltaje del circuito externo en este momento es igual a la fuerza electromotriz de la fuente.
Una varilla de metal se mueve en un campo magnético uniforme y no está conectada a un circuito externo (es decir, la resistencia del circuito externo es infinita). Analicemos el proceso. Cuando la varilla de metal se mueve hacia la derecha, los electrones libres del interior se mueven hacia abajo bajo la acción de la fuerza de Lorentz y se acumulan en el extremo inferior de la varilla de metal. El extremo superior de la varilla de metal está cargado positivamente debido a la falta de electrones. esta vez, la diferencia entre las cargas positivas y negativas es. Se formará un campo eléctrico entre ellas.
El siguiente electrón quiere seguir moviéndose. Además de la fuerza de Lorentz, también se verá afectado por la fuerza electrostática. Al principio, la fuerza de Lorentz es relativamente grande y las cargas seguirán acumulándose. en ambos extremos a medida que las cargas se acumulan más y más, la fuerza del campo eléctrico será cada vez mayor hasta que la fuerza del campo eléctrico y la fuerza de Lorentz estén equilibradas, es decir, qE campo = qvB.
(Dado que la fuerza electromotriz y la intensidad del campo eléctrico están representadas por E en física, para distinguirlos, el subíndice E campo representa la intensidad del campo eléctrico) Ya no habrá movimiento direccional de cargas. En realidad, esto es similar al selector de velocidad, efecto Hall, etc.
Ahora que conocemos la intensidad del campo eléctrico dentro de la varilla de metal cuando está estable, podemos calcular el voltaje en ambos extremos. Según U=E campo L=vBl, sabemos que U=BLv,. de donde se puede deducir E=BLv.
Información ampliada
(1) Independientemente de si el circuito está cerrado o no, siempre que cambie el flujo magnético que pasa por el circuito, se generará una fuerza electromotriz inducida en el circuito. La generación de fuerza electromotriz inducida es la esencia del fenómeno de inducción electromagnética.
(2) Si el flujo magnético cambia es la causa fundamental de la inducción electromagnética. Si el flujo magnético cambia, se generará una fuerza electromotriz inducida en el circuito y, si el circuito está cerrado, habrá una corriente inducida en el circuito.
(3) La generación de corriente inducida es solo un fenómeno, lo que significa que la energía eléctrica se transporta en el circuito y la generación de fuerza electromotriz inducida es la esencia del fenómeno de inducción electromagnética, lo que significa; que el circuito tiene la capacidad de generar energía eléctrica en cualquier momento.
(4) Cuando el cambio de flujo magnético △φ es el mismo, cuanto mayor es el tiempo △t, es decir, cuanto más lento cambia el flujo magnético, menor es la fuerza electromotriz inducida E; cuanto menor es △t, es decir, cuanto más rápido cambia el flujo magnético, mayor es la fuerza electromotriz inducida E.
(5) Cuando el tiempo de cambio △t es el mismo, cuanto mayor es el cambio △φ, más rápido cambia el flujo magnético y cuanto mayor es la fuerza electromotriz inducida E, por el contrario, menor es el cambio △φ; , cuanto menor es el cambio de flujo magnético, cuanto más lento, menor es la fuerza electromotriz inducida E.
Enciclopedia Baidu: fuerza electromotriz inducida