Indukzio Elektromagnetikoa eta Sorgailu Elektrikoak

Indukzio Elektromagnetikoa

17-. Oersted daniar fisikaria ohartu egin zen korronte elektriko baek eremu amgnetiko bat sor dezakeela. Orduan, komunitate zientifikoak egiaztatu nahi zuen eremu magnetiko batek korronte elektriko bat sor ote zezakeen. Eremu magnetikotik krronte elektrikoa induzi daitekeela frogatu zuen Faraday-k saiakuntza batzuk egin ondoren.

1. Saiakuntza: iman baten higidura harilaren barnean: Faraday-k hari eroalezko harilaren mutturak galbanometro (korronterik dagoen detektatzeko aparagailua) batean konektatu zituen. Lortu zuena zera izan zen:

-Imana harilerantz hurbiltzean, korronte induzitua sortzen zen imana higitzen arizen bitartean.

-Imana urruntzean, berriz, korronte induzituaren noranzkoa aldatzen zen.

-Imana geldirik egonda ez zen korronteinduziturik sortzen.

2. Saiakuntza: zirkuitu elektriko baten itxiera eta irekiera. haril bat bateria batera konektatuta dago eta etengailu baten bidez zirkuitua itxi edo ireki egin ahal da. Beste harila galbanometro batera konktatuta dago eta inolako bateririk ez dago zirkuito horretan. Saiakuntza honen emaitzak hauek izan ziren

-Etengailua konektatzean, korronte elektrikoa induzitzen da bigarren harilean. Bi hariletako korronteek elkarren aurkako noranzkoak dituzte.

-Etengailua deskonektatzean, beste korronte elektriko bat induzitzen da bigarren harilean. Kasu horretan induzituriko korronteak aurreko kasukoaren alderantzizko noranzkoa du.

-Lehenengo harileko korronte- intentsitatea handiaotuz edo tixikiagotuz doanean korronte elektrikoa induzitzen da bigarren harilean, baina intentsitate hori konstantea denean, ez da korronterik induzitzen. Horrek frogatzen duenez, bigarren zirkuituan induzituriko korrontea lehenengo zirkuituak sortzen duen eremu magnetiko aldakorren ondorioa da.

Indukzio elektromaginetikoa eremu magnetikoen eraginez korronte elektrikoa sortzeko prozesua da.

Fluxu magnetikoa (gainazala zeharkaten duten indukzio-lerro kopurua): Faradayk eremu-lerroen ideia proposatu zuen urrutiko interakzioa azaltzeko; ideia hori eremu maginetikoaren kasuan ere erabil daiteke. Fluxu magnetikoa B-ren eta S-ren bidekerketa eskalarra da.

Lenz-en legea: koronte induzituaren noranzkoa hura sortu duen kasuaren kontrakoa da.

Imanaren ipar poloa espira hurbiltzean, iristen zaizkion eremu-lerroen kopurua handit egiten da (fluxua handitzen da). Espiran, kontrako noranzkoko eremu magnetiko bat sortzen duen korronte bat agertzen da, fluxu-hazkundea konpentsatzeko. Imanaren ipar poloaren aurreko espiraren aurpegian, kargek erloju orratzen aurkako noranzkoa dute: ipar aurpegia izango da.

Faraday-ren legea: Faradayk forma matematikoa eman zion Lenzen legeari; horri esker, korronte induzituaren balioa kalkula daiteke. Lenzen esperimentuetan, krronte induzito bat sortzen da zirkuitua zeharkatzen duen eremu magnetikoaren fluxua aldatzen denean. Korronte induzituaren noranzkoa dela eta, beste fluxu amgnetiko bat sortzen da, eragindako aldaketaren kontrakoa. Espira galvanometro batekin konektatzen badugu, esgiatatuko dugu korronte induzituaren intentsitarea handiagoa dela, zebat eta azkarrago aldatu fluxua.

Sorgailu Elektrikoak

Sorgailu elektrikoak energia mota bat energia elektriko bihurtzeko gai diren gailuak dira. Nikola Tesla kroaziar fisikaria eta asmatzaileak korronte alternoko sorgailua edo alternadorea asmatu zuen.

Alternadorea

Alternadoreak korronte alternoko sorgailuak dira. Karga elektrikoen noranzkoa periodikoki aldatzen da. Alternadoreek eremu magnetiko uniforme batean abiadura angeluar konstantean biratzen den espira bat dute. Biraketa horren ondorioz, espira zeharkaten duen fluxu magnetikoa periodikoki aldatzen da, eta horrek dagokion korronte induzitua sorten zu.

Espiran sortutako korrontea erabiltzeko, haren mutturak metalezko eraztun batzuekin konektaten dira. Erantzunak eskuila batzuekin konektatuta daude, eta haietan zehar, sortutako korrontea kanpoko zirkuito batera igarotzen da. Alternadorean, korronte alternoa sortzen da; hau da, ziklo baten erdian, kargak noranzko batran higitzen dira, eta hurrengo erdian, berriz, kontrakoan higitzen dira.

Faradayren legeari esker, alternadorean sortzen den iee-aren funtzio matematikoa lor dezakegu: *FORMULA

Alternadorean, B eta S konstanteak dira; denboraren poderioz aldatzen dena eremu magnetikoak eta espirak osatzen duten angelua da.

Induzitutako konrrontearen intentsitatea kalkulatzeko: Ohm-en legea *FORMULA

Erabili arrrunteko alternadoreetan, espira bakarra erabili ordez, N espira dituen haria fluxu magnetikoa eta indar eletroeragile induzitua N aldiz handiagotzen da.

19-.Hertz alemaniar fisikaria ohartu zen korronte elektriko bat sortzen zela metalezko xlafa batuek erradiazio jakin batez argiztatuz gero. Argi-erradiazioaren fotoiak metaletik erauzi (extraer) zituzten korronte elektrikoa osaten zuten elektroiak, horregatik fotoelektroiak deitu zitzaien.

Efektu-fotoelektrikoa deritzo argi batekin metal bat eraso eta haren elektroi batzuk erauzteko fenomenoari.

Lenard alemaniar fisikariak zenbait esperimentu egin zituen fenomeno hori ulertzeko, hau egiatatu zuen:

1. Erradiazio batek gailu jakin batean fotoelektroiak sortzeko, gutxieneko maiztasun bat izan behar du. Maiztasun hori atari-maistasuna (fo) deritzo eta katodoaren materialaren mende dago.

Katoadoa argiztazen duen erradiazioa atariko baino handiagoa bada, fotoelektroiak sortuko dira eta amperometroak hautemango duen korronte bat sortuko du. Krronte horren intentsitatea katodoa argiztatzen duen erradiazio intentsitatearekiko proportzionala izango da, nahiz eta erradiazioa maiztasun handia eduki.

2. Kanpoko tentsioa aldatzen bada, xaflen polaritatea alderantzizkatuko da, eta nahiz eta fotoelektroiak sortu, ez dira xaflaren klektorera iritsiko. Efektu hori lortzen duen gutxieneko potentzialari balantze-potentziala deritzo, erradiazio maiztasunaren mende dago.

Zer espero genezake fisika klasikoaren arabera:

- Efektu fotoelektrikoa edozein maiztasunarekin gertatzea, beti ere argiaren intentsitatea behar bezain handia balitz.

- Argiaren intentsitatea handitzen bada, igorritako elektroien energia zinetikoa ere handituko da.

- Elektroiek ez dira momentuan igorriko. Elektroiek denbora jakin bat beharko lukete metalezko xaflatik irteteko, beharrezkoa den energia zinetikoa lortzeko.

Einsteinene efektufotoelektrikoaren interpretazioa

Einsteinek efektu fotoelektrikoa azaltzeko, Plancken teoria kuantikoan oinarritu zen. Argi-erradiazioa fotoien korrontea zela pentsatu zuen eta fotoi bakoitzaren energia erradiazioaren energiarekin bat datorrela. Energia hori, plancken teoriaren arabera, E=hf da. Argi-erradiazioa katodora iristen denean, fotoi bakoitzak elektroi bati eragiten dio eta behar beste nergia badu, xflatik erauziko ditu.

Erauzketa lana Wo  deritzo erradiazioko fotoiak izan behar duten gutxieneko energia efektu fotoelektrikoa eragiteko.

Fotoiaren energia erauzketa-lana baino handiagoa bada, gehienezko energia elektroiaren energia zinetikoa izango da. Gutxieneko balaztatze-potentizala argi-erradiazioaren energiaren mende egondo da.

Hori guztia kontuan harturik, Einsteinek efektu fotoelektrikoa azaltzeko honako formula hau proposatu zuen: