Indukzio Elektromagnetikorako Faraday-ren eta Lenz-en Legea

7- INDUKZIO ELEKTROMAGNETIKORAKO FARADAY-REN ETA LENZ-EN LEGEA. INDAR

ELEKTROERAGILE INDUZITUAREN BALIOA. KORRONTEAREN NORANZKOA.

-Behaketa esperimentalak: korronte elektrikoaren indukzioa (Faraday-ren esperientziak).

-Azalpena: fluxuaren kontzeptua. Fluxu-aldaketa (B aldatzea, zirkuituaren mugimendua,

eta abar). Lenz-en legea (korrontearen noranzkoa).

-Faraday-ren legea: induzitutako indar elektroeragilearen balioa.

-Kasuan kasuko marrazkiak egitea fenomenoen azalpena errazteko.

Faraday-ren saiakuntzak

Faraday zientzialriak saiakuntza batzuk egin ondoren hurrengoa deduzitu zuen: eremu magnetiko batetik korronte elektrikoa induzi daiteke.

Hau hainbat saiakuntza egin ondoren frogatu zuen:

1. Saiakuntza: 

Galbanometroa:(konexioak aldatu gabe korronteak alde bietarantz duen intentsitatea neurtzeko balio duen tresna)

Espira bat galbanometro bati lotzen zaio, korronterik ez dagoenez galbanometroak “0” markatzen du. Ondoren, iman bat hurbiltzen zaio, honen eragina ikusteko:

1. Imana mugitzen denean galbanometroak korrontea igarotzen ari dela markatzen du. Gelditzean, galbanometroak korrontea gelditzen dela adierazten du. Intentsitatea imanaren abiaduraren menpe dago: hainbat eta azkarrago mugitu, orduan eta intentsitate gehiagoko korrontea sortu

2. Ipar poloa hurbiltzean, hego poloa urruntzean hartzen duen noranzkoan ibiliko da korrontea, baita alderantziz ere, hego poloa hurbiltzean edo ipar polotik urruntzean.

3. Hainbat eta espira gehiago egonda, edo hauen tamaina handiago izanda, korrontea gero eta intentsitate handiagokoa izango da

2. Saiakuntza:  Solenoide batek espira ordezkatzen du oraingoan, aurreko saiakuntzaren berdina egiten da, baina areagotuago; horrela errazago hautemango da korronte induzitua. Intentsitatea solenoidearen espira kopuruaren araberakoa dela jakin dezakegu.

3. Saiakuntza: Imanaren lekuan zirkuitu bat jarriko da (solenoide batek, erresistentzia aldakor batek eta etengailu batek osatura). Zirkuitu induktoreen (irudizko A) eta induzituen (B) solenoideak elkartuta egon behar dira burdinazko nukleo batengatik. Beraz, etengailua itxi edo zabaldutakoan bakarrik egoten da korronte elektrikoa, edo erresistentzia aldatutakoan denean. 

Ondorioa: induzitutako korrontea sortutako eremuaren, abiaduraren eta espiraren azalaren araberakoa da

Fluxu magnetikoa:

Eremu magnetikoa eremu-lerroen bidez adierazten dugun eremu bektoriala da. Gainazal bat (S), zeharkatzen duen fluxu magnetikoa definitzeko adierazpen hau: 

Ø: Fluxu magnetikoa [Wb]

Eremu-lerroak marraztean dentsitatea eta eremuaren intentsitatearen balioa proportzionala direnez, fluxu magnetikoa erlaziona dezakegu gainazala zeharkatzen duten lerro kopuruarekin.

Gainazal laua: FLUXUA: ø = NxBxS= N.B.S.cosα [Wb]

Edozein azala itxian zeharreko fluxua beti izango da nulua, eremu magnetikoaren lerroak ere itxiak izango baitira. Azalera itxian sartzen den edozein lerro aterako da beste aldetik.

Faraday-en legea

Korronte induzitu bat zirkuitu induzituaren espirak zeharkatzen dituen fluxuaren aldaketa batek eragiten du (zenbat eta azkarragoa, orduan eta handiagoa korronte induzituaren intentsitatea).

Korronte elektrikoari eusteko, indar elektroeragile bat behar da; beraz, fluxu baten aldakuntzak indar elektroeragile bat induzitzen du. Bi magnituden arteko erlazioa faraday-en legea da. 

Zirkuitu batean uneoro induziturikok i.e.e. baten balioa, zirkuitu hori zeharkatzen duen fluxu magnetikoaren aldakuntza denborarekiko da:

DENBORA TARTE BATEAN

Δø/ Δt= (ø2 - ø1/Δt) [V]

DENBORA TARTEA EZ BADDA MUGATUA

ε = dø/ dt= NxBxSxwxsen(wt) [V]

Lenzen legea

Korronte induzituaren noranzkoa sortzen duen efektuari kontra egiten dio. Korronte induzituak sortzen duen eremu magnetikoa fluxu magnetikoaren aldakuntza “orekatzen” saiatzen da

Fluxua handiagotzen bada zirkuitua zeharkatzen dituzten eremu magnetikoaren lerroak ugarituko dira; fluxua txikiagotzen denean, kontrakoa gertatzen da. Kontrakotasun hori zeinu negatibo batekin adierazten dugu matematikoki. 

Faradayren eta Lenzen legeak konbinatzean, FARADAY-LENZEN LEGEAren adierazpena lortzen dugu:

DENBORA TARTE BATEAN

FARADAY LENZ: ε = -Δø/ Δt= -(ø2 - ø1/Δt) [V]

ALTERNADORE

FARADAY LENZ: ε = -dø/ dt= NxBxSxwxsen(wt) [V]

Fluxu magnetikoaren aldakuntza eragiteko 3 moduak

a) Eremu magnetikoaren balioa aldatzea

b) Gainazalaren aldakuntza (gainazalaren alboetako bat denboraren arabera mugitzen denean)

kasu honetan, l aldea finko dela suposatuko dugu eta x aldatzen den aldea. 

c) Espira eta eremuaren arteko angelua aldatzea 

HZKUren ekuazioak erabiltzen dira