everything maths and science - C2B2A

everything maths and science - C2B2A everything maths and science - C2B2A

03.05.2013 Views

10.3 Faraday se wet vir elektromagnetiese induksie ESE5Y Stroom geïnduseer deur ’n veranderende magneetveld ESE5Z Alhoewel Oersted se verrassende ontdekking van elektromagnetisme die weg gebaan het vir meer praktiese toepassings van elektrisiteit, was dit Michael Faraday wat die sleutel tot die praktiese opwekking van elektrisiteit elektromagnetiese induksie verskaf het. Faraday het ontdek dat wanneer hy ’n staafmagneet naby ’n draad beweeg, ’n spanning (potensiaalverskil) oor die drood ontstaan. As die magneet stilgehou word word geen spanning opgewek nie, die spanning bestaan slegs terwyl die magneet beweeg. Ons noem hierdie spanning die geïndusserde emk (elektromagnetiese krag) (E). ’n Stroombaanlus wat aan ’n sensitiewe ammeter gekoppel is sal ’n stroom registreer as dit opgestel word soos in die diagram en die magneet op en af beweeg word. Magnetiese vloed A Voordat ons aanbeweeg na die definisie van Faraday se wet vir magnetiese induksie en voorbeelde, kyk ons eers na magnetiese vloed. ’n Lus met oppervlak A in die teenwoordigheid van ’n uniforme magneetveld, B, word die magnetiese vloed (φ) gedefinieer as: φ = BAcos θ Hoofstuk 10. Elektromagnetisme 361

Waar: θ = die hoek tussen die magneetveld, B, en die normaal van die oppervlak van die lus, A A = die area (oppervlak) van die lus B = die magnetiese veld Die S.I. eenheid van magnetiese vloed is die weber (Wb). Jy mag dalk wonder waarom die hoek θ ingesluit word. Die magnetiese vloed hang af van die magneetveld wat deur die oppervlak beweeg. Ons weet dat ’n veld parallel aan die oppervlak nie ’n stroom kan veroorsaak nie, omdat dit nie deur die oppervlak beweeg nie. As die magneetveld nie loodreg tot die oppervlak is nie, is daar ’n komponent wat loodreg is en ’n komponent wat parallel met die oppervlak is. Die parallele komponent kan nie tot die vloed bydra nie, slegs die vertikale komponent kan bydra. In hierdie diagram wys ons dat ’n magneetveld met ’n hoek wat nie loodreg is nie, in komponente ontbind kan word. Die komponente loodreg tot die oppervlak het ’n grootte B cos(θ) waar θ die hoek tussen die normaal en die magneetveld is. B B DEFINISIE: Faraday se wet B cos(θ) B sin(θ) Die emk, E, wat rondom ’n geleidende lus opgewek word, is direk eweredig aan die tempo van verandering van die magnetiese vloed, φ, deur die area, A, van die lus. Dit kan wiskundig as volg uitgedruk word: E = −N ∆φ ∆t waar φ = B · A en B die veldlyne (sterkte) van die magneetveld is. N is die aantal stroombaanlusse. ’n Magneetveld word in die eenheid tesla (T) gemeet. Die minusteken dui die rigting aan en dat die geïnduseerde emk neig om die lading in die magnetiese vloed teen te werk. Die minusteken kan ignoreer word wanneer groottes bereken word. 362 10.3. Faraday se wet vir elektromagnetiese induksie θ B B

Waar:<br />

θ = die hoek tussen die magneetveld, B, en die normaal van die oppervlak van die lus, A<br />

A = die area (oppervlak) van die lus<br />

B = die magnetiese veld<br />

Die S.I. eenheid van magnetiese vloed is die weber (Wb).<br />

Jy mag dalk wonder waarom die hoek θ ingesluit word. Die magnetiese vloed hang<br />

af van die magneetveld wat deur die oppervlak beweeg. Ons weet dat ’n veld parallel<br />

aan die oppervlak nie ’n stroom kan veroorsaak nie, omdat dit nie deur die oppervlak<br />

beweeg nie. As die magneetveld nie loodreg tot die oppervlak is nie, is daar ’n komponent<br />

wat loodreg is en ’n komponent wat parallel met die oppervlak is. Die parallele<br />

komponent kan nie tot die vloed bydra nie, slegs die vertikale komponent kan bydra.<br />

In hierdie diagram wys ons dat ’n magneetveld met ’n hoek wat nie loodreg is nie,<br />

in komponente ontbind kan word. Die komponente loodreg tot die oppervlak het ’n<br />

grootte B cos(θ) waar θ die hoek tussen die normaal en die magneetveld is.<br />

B<br />

B<br />

DEFINISIE: Faraday se wet<br />

B cos(θ)<br />

B sin(θ)<br />

Die emk, E, wat rondom ’n geleidende lus opgewek word, is direk eweredig aan die<br />

tempo van ver<strong>and</strong>ering van die magnetiese vloed, φ, deur die area, A, van die lus. Dit<br />

kan wiskundig as volg uitgedruk word:<br />

E = −N ∆φ<br />

∆t<br />

waar φ = B · A en B die veldlyne (sterkte) van die magneetveld is. N is die aantal<br />

stroombaanlusse. ’n Magneetveld word in die eenheid tesla (T) gemeet. Die minusteken<br />

dui die rigting aan en dat die geïnduseerde emk neig om die lading in die<br />

magnetiese vloed teen te werk. Die minusteken kan ignoreer word wanneer groottes<br />

bereken word.<br />

362 10.3. Faraday se wet vir elektromagnetiese induksie<br />

θ<br />

B<br />

B

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!