Physics II Unit 5 ความเหนี่ยวนำไฟฟ้า และ วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ.

งานนำเสนอเรื่อง: "Physics II Unit 5 ความเหนี่ยวนำไฟฟ้า และ วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 Physics II Unit 5 ความเหนี่ยวนำไฟฟ้า และ วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

2 Michael Faraday Joseph Henry

3 กระดิ่งแม่เหล็กไฟฟ้าของ Henry

4 ฟลักซ์แม่เหล็ก

5 ตัวอย่าง5A วงลวดสี่เหลี่ยมกว้าง w = 15 cm ยาว d = 20 cm วางตัวโดยมีด้าน กว้างด้านหนึ่งซ้อนกับแกน y ดังรูป โดยในบริเวณดังกล่าวสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอมีค่า B = 2 T ทิศของสนามชี้ไปตามแกน x ถ้าวงลวดนี้หมุนในแนวรอบแกน y ทำให้ มุม a เปลี่ยนจาก 37o เป็น 53o จงหาว่าฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านวงลวดนี้เปลี่ยนแปลงไปเท่าใด

6

7 I N S v N S I v N S I v การทดลองของ Faraday

8 กฎการเหนี่ยวนำไฟฟ้าของ Faraday
“แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในวงจรใดๆ มีค่าเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กผ่านวงจรนั้นเทียบกับเวลา” “Induced - e.m.f.”

9 B เปลี่ยน A เปลี่ยน ทิศทางเปลี่ยน

10 กฎการเหนี่ยวนำไฟฟ้าของ Lenz
“แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะเกิดในทิศทางที่ส่งผลต้านการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่เป็นต้นกำเนิดของมัน” I N S Bind v

11 กฎการเหนี่ยวนำไฟฟ้าของ Faraday & Lenz
“Opposite” “Change of Flux” “Induced - e.m.f.”

12 ตัวอย่าง 5B เส้นลวดตรงยาว l = 10 cm วางอยู่บนรางโลหะรูปตัวยู
w = 15 cm ถ้าความต้านทานรวมของวงจรเป็น R = 5 W และมีสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ B = 1 T ในทิศทางตั้งฉากกับระนาบของราง ดังรูป ถ้าสนามแม่เหล็กมีขนาดเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในอัตรา 0.1 T/s (a) จงหาแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในวงจร (b) จงหากระแสไฟฟ้าในวงจร

13 ในกรณีนี้ทิศของ I จะทำให้เกิด Bind ในทิศทาง +z ภายในวง

14 ตัวอย่าง 5C เส้นลวดตรงยาว l = 10 cm ถูกดึงให้ไถลบนรางโลหะรูปตัวยูด้วยความเร็วคงที่ v = 0.2 m/s ในทิศทาง +x ถ้าความต้านทานรวมของวงจรเป็น R = 5 W และมีสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ B = 1 T ในทิศทาง -z ตั้งฉากกับระนาบของราง ดังรูป (a) จงหากระแสไฟฟ้าในวงจร (b) จงหากำลังไฟฟ้าที่สูญเสียในวงจร

15 ทิศของ I จะทำให้เกิด Bind ในทิศทาง +z ภายในวง
หรืออาจคิดจาก P = FextV จะได้คำตอบเท่ากัน

16 ตัวอย่าง 5D เส้นลวดตรงยาว l = 10 cm ถูกดึงให้ไถลบนรางโลหะรูปตัวยูด้วยความเร็วคงที่ v = 0.2 m/s ในทิศทาง +x ถ้าความต้านทานรวมของวงจรเป็น R = 5 W ในขณะเวลาเริ่มต้น w = 15 cm และมีสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ B = 1 T ในทิศทาง -z ตั้งฉากกับระนาบของราง ดังรูป ถ้าสนามแม่เหล็กมีขนาดลดลงเรื่อยๆในอัตรา 0.1 T/s จงหากระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในวงจร

17 ทิศของ I1 จะทำให้เกิด Bind1 ในทิศทาง +z ภายในวง

18 ตัวอย่าง 5E กรอบลวดรูปสี่เหลี่ยมเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่
ผ่านบริเวณที่สนามแม่เหล็กสม่ำเสมอในทิศทางตั้งฉากกับระนาบ กรอบลวดดังรูปจงวาดกราฟระหว่างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ในกรอบลวดกับเวลา

19 A B C D E A B C D E A B C D E

20 แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
“Motional e.m.f.” สนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

21 เครื่องกำเนิดไฟฟ้า(Generator)
S หมุนขดลวดตัดสนามแม่เหล็กทำให้มุม q เปลี่ยนกับเวลา

22 N S กระแสไฟฟ้าจะไหลสลับทิศไป-มา ไฟฟ้ากระแสสลับ (A.C.)

23 สภาพเหนี่ยวนำ (Inductance)
S I กระแสที่ไหลผ่านขดลวดโซลินอยด์ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กภายใน ฟลักซ์แม่เหล็กที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ในทิศทางต้านการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้า

24 L “Self Inductance” M “Mutual Inductance”

25 สภาพเหนี่ยวนำตัวเอง (Self-Inductance)
ขดลวดโซลินอยด์ I I

26 ตัวอย่าง 5F ขดลวดโซลินอยด์ขดหนึ่งมี N = 500 รอบ และยาว
2 cm ถ้าขดลวดนี้มีพื้นที่หน้าตัด A = cm2 จะมีสภาพเหนี่ยวนำตนเองเท่าใด

27 ตัวเหนี่ยวนำ (Inductor)

28 การต่อตัวเหนี่ยวนำ แบบอนุกรม แบบขนาน