O’quv materiallari 7-Mavzu: Magnitizm. Elektromagnit induksiya. Reja

6. Jismlarning magnit xossalari. Dia-, para-, ferromagnetizm.
Uzun solenoid ichidagi magnit maydonining kuchlanganligi quyida-giga teng: (13)
bu yerda In – ko‘paytma amper-o‘ramlar soni; - solenoid uzunligi; n – solenoidning o‘ramlar soni.
Agar tokli o‘tkazgichni – tashqi magnit maydonda joylashtirsak (5 - rasm), u paytda bu o‘tkazgichga kuch ta’sir etadi.

5 – rasm.
Bir jinsli magnit maydondagi tokli o‘tkazgichga ta’sir qiluvchi kuch o‘tkazgichdan o‘tayotgan tokning kuchi, o‘tkazgichning uzunligi, magnit maydon-ning induksiyasi bilan magnit maydon chiziqlari orasidagi burchakning sinusiga ko‘paytmasiga teng, ya’ni:
(14)
Agar o‘tkazgich ixtiyoriy shaklda va magnit maydon bir jinsli bo‘lmasa, u paytda (14) ifoda quyidagicha bo‘ladi:
(15)
va Amper qonuni deb ataladi.
O‘tkazgichda tokni hosil qilgan tartibda harakatlanayotgan zaryadlarga magnit maydon ta’sir qiladi. Shuning uchun Amper qonunidan foydalanib magnit maydonda harakatlanuvchi zaryadga ta’sir etuvchi kuchni topish mumkin.
Amper qonunidagi tokning kuchi quyidagiga teng:
(16)
bu yerda j ­– tokning zichligi; S – o‘tkazgichning ko‘ndalang kesim yuzasi; q – elementar zarrachaning zaryadi; n – zarrachalarning konsentratsiyasi;
v – ularning tartibli harakat tezligi.
Bu ifodani (14) ga qo‘ysak quyidagi hosil bo‘ladi:
(17)
bu yerda - tekshirilayotgan o‘tkazgichning hajmidagi elektr zaryad-larning umumiy soni. Binobarin, harakatlanayotgan har bir zaryadga magnit maydonining ta’sir kuchi – Lorens kuchi quyidagiga teng bo‘ladi:
(18)
bu yerda  - V va v vektorlar orasidagi burchak.
Lorens kuchi magnit induksiyasi va zarrachaning harakat tezligi yotgan tekislikka perpendikulyar yo‘nalgan bo‘ladi (6-rasm) va markazga intilma kuchdan iborat bo‘ladi:
Binobarin, (19)
bu yerda m – zarrachaning massasi; =90⁰.
(19) dan ko‘rinadiki, magnit maydondagi zaryadli zarrachaning harakat trayektoriyasi aylanadan iborat bo‘lib, uning radiusi quyidagiga teng:
(20)
Zarrachaning aylanish radiusini bilgan holda, uning aylanish davrini aniqlash mumkin: (21)

7.elektromagnit induksiya. Induksion tok.
Ersted elektr toki yordamida magnit maydon olinishini tajribada ko'rsatdi. Ersted tajribalari haqida xabar topgan ingliz fizigi M.Faradey aytilgan bog'lanishining ikkinchi tomonini — magnit hodisalari bilan elektr hodisalari orasida bogianishni axtarishga kirishdi. Faradey izlanishlari 10 yil davom etdi. U sabot-matonat va tirishqoqlik bilan juda ko'p mehnat qildi, tinmay izlandi va nihoyat, magnit maydon yordamida elektr toki olishga muyassar bo'ldi. Faradey bu tokni induksion tok deb atadi. Faradey tajribalari bilan tanishaylik.
B itta g'altakka bir-biridan izolatsiyalangan ikki sim o'ralgan boisin. Birinchi o'ram kalit (K) orqali tok manbai (B) ga ulangan. Birinchi o'ramdan o’tayotgan tok kuchi o’zgarmaganda ikkinchi o'ramda hech qanday tok vujudga kelmagan. Ikkinchi g'altakning uchlari esa galvanometr (G) ga ulangan. Birinchi o'ramni tok manbaiga ulash va uzish vaqtida ikkinchi o'ramda qisqa muddatli induksion tok qayd qilingan. Bu hodisaga elektromagnit induksiya deb ataladi. Keyinchalik Faradey eleketromagnit induksiya hodisasini yuqoridagidek turli xil variantlarda amalga oshirdi. Faradey tajribalarim tahlil qilib quyidagi xulosaga keldi.
Induksion tok berk konturdan o'tuvchi magnit induksiya oqimining o'zgarishi tufayli vujudga keladi. Induksion tokning qiymati magnit oqimining o'zgarish tezligi dф/dt ga bog’liqdir. 1833-yilda Lens induksiya tokining yo'nalishini aniqiaydigan umumiy qoidani tajriba yoii bilan topdi. Bu qoida Lens qoidasi deb ataladi: Yopiq konturda hasil bo'lgan induksion tok shunday yo'nalgan bo'ladiki, uning xususiy magnit maydoni bu tokni vujudga keltiriyaigan magnit induksiya oqimining o'zgarishiga to'sqinlik qiladi.
B iz ko'rgan barcha hollarda induksion tokning yo'nalishi Lens qoidasiga mos keiayotganini 6-rasmdan ko'rish mumkin. Masalan, 1 konturdagi tok ortganda (7-rasm) ikkinchi kontur orqali o'tayotgan induksiya magnit oqimi ortadi.
Bu vaqtda ikkinchi konturda hosil bo'lgan induksion tokning xususiy magnit maydoni birinchi konturning magnit maydoniga qarama-qarshi yo'nalgan bo'ladi. Bundan induksion tokning yo'nalishi birinchi g'altakda oqayotgan asosiy tokka qarama-qarshi yo'na-lishda ekanligi kelib chiqadi. Induksion tokning yo'nalishini galvanometr strelkasini o'ng yoki chapga og'ishi orqaii aniqlash mumkin.