القا الكترومغناطيسي:

 پديده اي كه در اثر آن  در يك رسانا جريان الكتريكي القا مي  شود را ؛ پديده القاي الكترومغناطيس گويند  .

مثا ل :

 پيچه‌أي را در نظر بگيريد .اگر  آهن‌ربايي به درون آن نزديك كنيم ؛ در پيچه جريان الكتريكي اي  القا مي شودكه  مي توانيم آن جريان را به كمك گالوانومتر مشاهده كنيم .

 با دور ونزديك كردن آهن‌ربا نسبت  به سيم پيچ؛ ميدان مغناطيسي موجود در اطراف آهن‌ربا ؛ به الكترونها ي آزاد سيم‌پيچ نيرو وارد مي كند . در اثر اين نيرو كه ناشي از  تغيير وضعيت آهنربا

 است ؛ در يك جا تجمع الكترون و در جاي ديگر كمبود الكترون خواهيم داشت ،اين امر سبب

 اختلاف پتانسيل شده و اختلاف پتانسيل نيز باعث بوجود آمدن جريان القايي ومتعاقب آن نيروي

 محركه در تيغه القا مي‌شود.

عواملي كه باعث القاي جريان الكتريكي مي‌شود:

تغيير اندازه ميدان مغناطيسي  در محل يك مدار بسته(B)

تغيير مساحت مدار بسته در ميدان مغناطيسي (A)

تغيير زاويه بين حلقه و راستاي ميدان مغناطيسي (θ )

در اثر اين تغييرات است كه جريان الكتريكي القا مي شود و باعث تغييرات شار مي‌شود

شار مغناطيسي:

 به مجموعه خطوط القايي اي  كه از يك سطح بسته مي گذرد شار يا فلوي مغناطيسي گويند.

قانون فارادي :

 هر گاه شار مغناطيسي كه از يك مدار بسته عبور مي‌كند تغيير كند ؛ جرياني در مدار القا خواهد شد ؛ كه باعث بوجود آوردن نيروي محركه القايي مي‌شود.

قانون لنز:

 جريان القا شده در مدار با عامل بوجود آورنده اش مخالفت ميكند علامت (- )براي همين منظور شده است.

روابط مربوط به قوانين فاراده و لنز: 

 چگونگي ايجاد جريان الكتريكي  متناوب :

براي بوجود آوردن جريان متناوب در يك ميدان مغناطيسي  يكنواخت قوي پيچه‌أي به مساحت A را مي‌چرخانيم تغييرات شار در پيچه باعث القاي نيروي محركه الكتريكي مي‌شود و اين نيروي محركه جرياني متناوب در پيچه ايجاد مي كند.

محاسبه تغيير شار ناشي از چرخيدن پيچه :

بسامد ( فركانس ) :

          تعداد دور بريك  ثانيه را بسامد گويند

13

 سوالات کنکور القای الکترومغناطيسی

۱-ميله فلزی راستی را از يک سر آويخته ايم ٬ بطوريکه بر ميدان مغناطيسی زمين عمود است . برای اينکه بر اثر حرکت ميله ، در ميدان مغناطيسی زمين، انتهای بالايی ميله نسبت به انتهای پايين آن پتانسيل الکتريکی کمتری پيدا کند ، بايد ميله را به کدام سمت حرکت دهيم ؟ ( ۷۴  ر )

   ۱)جنوب         ۲)شمال            √ ۳)شرق           ۴)غرب

۲-وقتی سيم پيچی در يک ميدان مغناطيسی يکنواخت با بسامد زاويه ای ثابت می چرخد در کدام يک از وضعيت های زير نيروی محرکه القايی حلقه صفر می شود ؟  ( ۷۱ ر )

    ۱)چون حلقه با سرعت ثابت می چرخد نيروی محرکه همواره صفر است .

    ۲)وقتی که شار عبوری از حلقه مثبت باشد .

 √ ۳)در لحظاتی که شار عبوری از حلقه ماکزيمم باشد .

    ۴)هر زمان که شار عبوری از حلقه صفر باشد .

۳- از سيم لوله ای به ضريب خود القايی ۳/۰ هانری ، جريان  I می گذرد و نيروی محرکه القايی ۷/۲ ولت در آن بر قرار می شود . معادله شدت جريان بر حسب زمان کدام است ؟  ( ۷۸ ت )

       1)0.1t+c           

       2)0.81t+c

       3)0.9t+c

    √ 4)9t+c

4-حلقه ای در يک ميدان مغناطيسی طوری قرار گرفته است که نصف شار ماکزيمم از آن می گذرد . در اين وضعيت می توان گفت که راستای بردار  ميدان مغناطيسی با خط عمود بر سطح حلقه ... ( ۷۸ ر )

  ۱)زاويه ۳۰ درجه می سازد .         √ ۲)زاويه ۶۰ درجه می سازد .

  ۳)موازی است .                           ۴)متقابل است .

۵-شار مغناطيسی که از يک حلقه می گذرد ، در مدت ۰۱/۰ ثانيه از ۰۲/۰ وبر  به ۰۳/۰- وبر تغيير می کند . اندازه نيروی محرکه القايی متوسط آن مدار چند ولت است ؟ ( ۸۰ ت )

     ۱)۱           ۲)1,5           3)2,5           √ 4)5

6-از سيم لوله ای با ضريب خود القايی ۳ هانری ، جريانی با آهنگ تغيير ۱۰ آمپر بر ثانيه می گذرد . نيروی محرکه القايی در سيم لوله چند ولت است ؟ ( ۸۰ ر )

       ۱)۳/۰                      ۲)Γ۲

    √ ۳)۵/۰                      ۴)۳Γ۲

۷- شار مغناطيسی عبوری از هر حلقه يک پيچه در   SI  بصورت  φ=0.05cos50Πt  است . اگر پيچه دارای ۲۰ حلقه باشد ، نيروی محرکه القايی آن در لحظه  =۶/۱ ثانيه چند ولت است ؟  ( ۸۱ ت )

         ۱)  ۵۰    

         ۲)۲۵Γ۳

         ۳)  ۵۰Π               

     √  ۴)۲۵ΠΓ۳

۸-ميله رسانايی به طول ۲۵ سانتيمتر در صفحه عمود بر خطوط ميدان مغناطيسی يکنواخت ۰۸/۰ تسلا با سرعت ثابت  ۱۲ متر بر ثانيه حرکت می کند . نيروی محرکه القايی چند ولت است ؟ ( ۸۱ ر )

     ۱)۲۴۰۰            ۲)۲۴              ۳)۴/۲          √  ۴)۲۴/۰

۹-کدام يک از واحدهای زير ، واحد شار مغناطيسی در SI است ؟ ( ۸۲ ر )

       ۱)ولت/ژول                         ۲)ژول/ولت

    √ ۳)آمپر/ژول                          ۴)ژول/آمپر                 

۱۰ - پيچه ای دارای ۲۰۰ حلقه است . اگر آهنگ تغيير شار مغناطيسی برابر با مفدار ثابت ۵/۰ وبر بر ثانيه باشد . نيروی محرکه القايی در پيچه چند ولت است ؟ ( ۸۲ ر )

    ۱)۵۰              √ ۲)۱۰۰               ۳)۲۰۰               ۴)۴۰۰

۱۱-پيچه ای با ۴۰۰ دور سيم ، مقاومت ۳ اهم دارد . مقطع اين پيچه که مساحت ^۲-۱۰×۲ متر مربع دارد ، عمود بر يک ميدان مغناطيسی است . اين ميدان با چه آهنگی بر حسب T/s تغيير کند تا جريانی به شدت ۴ ميلی آمپر در پيچه بوجود آيد؟ ( ۸۳ ت )

        ۱)^۲-۱۰×۵/۱

        ۲)^۲-۱۰×۲/۱

     √ ۳)^۳-۱۰×۵/۱

        ۴)^۳-۱۰×۶۶/۰

۱۲- ضريب خود القايی القاگری  ۱۰ ميلی هانری است . اگر انرژی ذخيره شده در آن ۰۲/۰ ژول باشد . شدت جريان آن چند آمپر است ؟ (۸۳  ر )

        ۱)۱             √  ۲)۲                 ۳) ۳             ۴)۴

۱۳-پيچه ای دارای ۵۰ حلقه است و شار مغناطيسی ۰۴/۰ وبر از آن می گذرد . اين شار مغناطيسی به طور يکنواخت کاهش پيدا کرده و در مدت t∆ به صفر می رسد . اگر مقاومت الکتريکی اين مدار ۵ اهم باشد ، چند کولن الکتريسيته القايی در اين مدت در مدار شارش پيدا می کند ؟ ( ۸۴ ت )

    ۱)۰۲/۰             √ ۲)۴/۰              ۳)۲              ۴)۴

۱۴- پيچه ای از ۵۰ حلقه تشکيل شده و شاره مغناطيسی آن در SI بصورت Φ= 10^-3  cos 100Πt است .

 بيشينه نيروی محرکه القايی آن چند ولت است ؟ ( ۸۵ ت )

   ۱)۵/.                   ۲) ∏۵/.

   ۳) ۵                 √ ۴)∏۵

 دکتر بختیاری