Физика > Механическая работа и электрическая энергия
Изучите превращения механической энергии в тепловую при сохранении энергии: закон сохранения энергии, закон Ленца и индукции Фарадея, электродвижущая сила.
Выполняемая внешней силой механическая энергия трансформируется в тепловую. В этом процессе энергия сберегается.
Задача обучения
- Используйте закон сохранения энергии для характеристики производственной движущейся электродвижущей силы с механической работой.
Основные пункты
- Движущаяся ЭДС, созданная в перемещающемся по однородному полю проводнике, передается в формуле ε = Blv.
- Чтобы удержать стержень, перемещающийся со стабильной скоростью, необходимо постоянно использовать внешнюю силу вдоль движения.
- Благодаря закону Ленца мы знаем, что перемещение стержня будет противоположным, поэтому закон сбережения энергии остается в силе.
Термины
- Двигающаяся ЭДС – индуцированная перемещением относительно магнитного поля ЭДС.
- Закон индукции Фарадея – предсказывает принципы взаимодействия магнитного поля с электрической цепью, из-за чего формируется ЭДС.
Когда ЭДС создается перемещающимся проводником, то передается в виде ε = Blv (B – магнитное поле, l – длина проводящего стержня, v – постоянная скорость движения).
Сбережение энергии
Сила Лоренца влияет на сохранение энергии, если стержень при перемещении переносит ток:
FL = iBL.
Чтобы удерживать перемещающийся со стабильной скоростью стержень, необходимо все время влиять на него внешней силой. Мощность равна:
Р = Fextv = (iBL) × v = iε.
В конце мы применили первое уравнение. Отметьте, что речь идет о мощности, рассеиваемой в контуре. Поэтому делаем вывод, что выполняемая внешней силой механическая работа трансформируется в тепловую. В этом процессе энергия остается без изменений.
Закон Ленца
Закон Ленца отмечает сохранение энергии. Здесь видно, что именно он гарантирует противостояние движения стержня переменам в магнитном поле. Если бы индуцированная ЭДС располагалась в той же направленности, что и перемена потока, то можно было бы разглядеть положительную обратную связь, в которой стержень вылетает при наименьшем возмущении.
