Te percjellim nepermjet ketij

projekti ne menyre te vecante, efikase, dukurine e induksionit dhe autoinduksionit si dhe fushes magnetike.(duke persorur edhe shembuj).

Te persosim njohurite ne lidhje me dukurine e induksionit, autoinduksionit dhe fushes magnetike.

Te tregojme disa nga zbatimet e kesaj dukurie ne teknike, shkence dhe jeten e eperditshme.

Te pershkruajme ndertimin e aparateve qe bazohen ne kete dukuri dhe qe ne i perdorim ne jeten e eperditshme.

 

Elektromagnetizmi përshkruan bashkëveprimet e thërrmijave të ngarkuara, me fushat elektrike dhe magnetike. Ai ndahet ne elektrostatikë, e cila bën studimin e bashkëveprimeve midis ngarkesave në prehje, dhe elektrodinamikë, e cila studion bashkëveprimet midiss ngarkesave në lëvizje dhe rrezatimit. Teoria klasike e elektromagnetizmit është e bazuar në ligjin e forcës së Lorencit dhe tek ekuacionet e Maksuellit.Elektrostatika është studimi i fenomeneve që lidhen me trupa të ngarkuar në prehje. Siç përshkruhet nga ligji i Kulombit, trupa të tillë aplikojnë forca mbi njëri tjetrin. Sjellja e tyre mund të analizohet nëpërmjet koncepteve të fushës elektrike që rrethon çdo trup të ngarkuar, e tillë që çdo trup i ngarkuar i vendosur në këtë fushë është subjekt i nje force në madhësi të drejtëpërdrejtë me madhësinë e ngarkesës dhe madhësinë e vlerës së fushës magnetike në atë pozicion. Nëqoftëse forca është tërheqëse apo shtytëse kjo varet nga polariteti i ngarkesës. Elektrostatika ka aplikime të shumta, që variojnë që nga analiza e fenomeneve si vetëtimat deri tek ndërtimi i motorave , siç është për shembull motori elektrostatik.

Elektrodinamika është studimi i fenomeneve që lidhen me trupa të ngarkuara në lëvizje dhe fusha elektrike dhe magnetike që ndryshojnë në kohë. Meqënëse një ngarkesë në lëvizje prodhon një fushë magnetike, elektrodinamika merret me efekte si magnetizmi, rrezatimi elektromagnetik, dhe induksioni elektromagnetik, të cilat përfshinë aplikime praktike si gjeneratori elektrik si dhe motori elektrik. Kjo pjesë e elektrodinamikës, njihet si elektrodinamika klasike, ajo u shpjegua në një mënyrë sistematike nga Xhejms Klark Maksuell. Duhet thënë se janë ekuacionet e Maksuellit ato të cilat i pershkruajnë fenomenet elektrike me një përgjithësi të madhe. Një zhvillim i mëvonshëm është elektrodinamika kuantike, e cila përfshin ligjet e teorisë kuantike në mënyrë që të shpjegojë bashkëveprimin e rrezatimit me lëndën. Diraku, Hajzenbergu, dhe Pauli ishin disa nga pionerët që formuluan hapat fillestare që çuan tek elektrodinamikën kuantike. Elektrodinamika relativiste merr parsysh korrektimet relativiste të lëvizjes së trupave të ngarkuar që lëvizin me shpejtësi të përafërt me atë të dritës. Ajo zbatohet në fenomene që lidhen me përshpejtues ngarkesash si dhe me tuba elektronesh në voltazhe dhe korrente të larta.Elektromagnetizmi përfshin fenomene të tjera elektromagnetike të jetës së përditshme. Për shembull, drita është një fushë elektromagnetike oshiluese që rrezatohet nga thërrmija të ngarkuara në lëvizje. Përveç gravitetit, shumica e forcave të përditshme janë rrjedhojë të forcës elektromagnetike.

Principet e elektromagnetizmit gjejnë aplikime në disiplina të shumta si tek mikrovalët, antenat, makinat elektrike, satelitët e komunikimit, bioelektromagnetika, plazma, kërkimet në përshpejtuesit bërthamorë, fibrat optike,në interferencën dhe kompatibilitetin elektromagnetik, në konvertimin e energjisë elektromekanike, deri tek aplikime teknologjike si radari dhe meteorologjia. Pajisjet elektromagnetike përfshinë transformatorët, çelsat elektrike, radio/TV, telefonin, motori elektrik, linjat e transmisionit, përçuesit e valëve, fibrat optike, dhe lazerin.

 

Meqë rryma elektrike përreth përcjellësve shkakton fushën magnetike, kemi arsye të interesohemi edhe për mundësinë e përfitimit të rrymës elektrike nga fusha magnetike.Përvoja këtu jep përgjigjje pozitive,sepse një gjë e tillë është e mundshme siç tregojnë edhe eksperimentet.Rrymat elektrike të fituara nga fusha magnetike quhen rryma të indukuara dhe e zbuloi Faradei më 1831.Bashkësia e të gjitha dukurive të cilat paraqiten me rastin e përfitimit të rrymave dhe të tensioneve të indukuara,paraqesim fushë studimin në kuadër të induksionit elektromagnetik. Në zbatimin e këtyre dukurive mbështetet elektroteknika bashkëkohore,sepse tërë energjia elektrike,të cilën e shfrytëzojmë,përftohet duke u mbështetur në parimet e induksionit elektromagnetik.Ekzistojnë shumë mënyra të përfitimit të rrymës së induktuar dhe për të gjitha vlen i njëjti parim; në një mënyrë apo tjetër duhet të sigurohet ndërrimi i fluksit magnetik, meqë nga ky ndërrim i fluksit mund të përftohet rryma e induktuar.Ndërrimi i fluksit mund të arrihet në shumë mënyra:* duke kyçur dhe shkyçur burimin në përcjellës;* duke rrotulluar bobinën në fushën magnetike të magnetit të përhershëm;* duke ndryshuar intensitetin e rrymës në qark parësor me ndihmën e rezistencës së ndërrueshme;* duke vendosur dhe duke nxjerrë magnetin e përhershëm nga brendia e bobinës;* duke lëvizur përcjellësin në fushën magnetike;* duke lëvizur përcjellësin nëpër kornizë e cila gjendet në fushën magnetike dhe me mënyra të tjera.

Numri i spirave në të tria mbështjelljet dhe gjatësia e telave është e njëjtë. Cili nga këta përcjellës ka induktivitetin maksimal (L max)? Po induktivitetin minimal (L min)?

Ne dime q L është karakteristike e bobinës dhe varet nga br I spirave. Në këtë rast duke qënë se nr I spirave ëdhtë I barabartë do të shikojmë bërthamat e bobinave.Induktivitetin maximal e ka bobina e tretë me bërthamë katrore.Induktivitetin minimal ka bobina e parë ë cila nuk ka praninë e bërthamës.

 

Vëreni në figurë . Magneti në të dyja rastet bie në bobinë. Në cilin rast nxitimi me të cilin bie magneti është më i vogel dhe pse?

Kur bobina eshte e hapur magneti kryen renie te lire me nxitim 9.8 m/s2. Kur bobina eshte e mbyllur ne spirat e saj lind rryme e induktuar dhe fusha magnetike e se ciles kundershton shkakun qe e lindi. Keshtu magneti leviz em nxitim me te vogel se ai I renies se lire. Pra në rastin e parë, sepse gjatë rënies së magnetit këtu , në bobinë lind rryma e induktuar , e cila me fushën e vet magnetike pengon lëvizjen e magnetit. Kjo dukuri ne rastin e dytë nuk ndodh.

Të mendojmë një bobinë me shumë dredha nga teli i izoluar të vendosura ndërmjet fushës së magnetit në formë patkoi.Bobina është e lidhur me galvanometer dhe ka mundësi të rrotullohet në fushë,siç tregon edhe fig. 5.2.Edhe në këtë rast gjatë rrotullimit tëbobinës treguesi në galvanometer do të tregojë rrymë.Përfitimi i rrymës në këtë mënyrë është i lidhur me ndërrimin e fluksit magnetik.Në të vërtet,ndërrimi i fluksit magnetik shkakton paraqitjen e tensionit të induktuar kurse rryma e induktuar,paraqitet si rrjedhojë e këtij tensioni,Pra,tensioni i induktuar shfaqet në bobinë atëherë,kur përcjellësi i bobinës i prêt vijat e forces së fushës magnetike,përkatësisht tensioni i induktuar paraqitet në një qark të mbyllur kurdoherë që atë e përshkon fluksi i ndryshueshëm magnetik.

Të mendojmë një bobinë me shumë dredha nga teli i izoluar i bakrit,e cila është e lidhur me burimin e rrymës dhe me njërezistor të ndryshueshëm siç e tregon fig. 5.3.Pranë këtij qarku,të cilin do ta quajmë parësor, do të vendosim një bobinë tjetër po ashtu me numër të madh dredhash të telit tëizoluar të bakrit të lidhur me galvanometer G.Do ta quajm qark dytësor.Duke ndërruar intensitetin e rrymës në qarkun parësor,që arrihet me kontaktin rrëshqitës të rezistorit,treguesi nëgalvanometër do të tregojë paraqitjen e rrymës në qarkun dytësor.

Si shembull tjetër të përftimit të tensionit të induktuar mund të përmendim rastin e bobinës së palëvizshme,por që në një mënyrë dhe në të bëhet prerja e vijave të forces së fushës magnetike,përkatësisht ndërrimi i fluksit magnetik.Kjo mund të arrihet me vendosjen,përkatësisht lëvizjen,e ndonjë magneti të përhershëm në brendinë e ndonjë bobine,siç e tregon fig. 5.4.Rryma e induktuar në vartësi nga lëvizja e magnetit alternativisht e ndërron kahun.Një kah paraqitet kur magneti futet në brendi të bobinës dhe kah tjetër kur magneti nxirret nga brendia qëdiktohet nga zhvendosja e treguesit të galvanometrit.Sa më shpejt që futet apo nxirret magneti i përhershëm nga brendia e bobinës,aq më intensive është rryma e induktuar.

 

Forca elektrolëvizore e induktuar lind edhe në përcjellës i cili lëviz në fushën magnetike, fig.5.5.Në fig.5.5. është paraqitur fusha magnetike me kah normal ndaj rrafshit të vizatimit.Kur përcjellësi nuk lëviz nuk diktohet asgjë e veçantë.Elektronet e lira të tij do të kryejnë lëvizje termike që janë të orientuara në të gjitha haket.Por,nëse përcjellësin e lëvizim me shpejtësi v në këtë fushë magnetike B,të gjitha elektronet e lira do të lëvizin me këtë shpejtësi në fushën magnetike.Në çdo electron të lire vepron forca e Lorencit:

F= evB

 

Pra,forca e Lorencit e shkakton lëvizjen e elektroneve nga njëri skaj i përcjellësit nëskajin tjetër në të cilin kryhet grumbullimi i tyre.Skaji i përcjellësit nga i cili lëvizin elektronet do të varfërohet me elektrone,prandaj ngarkohet me elektricitet pozitiv.Në këtë mënyrë në skajet e përcjellësit fitohet tensioni i induktuar.Paraqitja e ngarkesave të kundërta ka pasojë krijimin e fushës vetjake elektrike E të përcjellësit.Grumbullimi i mëtejmë i ngarkesave ndërpritet me baraspeshimin ndërmjet fushës vetjake elektrike të krijuar në përgjithësi dhe forces së Lorencit.Prandaj,arrihet një gjendje kur këto dy forma baraspeshohen mes veti:

evB=eE

nga fitojmë:

E=vB

Shprehja e fundit tregon se gjatë lëvizjes së përcjellësit në fushën magnetike intensiteti i fushës vetjake elektrike të tij E është i barabartë me prodhimin e shpejtësisë së përcjellësit v dhe induksionit magnetik B.

 

Supozojmë se përcjellësin e kemi vendosur në njëkornizë në të cilën është i kyçur një galvanometer, siç e tregon fig.5.6.Përcjellësi e ka gjatësinë l dhe vijat e forces sëfushës magnetike i prêt normal me shpejtësi në v.Të supozojmë se përcjellësi zhvendoset gjatë kohës ∆t.

Shembujt e paraqitur të ndërrimit të fluksit magnetik tregojnëmundësinë e krijimit të forces elektrolëvizore të induktuar.Pra ,kërkesë parësore është sigurimi i mundësisë sëndërrimit të fluksit magnetik.Mirëpo, ende nuk e kemi paraqitur në mënyrë sasiore raportin e ndërrimit të fluksit magnetik dhe tensionit të induktuar apo të forces elektrolëvizore.Këtë ligj do ta përcaktojmë duke iu referuar shembullit të mëparshëm dhe fig.5.6., në të cilën tregohet përcjellësi me gjatësi l, i cili lëviz normalisht ndaj vijave të forces nëpër kornizë me shpejtësi v pa fërkim.Fusha magnetike e ka kahun normal ndaj rrafshit të vizatimit.Pas njëkohe ∆t fluksi do të zvogëlohet për -∆Φ.Ky ndërrim i fluksit njehsohet sipas shprehjes:

Mund të përfundojmë se forca elektrolëvizore e induktuar paraqitet si shpejtësi e ndërrimit të fluksit magnetik.Kjo shprehje vlen për çfarëdo rrethanash në të cilat përftohet forca elektrolëvizore e induktuar dhe si e tillë është përpiluar në formë të ligjit që quhet ligji i Faradeit për induksion.Ligji i Faradeit (5.3) për induksion EM më së lehti mund të arsyetojmë nga shembulli 4.Nëse përdorim disa magnete të përhershme,për magnet më të fuqishëm zhvendosja e treguesit në galvanometer është më e madhe.Prandaj vlen:

U i ~ ∆Φ

Pastaj mund të vërtetojmë të dhënën: sa më shpejt tëfutim apo nxjerrim magnetin nga bobina tensioni i induktuar do të jetë më i madh, që tregon se tensioni i induktuar është përpjesëtimisht i zhdrejtë me kohën e ndërrimit të fluksit magnetik.

Prandaj,forca elektrolëvizore prej 1 V fitohet kur në qark kryhet ndërrimi i fluksit magnetik prej 1 Wb në sekondë.

A induktohet rryme ne aeroplanet reaktive qe fluturojne me shpejtesi te medha?

Po sepse ata presin vijat e forces se fushes magnetike te Tokes. Forca elektromotore F.e.m= B x v x l

Perse radiomarrja shuhet apo pushon plotesisht ne autostrada kur kalojme ne ura dhe tunele?

Kjo ndodh se keto pengesa thithin ose pasqyrojne valet elektromagnetike.

1. Një rast i rendesishem është në frenat e disa trenave. Gjatë frenimit, rrotat metalike janë të ekspozuar ndaj një fushë magnetike nga një elektromagnet, duke krijuar vorbullen e rrymes në rrota. Ndërveprimi magnetik mes fushën se aplikuar dhe vorbulles se rrymes ,vepron për të ngadalësuar rrotat poshtë. Sa me shpejt rrotat rrollutohen, aq më i eshte forte eshte efekti, do të thotë se si treni ngadalëson forcen e frenimit, duke e zvogëluar, keshtu prodhon një lëvizje të butë ndalur.

2.Nje motor elektrik është një pajisje për transformimin e energjisë elektrike në energji mekanike, një gjenerator elektrik bën të kundërtën, duke përdorur energjinë mekanike për të gjeneruar energji elektrike. Në zemër të të dy motore dhe gjeneratorëve është një spirale e ndodhur në një fushë magnetike.Kur pajisja përdoret si një motor,rryma kalon neper spirale. Bashkëveprimi i fushës magnetike me rrymen shkakton rrotullimin e spirales. Një gjenerator qe perdor rrymen e altrenuar përdor ligjin e Faraday-s te induksionit, per te rrotulluar një spirale në një normë konstante në një fushë magnetike që të shkaktoj njëfushave elektromagnetike te vazhdueshme. . Zona spirale dhe fusha magnetike janë mbajtur konstante, kështu që, me ligj Faradeit, forca elektomagnetike detyruar është dhënë nga:

Me fjalë të tjera, një spirale e telit pe në një fushë magnetike në një normë konstante do të prodhojë rrymë AC. Në Amerikën e Veriut, energji elektrike AC nga një prizë muri ka një frekuencë prej 60 Hz.

Një spirale e kthyer në një fushë magnetike mund të përdoret gjithashtu për të gjeneruar energji DC. . Ndryshe nga gjenerator AC, polariteti i tensionit të krijuara nga një gjenerator DC është gjithmonë i njëjtë. Në një gjenerator shumë të thjeshtë DC me një lak të vetme te rradhës, niveli i tensionit do të luhatet vazhdimisht. Tensionit nga nga sinkronizim me njëri-tjetrin është shtuar zakonisht së bashku për të marrë një tension relativisht të qëndrueshem.

3.Një shembull i mirë i kësaj eshte në një fabrikë hidro-energjisë elektrike. Energjia e ujit në rënie është përdorur për të tjerr magnet i përhershëm rreth një lak të caktuar, duke prodhuar energji AC.

Në vend se duke përdorur një spirale tjerrje në një fushë magnetike konstante, një tjetër mënyrë për të shfrytëzuar induksion elektromagnetik është për të mbajtur spirale të palëvizshme dhe të tjerr magnet i përhershëm (duke siguruar fushën magnetike dhe fluksi i) rreth spirale.  Ju mund të keni vënë re se kur diçka si një frigorifer ose një kondicioner i parë kthehet më në shtëpinë tuaj, dritat e dim çast. Kjo është për shkak rrymes se madhe që kërkohet për të marrë motor brenda këtyre makinave deri në shpejtësinë operative. Kur motorët janë kthyer, shumë më pak rryme është e nevojshme për t'i mbajtur ata .

Ushtrimi I Peste. Per te analizuar traret prej celiku shinet

ne to mbeshtillet nje bobine teli e izoluar dhe e mbyllur me nje galvanometer [defektoskope] dhe zhvendoset gjate trarit. Per cdo heterogjenitet te ndertimit te trarit lind rryme. Shpjegoni dukurine.

Pergjigje: heterogjenitetet ne traun e celikut , ndryshojne fluksin magnetik qe pershkon bobinen e defektoskopit , keshtu krijohet nje F.e.m e induksionit.

MARINA FUQITHEODHOR KURO