כא”מ

כא"מ - כוח אלקטרו מניע מושרה

כא"מ (כוח אלקטרו-מניע) מתאר מתח חשמלי הנוצר משינוי בזמן של השטף המגנטי - תופעה הנקראת השראה אלקטרומגנטית. חוק פאראדיי קובע את הקשר בין השניים:

$$ \varepsilon = -\frac{d\Phi_B}{dt} $$

כלומר, ככל שהשטף המגנטי משתנה מהר יותר, כך נוצר כא"מ (מתח) גדול יותר - גם אם השטף עצמו קטן.

שלוש סיבות לשינוי שטף בזמן

מכיוון שהשטף \( \Phi_B=BA\cos\theta \), שינוי שלו בזמן יגרם משלוש סיבות שונות (או שילוב שלהן):

1. שינוי בשטח המסגרת A.
2. שינוי בעוצמת השדה B.
3. שינוי בזווית θ שבין המשטח לבין השדה.

הסימן השלילי - חוק לנץ

הסימן השלילי בנוסחה מבטא את חוק לנץ: הכא"מ המושרה (וכתוצאה ממנו, הזרם המושרה, אם יש מעגל סגור) פועל תמיד בכיוון המתנגד לשינוי שגרם לו - כלומר, "מנסה למנוע" את שינוי השטף. זהו ביטוי לחוק שימור האנרגיה: אילו הכא"מ היה "מסייע" לשינוי (במקום להתנגד לו), היינו יכולים ליצור אנרגיה משום מקום.

מקרה פרטי - מוט נע בשדה מגנטי

מקרה נפוץ במיוחד: מוט מוליך הנע במהירות v על פסי הולכה, בתוך שדה מגנטי B ניצב. תנועת המוט משנה את שטח המסגרת (ולכן את השטף), ומייצר כא"מ:

$$ \varepsilon = BLv $$

כאשר L הוא אורך המוט (המרחק בין הפסים).