שלוש דרכים ליצירת כוח אלקטרו מניע

שלוש דרכים ליצירת כוח אלקטרו מניע

כפי שראינו, כא"מ נוצר משינוי בשטף המגנטי בזמן. מכיוון שהשטף \( \Phi_B=BA\cos\theta \) תלוי בשלושה גורמים (B, A, θ), קיימות שלוש דרכים בסיסיות ליצור כא"מ - חשוב לזהות איזו מהן פועלת בכל תרחיש נתון.

1. שינוי בשטח המסגרת (A משתנה)

לדוגמה, מוט מוליך הנע על פסי הולכה בתוך שדה מגנטי קבוע - תנועתו מגדילה (או מקטינה) את שטח הלולאה הסגורה. הכא"מ הנוצר:

$$ \varepsilon = BLv $$

2. שינוי בעוצמת השדה (B משתנה)

לדוגמה, מגנט המתקרב או מתרחק מלולאה קבועה, או זרם משתנה בזמן במעגל סמוך (הגורם לשדה משתנה). הכא"מ נגזר ישירות מקצב שינוי B:

$$ \varepsilon = -A\frac{dB}{dt} $$

(בהנחה ששטח המסגרת A וזווית θ קבועים).

3. שינוי בזווית (θ משתנה)

לדוגמה, לולאה המסתובבת במהירות זוויתית ω בתוך שדה מגנטי קבוע (זהו בדיוק העיקרון שמאחורי גנרטורים חשמליים!). הזווית משתנה בזמן, \( \theta=\omega t \), והכא"מ הנוצר:

$$ \varepsilon = BA\omega\sin(\omega t) $$

שימו לב: זהו כא"מ משתנה בזמן (לא קבוע) - זוהי בדיוק הדרך שבה גנרטורים מייצרים זרם חילופין (AC).

זיהוי הדרך הנכונה בתרגיל

כדי לזהות איזו מהשלוש רלוונטית לתרגיל נתון, שאלו: האם הגיאומטריה (שטח הלולאה) משתנה? האם עוצמת השדה עצמה משתנה? או שמא המערכת מסתובבת ביחס לשדה קבוע? לעיתים ניתן לפשט את הבעיה על ידי זיהוי הגורם הבודד המשתנה, תוך התייחסות לשאר הגורמים כקבועים.