Магнитным потоком Ф через некоторую поверхность S называется количество линий магнитной индукции, пронизывающих эту поверхность.
Ф = BS cosα
Единица измерения магнитного потока 1 Вб = 1 Тл · 1 м2
| Явление электромагнитной индукции состоит в возникновении электрического (индукционного) тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего контур. |
Это явление бы ло экспериментально обнаружено М. Фарадеем в 1831 г.
Магнитный поток может изменяться в следующих случаях:
|
Изменяется количество линий магнитной индукции
|
Изменяется площадь контура
|
Изменяется угол наклона нормали |
Закон Фарадея
При изменении магнитного потока в окружающем пространстве возникает электродвижущая сила, заставляющая перемещаться заряды в замкнутом контуре, тем самым возникает индукционный ток. Переменное магнитное поле создает переменное электрическое поле, которое в свою очередь воздействует на неподвижные заряды. Это электрическое поле является непотенциальным (работа по перемещению заряда по замкнутой траектории не равна нулю), вихревым (силовые линии замкнуты).
ЭДС индукции определяется как скорость изменения магнитного потока.
"Минус" отражает правило Ленца, согласно которому индукционный ток имеет такое направление, чтобы противодействовать причине, его вызвавшей.
Алгоритм определения направления индукционного тока (по правилу Ленца):
1. Определяем направление внешнего магнитного поля В0;
2. Определяем направление изменения магнитного потока: если поток увеличивается, то ΔФ > 0, если уменьшается, то ΔФ < 0.
3. Определяем направление индукционного магнитного поля: если ΔФ > 0, то направление индукции В противоположно направлению внешнено поля В0, если ΔФ < 0, то поля сонаправлены.
4. По правилу правой руки определяем направление индукционного тока.
Сила индукционного тока в замкнутом контуре зависит от сопротивления контура:
ЭДС индукции в движущихся проводниках
Пусть проводник длиной l движется в магнитном поле с индукцией В со скоростью v. Тогда при движении он "заметает" площадь lvΔt и на концах проводника возникает ЭДС
Проводник с током в магнитном поле
Если проводник с током поместить в магнитное поле (перпендикулярное плоскости контура), то он начнет перемещаться под действием силы Ампера. Следовательно, сила Ампера совершает работу ΔA = I ΔФ. По закону сохранения энергии энергия источника тока будет расходоваться на выделение тепла и перемещение проводника в магнитном поле:
Тогда сила тока
