Меню

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем



Явление электромагнитной индукции

Явление электромагнитной индукции было открыто М. Фарадеем в 1831 г. Это явление заключается в том, что если проводящий контур (проводник) поместить в переменное магнитное поле, то в контуре возникает электродвижущая сила индукции (ЭДС индукции). Если такой контур будет замкнут, то в нем потечет электрический ток, который называют током индукции.

Индукционный ток возникает в контуре, если он или его часть пересекает линии магнитной индукции, такой вывод сделал Фарадей. Магнитное поле – это вихревое поле, его линии всегда замкнуты. Линии индукции сцеплены с проводящим контуром. Изменение количества линий индукции, которые охвачены контуром, возникает, если они пересекают контур.

Значение явления электромагнитной индукции заключается в том, что оно показывает связь между электрическим и магнитными полями. Электрические токи порождают магнитные поля, а переменные магнитные поля вызывают токи.

Закон электромагнитной индукции

Закон электромагнитной индукции получен М. Фарадеем, современную формулировку данного закона мы знаем в интерпретации Максвелла.

ЭДС электромагнитной индукции (\varepsilon_i) в контуре, помещенном в переменное магнитное поле, равна по величине скорости изменения магнитного потока (\Phi_m), который проходит через поверхность, которую ограничивает рассматриваемый контур. При этом знаки ЭДС и скорости изменения магнитного потока противоположны.

В системе международных единиц (СИ) закон электромагнитной индукции записывают так:

\[\varepsilon_i=-\frac<d\Phi_m data-lazy-src=

Знак минус в законе (1) отображает закон Ленца, который говорит о том, что ток индукции всегда направлен так, что созданный им магнитный поток, через поверхность, ограничиваемую контуром, старается уменьшить изменения магнитного потока, которые вызывают возникновение этого тока.

Магнитный поток, который охватывает контур, способен изменяться, если контур перемещается в поле или повергается деформации, магнитное поле может изменяться во времени. Величина \frac<d\Phi_m data-lazy-src=

Задание Какова ЭДС индукции, которая появляется в квадратной проводящей рамке со стороной a, в момент времени t_1,которая находится в переменном магнитном поле? Нормаль к рассматриваемой рамке составляет угол \alphaс направлением поля. Само поле изменяется по закону: B=B_0<\cos \omega t data-lazy-src=
Решение Сделаем рисунок.

Явление электромагнитной индукции, пример 1

Основой для решения задачи является основной закон электромагнитной индукции:

\[\varepsilon_i=-\frac<d\Phi_m data-lazy-src=

а магнитная индукция поля определяется уравнением:

\[B=B_0<\cos \omega t data-lazy-src=

Задание Проводящее кольцо находится в магнитном поле, линии поля перпендикулярны плоскости кольца. Удельное сопротивление материала кольца равно \rho, его радиус r, диаметр проводника d. Какова величина скорости изменения магнитного поля (\left|\frac<dB data-lazy-src=