Явище електромагнітної індукції - студопедія

Мал. 3.13. досліди Фарадея

Електромагнітна індукція - фізичне явище, що полягає у виникненні електричного струму в замкнутому контурі при зміні магнітного потоку через поверхню, обмежену цим контуром.

Електричний струм, що виникає при явищі електромагнітної індукції називається індукційним. Індукційний струм виникає завжди, коли відбувається зміна зчепленого з контуром потоку магнітної індукції. Сила індукційного струму не залежить від способу зміни потоку магнітної індукції, а визначається лише швидкістю його зміни.

Закон Фарадея: сила індукційного струму, що виникає в замкнутому провідному контурі (ЕРС індукції, що виникає в провіднику), пропорційна швидкості зміни магнітного потоку, зчепленого з контуром (проникаючого через поверхню, обмежену контуром), і не залежить від способу зміни магнітного потоку.

Правило Ленца: індукційний струм спрямований таким чином, що власним магнітним полем перешкоджає зміні зовнішнього магнітного потоку, що перетинає поверхню контуру (рис. 3.14).

Мал. 3.14. Ілюстрація правила Ленца

Миттєве значення ЕРС індукції (закон Фарадея-Ленца)

,

де - потокосцепление замкнутого проводить контуру.

Відкриття явища електромагнітної індукції:

1. показало взаємозв'язок між електричним і магнітним полем;

2. запропонувало спосіб отримання електричного струму за допомогою магнітного поля.

Таким чином, виникнення ЕРС індукції можливо і в разі нерухомого контуру. що знаходиться в змінному магнітному полі. Однак сила Лоренца на нерухомі заряди не діє, тому з її допомогою можна пояснити виникнення ЕРС індукції.

Досвід показує, що ЕРС індукції не залежить від роду речовини провідника, від стану провідника, зокрема від його температури, яка може бути навіть неоднаковою уздовж провідника. Отже, сторонні сили зі зміною властивостей провідника в магнітному полі, а обумовлені самим магнітним полем.

Максвелл для пояснення ЕРС індукції в нерухомих провідниках припустив, що змінне магнітне поле збуджує в навколишньому просторі вихрове електричне поле. яке і є причиною виникнення індукційного струму в провіднику. Вихровий електричне поле не є електростатичним (т. Е. Потенційним).

Різниця потенціалів на кінцях провідника, що рухається зі швидкістю в магнітному полі,

,

де # 8209; довжина провідника; # 8209; кут між векторами і.

Заряд, що протікає по замкнутому контуру при зміні магнітного потоку, що пронизує цей контур,

де R # 8209; опір контуру.