Головна |
Явище електромагнітної індукції можна спостерігати, коли в магнітному полі, що утворився між полюсами постійного магніту, переміщається замкнутий провідник. Якщо цей провідник знаходиться в спокої, то в ньому ніякого струму не буде. Але варто тільки зрушити його з місця і переміщати так, щоб він перетинав силові лінії магнітного поля, як одразу ж у провіднику з'явиться електрорушійна сила і, як наслідок - індукційний струм. В даному випадку індукційний струм виникає в провіднику за рахунок тієї механічної енергії, яка витрачається при переміщенні провідника в магнітному полі. При цьому механічна енергія перетворюється в енергію електричну.
Фарадей встановив, що в замкнутому провідному контурі індукційний струм виникає лише в тих випадках, коли він знаходиться в змінному магнітному полі, незалежно від того, яким способом досягається зміна в часі потоку індукції магнітного поля. Він показав, що при зміні зчепленого з контуром потоку магнітної індукції, в контурі виникає індукційний струм; виникнення струму вказує на наявність в ланцюзі електрорушійної сили. Значення ЕРС електромагнітної індукції визначається швидкістю зміни магнітного потоку:
(4.1)
де k - Коефіцієнт пропорційності.
Розглянемо, як виникає ЕРС індукції, а, отже, індукційний струм. Нехай провідник без струму довжиною l рухається в магнітному полі з індукцією зі швидкістю (Рис. 4.2). При русі провідника його вільні електрони також будуть рухатися вправо, т. Е. Виникає конвекційний струм. На кожен вільний електрон з боку магнітного поля діє сила Лоренца . Під її дією електрони накопичуються в нижній частині провідника; відповідно позитивні іони будуть накопичуватися у верхній частині і по кінцях провідника виникає різниця потенціалів . Утворюється електричне поле напруженістю , Що перешкоджає подальшому переміщенню електронів. Це переміщення припиниться, коли , Т. Е. , або . З іншого боку, , Т. Е. .
Якщо провідник замкнути, то в ланцюзі потече електричний струм. Таким чином, в провіднику індукується ЕРС (4.2) У даному випадку , тому .
Правило Ленца:
при всякій зміні магнітного потоку крізь замкнуте проводить контур в останньому виникає індукційний струм такого напрямку, що його магнітне поле протидіє зміні зовнішнього магнітного потоку.
Закон електромагнітної індукції:
(4.3) Напрямок ЕРС індукції, а отже, і індукційного струму в провіднику, який переміщається в магнітному полі, можна також визначити, користуючись правилом правої руки. Це правило можна сформулювати наступним чином: якщо долоню правої руки розташувати так, щоб силові лінії магнітного поля були їй перпендикулярні і входили в неї, а відігнутий великий палець вказував напрям переміщення провідника, то інші витягнуті пальці вкажуть напрямок індукційного струму в провіднику.
Умови на межі двох магнетиків | Вихровогоелектричного ПОЛЕ
ЗАКОН ОМА В ІНТЕГРАЛЬНОЇ | РОЗРАХУНОК розгалужена ЦЕПИ. Правила Кірхгофа | Магнітне поле І ЙОГО ХАРАКТЕРИСТИКИ | МАГНТНОЕ ПОЛЕ рухомих зарядів. сила Лоренца | ПРОВІДНИК З СТРУМОМ В МАГНІТНОМУ ПОЛЕ. закон Ампера | СИЛА І МОМЕНТСІЛ, действующ КОНТУР З СТРУМОМ В МАГНІТНОМУ ПОЛЕ. | Дивергенція і ротор магнітного поля. | Магнітне поле в речовині. Намагніченість. Напруженість магнітного поля | напруженість | Магнітне поле в речовині. види магнетиков |