Теория. Закон электромагнитной индукции – один из фундаментальных законов физики, позволяющий объяснить многие явления природы и оказавший определяющее влияние на

Закон электромагнитной индукции – один из фундаментальных законов физики, позволяющий объяснить многие явления природы и оказавший определяющее влияние на развитие техники. Открытие электромагнитной индукции было сделано 29 августа 1831 г английским ученым Фарадеем.

Первоначально была открыта индукция в неподвижных друг относительно друга катушек с медным проводом. Одна из катушек была подсоединена к гальванометру, другая присоединена через ключ к источнику питания. Индукционный ток наблюдался при замыкании и размыкании цепи, т.е при изменении магнитного потока, пронизывающего катушку. Затем, ясно понимая, что сближение или удаление проводников с током должно приводить к тому же результату, что и замыкание и размыкание цепи, Фарадей с помощью опытов доказал, что ток возникает при перемещении катушек относительно друг друга (рис. 1).

17 октября был обнаружен индукционный ток в катушке во время вдвигания (или выдвигания) магнита (рис. 2).

рис 2

В течение одного месяца Фарадей опытным путем открыл все существенные особенности явления электромагнитной индукции и выяснил, от чего зависит появление индукционного тока в опытах, которые внешне выглядят по-разному.

В замкнутом проводящем контуре возникает ток при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром. Это явление называется электромагнитной индукцией. А ток, возникающий в контуре, называется индукционным.

Индукционный ток, возникший в проводнике, взаимодействует с породившим его током или магнитом. Если магнит (или катушку с током) приближать к замкнутому проводнику, то появляющийся индукционный ток своим магнитным полем обязательно отталкивает магнит (катушку). При удалении магнита возникает притяжение катушки и магнита.В этих опытах наблюдается неукоснительное выполнение закона сохранения энергии. Индукционный ток всегда направлен так, что созданное им магнитное поле стремится уменьшить изменения первичного магнитного потока.

Рис3. рис.4

Если бы магнитное поле нашей планеты было очень большим и сильно неоднородным, то быстрые движения проводящих тел(человеческое тело -хороший проводник) на ее поверхности и в атмосфере были бы невозможны из-за интенсивного взаимодействия индуцированного в теле тока с этим полем. Тела(любые, в том числе и человек) двигались бы как в плотной вязкой среде и при этом сильно разогревались бы. Ни самолеты, ни ракеты не могли бы летать

Согласно правилу Ленца возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.Это правило было установлено русским физиком Э. X. Ленцем (1804-1865).

Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС индукции в замкнутом контуре численно равна и протвоположно по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

E = - ,

ЭДС индукции, возникающая в соленоиде (катушка с большим числом витков медного провода)

E = -N , где N - число витков в соленоиде.

∆Ф = Ф - Ф - изменение магнитного потока за время ∆t

Формула для расчета магнитного потока Ф=ВScosα.Потоком вектора магнитной индукции через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь S и косинус угла α между векторами и (нормалью к поверхности)

ЭДС самоиндукции возникает, если магнитный поток, пронизывающий контур, изменяется за счет изменения тока в самом контуре.

Если ∆I– изменение силы тока в соленоиде за время ∆t, то

ЭДС самоиндукции, возникающая в соленоиде при изменении его собственного магнитного потока равна:

= - L , где L – индуктивность контура. Единицу индуктивности в СИ называют генри (Гн).

3акон Ома для замкнутого контура I =

Энергия магнитного поля, контура с током W =

L – индуктивность контура

I – сила тока в контуре

Дата добавления: 2014-12-08