Закон Фарадея

Явление электромагнитной индукции.

В 1831 г. Фарадей открыл, что во всяком замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром, возникает электрический ток. Это явление называется электромагнитнойиндукцией, а возникающий ток – индукционным.

Рассмотрим два контура. В одном включен источник тока и силу тока можно менять реостатом. Во второй контур включен гальванометр.

Ток cоздает магнитное поле, которое пронизывает второй контур. При изменении потока, пронизывающего второй контур в нем возникает индукционный ток. Изменение магнитного поля можно осуществить различными способами:

· Изменяя силу тока , тем самым будет меняться B и ,

· Приближая или удаляя второй контур от первого, будет меняться B, а значит и ,.

· Поворачивая второй контур так, чтобы менялся угол между нормалью к контуру и направлением поля ()

Величина индукционного тока не зависит от способа, которым вызывается изменение потока магнитной индукции , и определяется лишь скоростью изменения , т.е. значением .

Ленц установил правило, с помощью которого можно найти направление индукционного тока. Правило Ленца гласит, что индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать причине, его вызывающей.

При увеличении тока или при приближении второго контура к первому возникает индукционный ток и магнитный момент , магнитное поле которого направлено против внешнего поля, т.е. препятствуют увеличению магнитного потока.

При уменьшении тока или при удалении второго контура возникает индукционный ток и магнитный момент , магнитное поле которого совпадает с направлением внешнего поля, т.е. препятствуют уменьшению магнитного потока.

Согласно закону Ома электрический ток в замкнутой цепи может возникать только в том случае, если в этой цепи появится ЭДС. Поэтому обнаруженный Фарадеем индукционный ток свидетельствует о том, что в замкнутом контуре, находящемся в переменном магнитном поле возникает ЭДС индукции. Дальнейшее исследование показало, что ЭДС электромагнитной индукции в контуре пропорционально изменению магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.

(в СИ |к|=1) (1)

Объединим эти формулы с правилом Ленца.По правилу Ленца имеем:

Условились считать ЭДС положительной, если магнитный момент соответствующего ей индукционного тока образует острый угол с линиями магнитной индукции того поля, которое наводит этот ток.

Тогда в случае: а) >0,

б) <0

Сравнивая с формулой (1) получим, что k= -1.

- закон Фарадея. (2)

ЭДС электромагнитной индукции в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.

Если контур состоит из N витков, то ЭДС возникает в каждом витке и результирующая ЭДС будет в N раз больше.

, (3)

где -потокосцепление контура.

Дата добавления: 2015-06-27