Фарадеевская трактовка явления электромагнитной индукции

Рис. 18.1

Рассмотрим проводник, движущийся перпендикулярно к линиям магнитной индукции в положительном направлении оси x (рис. 18.1). На электроны в нем действует сила Лоренца, которая смещает их к нижнему концу проводника. Соответственно на внешнем торце образуется положительный заряд и, следовательно, внутри проводника возникает электрическое поле. Напряженность этого поля будет возрастать по мере накопления зарядов. В момент, когда сила Лоренца evB уравновесится электростатической силой eE, дальнейшее накопление зарядов на концах проводника прекратится:

.

(18.3)

Считая поле внутри проводника однородным, выражаем напряженность поля через разность потенциалов

,

(18.4)

где l – длина проводника. Подставим (18.4) в (18.3):

,

(18.5)

Преобразуем (18.5) следующим образом:

,

(18.6)

Здесь dS = ldx – площадь, описанная проводником при его перемещении на величину dx.

Воспользуемся далее законом Ома для неоднородного участка цепи (см. (15.10)): IR = E + (j₁ - j₂). В данном случае цепь разомкнута, поэтому I=0, следовательно,

(18.7)

Подставив (18.7) в (18.6), получим выражение для ЭДС индукции

Из изложенного следует, что причиной появления ЭДС индукции в проводнике, движущемся в магнитном поле, является сила Лоренца.

Дата добавления: 2015-06-04