Электромагнитная индукция. Правило Ленца. Работа по перемещению провода с током в магнитном поле

Работа по перемещению провода с током в магнитном поле

Пусть имеются два металлических рельса, по которым мо­жет скользить металлический стержень (рис.). Если к рельсам подключить источник тока и поместить все в магнит­ное поле , как показано на рисунке, то на стержень будет действовать сила Ампера F_А. Она, передвигая стержень, мо­жет совершить работу: А = F_A·d = I·Δℓ·B·d = I·B·ΔS=I·ΔΦ, или в дифференциальной форме: dA=I·dФ. где Δ(d)Φ – это изменение потока Ф вектора через заштрихованную площадку, т.е., через контур с током. Т.о., работа силы Ампера в магнитном поле равна произведе­нию силы тока на изменение магнит­ного потока через контур.

Опыт показывает, что если в катуш­ку, соединенную с гальванометром, вдви­гать постоянный магнит (рис. а), то гальванометр покажет ток тогда, когда магнит движется. Если магнит, наоборот, удалять из ка­тушки, то в ней идет ток обратного направления.

Это явление, открытое Фарадеем, называет­ся электромагнитной индукцией, возникающий ток называется индукционным током, а распре­деленная по катушке э.д.с., под действием кото­рой течет ток, называется э.д.с. индукции. Причем э.д.с.индукции возникает в контуре всегда, а ток – только, если контур замкнут и яв­ляется проводником.

Существенно именно не движение магнита, а изменение магнитного потока Ф через катушку. Например, в опыте, изображенном на верхнем рис., во внутреннем контуре возникает индукционный ток, если во внешнем с помощью реостата менять силу тока, получае­мого от внешнего источника. Причем, если во внешнем кон­туре ток увеличивать, так что поток Ф, создаваемый этим током, растет, то во

внутреннем контуре возникает индукционный ток противоположного

направления. Он своим магнитным потоком Ф_i будет препятствовать нарастанию потока Ф. Если же силу тока в одном из конту­ров и, следовательно, поток Ф, уменьшать, например, разомкнув цепь внутреннего контура на нижнем рис., то в другом контуре возникнет индукционный ток и маг­нитный поток Ф_i того же направления, чтобы препятствовать уменьшению потока Ф.

Ленц сформулировал это следующим образом (правило Лен­ца): индукционный ток возникает такого направления, что он своим магнитным действием препятствует той причи­не, в результате которой он возник.

Дата добавления: 2013-12-12