Явище електромагнітної індукції - студопедія

З моменту відкриття факту, що всякий струм породжує магнітне поле (Ерстед, 1820 г.) робилися численні спроби викликати зворотне явище - порушити ток в контурі (в замкнутому ланцюзі) за допомогою магнітного поля. Це завдання було вирішене Фарадеем, який відкрив у 1831 р явище електромагнітної індукції.

Явище полягає в наступному: при зміні потоку магнітної індукції через площу, обмежену будь-яким провідником контуром, в цьому контурі виникає електричний струм. Цей струм називається індукційним. При цьому явище абсолютно не залежить від способу зміни потоку магнітної індукції.

Потік магнітної індукції Ф визначається співвідношенням:

де В - індукція магнітного поля, [В] = Тл; S - площа поверхні, обмеженої контуром, [S] = м 2; # 945; - кут, який утворює нормаль до площини контуру з напрямком вектора індукція магнітного поля, [# 945;] = радий; [Ф] = Вб.

Як видно зі співвідношення (1), порушити індукційний струм мо-жно або шляхом зміни величини індукція магнітного поля - В, або зміною геометричної форми контуру, тобто площі, або зміною його положення в просторі, тобто зміною кута # 945 ;.

Ленц (1833 г.) встановив загальне правило для визначення напрямку індукційного струму: індукований в контурі струм має такий напрям, що його власне магнітне поле компенсує зміна потоку магнітної індукції через площину контура, яке викликало цей індукційний струм. Це правило є наслідком закону збереження енергії і підтверджується дослідами. Величина електрорушійної сили індукції # 958; i дорівнює швидкості зміни потоку магнітної індукції, взятої зі знаком мінус:

Цей вираз називається законом Фарадея. Знак мінус математично виражає правило Ленца.

Із закону Фарадея можна дати визначення одиниці потоку магнітної індукції - Вебером: якщо потік магнітної індукції через площу, обмежену контуром, змінюється на 1Вб за 1 сек, то в контурі індукується ЕРС, яка дорівнює 1В.

У разі явища електромагнітної індукції має місце перетворення одних видів енергії в інші. При зміні геометрії контуру (наприклад, з квадрата на коло) механічна енергія перетворюється в енергію електричного індукційного струму. У свою чергу енергія електричного струму перетворюється в теплову, нагріваючи провідник, який утворює контур.

Яка ж природа ЕРС індукції?

ЕРС індукції обумовлена ​​силою Лоренца, якщо м-поле нерухомо (рис.3) і обумовлена ​​вихровим електричним полем, яке виникло в результаті змінюється м-поля (рис.4). Вихровий ел. поле не відрізняється від електростатичного поля електричних зарядів за своєю дією на електричний заряд в даній точці простору. Але за своєю структурою, тобто в цілому, ці поля різко відрізняються один від одного. Електростатичне поле має "джерела поля" - електричні заряди. Лінії напруженості його не замкнуті. У цьому полі робота по переміщенню заряду між двома фіксованими точками залежить тільки від положення цих точок, але не від форми шляху. Електричне поле е-м. індукції (вихровий поле) не має джерел. Лінії напруженості цього поля замкнуті подібно лініях м-поля. Робота по замкнутому контуру не дорівнює 0.

Схожі статті

  • Явище електромагнітної індукції

    Рубіжне Інститут Будівництва та Технологій (філія) державного освітнього Установи Вищої професійної освіти «Полтаваскій Державний Архітектурно-будівельний університет»

  • Спорт як унікальне соціальне явище - студопедія

    Про спорт! Ти - справедливість! Про спорт! Ти - виклик! Про спорт! Ти - благородство! Про спорт! Ти - радість! Про спорт! Ти - плідність! Про спорт! Ти - прогрес! Про спорт! Ти - мир! Спорт -

  • Фотодатчики - студопедія

    Фотодатчики фотоелементів називається електровакуумний, напівпровідниковий або інший електроприлад, електричні властивості, якого (сила струму, внутрішній опір або ЕРС) змінюються з під