Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

Явление электромагнитной индукции было открыто в 1831г. Майклом Фарадеем, установившим, что в любом замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром, возникает электрический ток, названный им индукционным. Величина индукционного тока не зависит от способа, которым вызывается изменение потока магнитной индукции , но определяется скоростью ее изменения, то есть значением . При изменении знака меняется также направление индукционного тока.

Э.Х.Ленц (1804-1865) установил правило, согласно которому индукционный ток в контуре всегда направлен так, что создаваемый им магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, стремится препятствовать тому изменению магнитного потока, которое вызвало появление этого тока.

Для создания тока в замкнутой цепи необходимо наличие электродвижущей силы. Явление электромагнитной индукции свидетельствует о том, что при изменении магнитного потока в контуре возникает ЭДС индукции εi , величина и направление которой зависят от скорости изменения этого потока. Проанализировав результаты опытов Фарадея, Максвелл придал основному закону электромагнитной индукции следующий современный вид: .

Знак «-» в этой формуле соответствует правилу Ленца и означает, что направление ЭДС ε _i и направление скорости изменения потока магнитной индукции  связаны между собой правилом левого винта. Подчеркнем, что говоря о «направлении» скалярных величин ε _i и , нужно понимать этот термин в том же смысле, какой вкладывается, например, в понятие направления тока. Единицей измерения потока магнитной индукции в СИ является вебер: 1Вб = Т∙м². При скорости изменения потока индукции, равной 1Вб/с, в контуре индуцируется ЭДС, равная 1В. Появление ЭДС индукции и соответственно индукционного тока в проводящем контуре может быть вызвано каждой из двух причин: 1) в неподвижном контуре – за счет изменения во времени индукции магнитного поля. 2) в движущемся проводнике – за счет пересечения силовых линий магнитного поля. В первом случае изменяющееся со временем магнитное поле порождает вихревое электрическое поле , силовые линии которого замкнуты и сцеплены с силовыми линиями магнитного поля. Под действием поля носители заряда в проводнике приходят в движение – возникает индукционный ток.

Во втором случае находящиеся в проводнике носители заряда движутся вместе с проводником в магнитном поле, при этом на каждый из зарядов действует сила Лоренца , направление которой перпендикулярно векторам  и . Под действием этой силы заряды приходят в движение, что и вызывает появление индукционного тока.

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: