21. (2) Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции, Правило Ленца.

Явление возникновения индукционного тока в замкнутом контуре при любом изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур называют явлением электромагнитной индукции. Явление электромагнитной индукции открыл в 1831г. М. Фарадей.

Закон Фарадея для электромагнитной индукции сформулирован не для силы тока, а для электродвижущей силы индукции. Сила тока зависит от сопротивления контура, а эдс индукции зависит только от изменения магнитного потока.

Э.Д.С индукции, возникающая в контуре, численно равна скорости изменения магнитного потока и противоположна ему по знаку.

, так записывается закон электромагнитной индукции в случае равномерного изменения магнитного потока.

Знак «минус» в законе электромагнитной индукции учитывает направление, возникающего индукционного тока. В 1833г. Э. Ленц, обобщив результаты опытов пришел к выводу: Индукционный ток всегда направлен так, что созданное им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего этот индукционный ток. Т_.

ЭДС индукции возникает не только в замкнутом контуре, но и в прямом проводнике, который пересекает однородное магнитное поле под некоторым углом к линиям магнитной индукции. ЭДС индукции, возникающая при движении проводника в магнитном поле, пропорциональна индукции магнитного поля В, скорости движения проводника V, длине проводника l и синусу угла α, образованного векторами В и V.

22(2.) Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля.

Самоиндукция - частный случай электромагнитной индукции. Если в контуре изменить силу тока (например, при замыкании или размыкании цепи), то изменится индукция, созданного током магнитного поля, что вызовет изменение магнитного потока. Магнитный поток пронизывает не только другие контуры, но и тот контур, ток в котором создает это магнитное поле. Поэтому в контуре возникает индукционный ток. ЭДС, возникающую в контуре, называют ЭДС самоиндукции. Магнитный поток Ф пропорционален индукции магнитного поля В, магнитная индукция пропорциональна силе тока, значит магнитный поток, созданный током пропорционален силе тока Т.е. Ф=L·I

Коэффициент пропорциональности L между магнитным потоком Ф и силой тока I называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью.

Закон электромагнитной индукции для случая самоиндукции будет иметь вид:

, ( Генри)

В результате самоиндукции при замыкании цепи сила тока в соленоиде будет нарастать постепенно, поэтому не сразу достигнет максимального значения. При размыкании цепи возникает индукционный ток, направление которого совпадает с направлением тока источника, что может вызвать разрушение цепи. Из-за самоиндукции электродвигатели и любые потребители, содержащие катушки индуктивности отключают от сети медленно с помощью специальных реостатов. Индуктивность зависит от формы и размеров контура и от магнитных свойств среды, в которой находится контур. Индуктивность прямого провода небольшая, поэтому обычно не учитывается. Индуктивность соленоида может быть очень большой. Если в контуре индуктивностью L течет ток I, то в момент размыкания цепи возникает индукционный ток и этим током совершается работа, за счет энергии исчезающего магнитного поля. Энергия магнитного поля превращается главным образом в энергию электрического поля, за счет которой происходит нагревание проводника. Уменьшение энергии магнитного поля по закону сохранения энергии будет равно работе, совершаемой током, это позволяет вывести формулу для нахождения энергии магнитного поля. Для контура любой формы энергию магнитного поля можно рассчитывать по формуле: W= .