18. Электромагнитная индукция.

1. Поток вектора магнитной индукции.

П отоком вектора магнитной индукции (магнитным потоком) через площадку dS называется скалярная физическая величина

Магнитный поток, создаваемый контуром с током через поверхность, ограниченную им самим, всегда положителен. Теорема Гаусса для магнитного поля в вакууме: поток вектора магнитной индукции сквозь любую замкнутую поверхность равен нулю.

2. Потокосцепление.

Работа по перемещению замкнутого контура с током в магнитном поле равна произведению силы тока в контуре на изменение магнитного потока, сцепленного с контуром (или на его потокосцепление). Магнитный поток через поверхность, ограниченную замкнутым контуром называется потокосцеплением  этого контура.

3. Закон Фарадея и правило Ленца.

• Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца: при всяком изменении магнитного потока сквозь поверхность, натянутую на замкнутый проводящий контур, в последнем возникает индукционный ток такого направления, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока.

З акон Фарадея: ЭДС электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром:

4. Вращение рамки в магнитном поле.

П ри равномерном вращении рамки в однородном магнитном поле в ней возникает переменная ЭДС, изменяющаяся по гармоническому закону:

Если рамка движется в неоднородном магнитном поле. Число линий индукции, пересекающих рамку, изменяется. В рамке возникает электрический ток.

5. Электродвигатель и генератор.

Д ействие генераторов основано на принципе электромагнитной индукции: в проводе, движущемся в магнитном поле, наводится электродвижущая сила (ЭДС). Действие электродвигателей основано на том, что на провод с током, помещенный в поперечное магнитное поле, действует сила. Все электрические машины вращательного типа делятся на машины постоянного и переменного тока.

14. Закон Ампера

1. З акон Ампера: на отрезок проводника длиной dl с током l помещенный в магнитное поле, действует сила

где I – сила тока, l – длина проводника, α – угол между направлениями тока и вектора индукции магнитного поля. Эта формула справедлива для прямолинейного проводника и однородного поля. Сила тока 1 А – сила такого тока при прохождении которого по двум параллельным проводникам расположенным на расстоянии 1 м друг от друга возникает сила взаимодействия на каждый метр длины проводника Если проводник имеет произвольную форму и поле неоднородно, то dF=IBdlsin(dl,B).

2. Если по проводникам текут токи в одинаковых направлениях, то проводники притягиваются, а если в противоположных – отталкиваются.

3. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Элементарная работа перемещения равна произведению dA=Fdx или dA =BIldx =BIdS =IdФ. Работа, совершаемая при перемещении проводника с током в магнитном поле, равна произведению силы тока на магнитный поток сквозь поверхность, описываемую проводником при его движении. В более общем случае, когда I есть функция времени или B в пространстве движения проводника изменяется, работа перемещения определяется интегрированием dA = IdФ, в которой В или (и) I записываются в виде соответствующих функций.