Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

Явление электромагнитной индукции было открыто Фарадеем в 1831 году. Он установил, что при изменении магнитного поля внутри замкнутого проводящего контура в нем возникает ток, который называют индукционным током.

Для количественной характеристики процесса изменения магнитного поля через замкнутый контур вводится физическая величина – магнитный поток. Магнитным потоком называют физическую величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции В на площадь контура S и на косинус угла между направлением вектора магнитной индукции и нормалью к площади контура: Ф = Вscosα.

Опытным путем был установлен основной закон электромагнитной индукции: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через контур: (измеряется в веберах – Вб).

Зависимость направления индукционного тока от характера изменения магнитного поля установил русский ученый Ленц: индукционный ток имеет такое направление, при котором его магнитное поле стремиться скомпенсировать изменение внешнего магнитного потока через контур.

ЗАДАЧА: При сжатии газа его объем уменьшился с 8 л до 5 л, а давление повысилось на 60 кПа. Найдите первоначальное давление.

V₁ = 8 л ;

V₂ = 5 л

Р = 60 кПа

Р₁ - ?

Билет № 18

Явление самоиндукции. Индуктивность. Электромагнитное поле.

Явление самоиндукции заключается в появлении ЭДС индукции в самом проводнике при изменении тока в нем. Примером самоиндукции является опыт с двумя лампочками, подключенными параллельно через ключ к источнику тока, одна из которых подключается через катушку.

При замыкании ключа лампочка, включенная через катушку, загорается позже другой лампочки. Это происходит потому, что ток достигает своего значения постепенно.

Используя закон электромагнитной индукции, можно получить следствие: ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения тока в проводнике: .

Коэффициент пропорциональности L называют индуктивностью. Индуктивность – это величина, равная ЭДС самоиндукции при изменении силы тока в проводнике (измеряется в генри – Гн).

При отключении источника тока лампочка, подключенная параллельно катушке, дает вспышку. Это тоже характерно для самоиндукции. При этом энергия магнитного поля находится по формуле: W_M = LI²/2.

При этом видно, что магнитное поле не существует без электрического и электрическое поле не существует без магнитного. Их взаимосвязь позволяет говорить о едином электромагнитном поле. Эти выводы сделал Максвелл.

ЗАДАЧА: Под действием силы 100 Н проволока длиной 5 м и площадью поперечного сечения 2,5 мм² удлинилась на 1 мм. Определите напряжение и модуль Юнга.

F = 100 H

S = 2,5 мм²

Е - ?

Билет № 19