
Явление самоиндукции.
Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменениямагнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величинаэлектродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.
Электродвижущая сила индукции.
Величина, равная работе сторонних сил над едииичным положительным зарядом называется э.д.с. в цепи или на ее участке:
Работа сторонних сил на участке:
Э.д.с.:
Токи Фуко
Индукционные токи могут возбуждаться и в сплошных массивных проводниках. В этом случае они называются токами Фуко или вихревыми токами.Токи Фуко подчиняются правилу Ленца — они выбирают внутри проводника такие пути и направления, чтобы своим действием возможно сильнее противиться причине, которой они вызваны.Поэтому движущиеся в сильном магнитном поле хорошие проводники испытывают сильное торможение, обусловленное взаимодействием токов Фуко с магнитным полем.. На подвижной части прибора укрепляетсяпроводящая) пластинка в виде сектора (рис. 112), которая вводится в зазор между полюсами сильного постоянного магнита.При движении пластинки в ней возникают вихревые токи, вызывающие торможение системы.. Преимущество такого устройства состоит в том, что торможение возникает лишь при движении пластинки и отсутствует, когда пластинка неподвижна. Поэтому электромагнитный успокоитель совершенно не препятствует точному приходу системы в положение равновесия.Тепловое действие токов Фуко используется в индукционных печах.Таким способом осуществляют плавление металлов в вакууме, что позволяет получать материалы исключительно высокой чистоты.Вихревые токи, возникающие в проводах, по которым текут переменные токи, направлены так, что ослабляют ток внутри провода и усиливают вблизи поверхности. В результате быстропеременный ток оказывается распределенным по сечению провода неравномерно — он как бы вытесняется на поверхность проводника. Это явление называется скин-эффектом
Экстратоки замыкания и размыкания
Экстратоки
замыкания и размыкания. При
всяком изменении силы тока в каком-либо
контуре в нем возникает ЭДС
самоиндукции,
которая вызывает появление в этом
контуредополнительных токов,
называемыхэкстратоками.
По
правилу Ленца экстратоки, возникающие
в проводниках вследствие самоиндукции,
всегда направлены так, чтобы
воспрепятствовать изменению тока,
текущего в цепи. В схеме опыта, приведенной
на рис.14.7, при замыкании ключа в катушке
возникает экстраток
замыкания,
направление которогопротивоположно нарастающему
току батареи. При этом часть экстратока
замыкания ответвляется на батарею, а
часть на гальванометр, где его
направление совпадает с
направлением тока батареи – гальванометр
дает дополнительный отброс вправо.
1
– замыкание ключа:
2
- размыкание ключа:
.
При
размыкании ключа (положение 2) магнитный
поток в катушке начнет исчезать. В ней
возникнет экстраток
размыкания, который
будетпрепятствовать убыванию
магнитного потока, то есть будет направлен
в катушке в ту же сторону, что и убывающий
ток. При этом экстраток размыкания
теперь целиком проходит через гальванометр,
где его направление противоположнонаправлению
первоначального тока – гальванометр
дает отброс влево.
2) Возникает ESи обусловленный ею ток
При замыкании цепипомимо внешней э.д.с. E возникает э.д.с. самоиндукции ES.