
- •Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея
- •15.2. Вывод основного закона электромагнитной индукции из закона сохранения и превращения энергии.
- •Закон электромагнитной индукции.
- •Закон электромагнитной индукции – Максвелл.
- •Дифференциальная форма закона электромагнитной индукции
- •Теорема Стокса
- •Закон электромагнитной индукции в дифференциальной форме
- •Токи смещения
- •Если внутри проводника имеются и ток проводимости j и ток смещения jc, то Отличие вихревого поля от электростатического
- •Вихревое поле не потенциально, а
- •Силовые линии электростатического поля начинаются и заканчиваются на зарядах. Силовые линии вихревого поля замкнуты.
- •Энергия магнитного поля
- •Разность работ источника
- •15.3. Явление самоиндукции. Индуктивность. Расчет индуктивности бесконечно длинного соленоида. Самоиндукция
- •Расчет индуктивности для соленоида:
- •Токи размыкания и замыкания
- •3. Взаимная индукция
- •5. Практическое применение электромагнитной индукции
- •Краткие выводы
Лекция
Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея
Н
еобходимыми
условиями возникновения ЭДС электромагнитной
индукции в любом из двух (нескольких)
взаимодействующих контуров, в одном из
которых существует ток, являются (рис.
4.2):
а) изменение величины (силы) тока; изменение положения одного из контуров (рис. 4.2,а);
б) изменение направления тока (рис. 4.2,б);
в) изменение магнитной проницаемости среды в одном из контуров (рис. 4.2,в);
г) поворот контура (без тока) в магнитном поле на некоторый угол (при этом угол отсчитывается между положительной нормалью к контуру и направлением магнитного поля) (рис. 4.2,г).
В системе СИ величина возникшей в элементе проводника ЭДС электромагнитной индукции i определяется по формуле
,
(4.1)
15.2. Вывод основного закона электромагнитной индукции из закона сохранения и превращения энергии.
Закон электромагнитной индукции.
В 1831 г. Фарадей обнаружил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром, возникает электрический ток. Это явление называют электромагнитной индукцией, а возникающий ток – индукционным. Явление электромагнитной индукции свидетельствует о том, что при изменениях магнитного потока в контуре возникает электродвижущая сила индукции. Она не зависит от способа, которым осуществляется изменение магнитного потока, и определяется лишь скоростью изменения магнитного потока.
Закон электромагнитной индукции – Максвелл.
B2
B1 ∆B
∆B
B3 B2 B1
Iин
Iин B3
3.
"–" закон сохранения.
l
FA F
dS I
Индукционный ток направлен так, что сила Ампера противоположна внешней силе.
В магнитном поле находится замкнутый проволочный контур, пронизываемый потоком магнитной индукции Ф. Определить заряд проходящий через контур, если магнитный поток убывает до нуля.
Дифференциальная форма закона электромагнитной индукции
-
циркуляция вектора
по контуру L
поток вектора
через
ограниченную
контуром L
Теорема Стокса
Поменять местами порядок дифференцирования и интегрирования возможно, так как t и S независимые друг от друга переменные.
Закон электромагнитной индукции в дифференциальной форме
.
Суть его заключается
в том, что изменяющееся магнитное поле
вызывает появление вихревого
электрического.
Причем новый вид электрического поля,
поля не потенциального, а вихревого.
Токи смещения
Всякое изменение электрического поля вызывает появление вихревого магнитного поля.
Но магнитное поле – следствие электрического тока, поэтому Максвелл для вихревого электрического поля ввел термин "ток смещения" (как бы электрический ток)
– плотность тока смещения
Иначе переменное во времени электрическое поле вызывает такое же магнитное поле, как и ток проводимости с плотностью