7.5 Применение явления электромагнитной индукции в движущемся проводнике Творческое конструкторско-экспериментальное задание

1. Спроектировать и изготовить устройство для демонстрации явления электромагнитной индукции в движущемся проводнике. Предлагается в качестве варианта выполнения задания использовать подковообразный постоянный магнит, катушку, миллиамперметр, медные проводники.

2. Объяснить и продемонстрировать явление электромагнитной индукции в движущемся проводнике на примере катушки и подковообразного магнита.

Тема 8 Явление электромагнитной индукции в проводящем контуре

8.1 Описание явления электромагнитной индукции в проводящем контуре.

Явление электромагнитной индукции открыл в 1831 году английский физик Майкл Фарадей, суть которого состоит в следующем: если проводящий контур пронизы­вается пере­менным магнитным потоком, то в контуре индуктируется (наводится) электродвижущая сила.

8.2 Физические величины, описывающие явление электромагнитной индукции в проводящем контуре

Таким образом, для описания явления электромагнитной индукции в движущемся проводнике введены следующие физические величины: электродвижущая сила индукции, магнитная индукция, магнитный поток, время.

Электродвижущая сила индукции

Введена для энергетической характеристики явления.

Определение: электродвижущая сила – это физическая величина, численно равная отношению работы по перемещению зарядов против сил электрического поля к величине этих зарядов.

Определяющая формула:

,

где А – работа сторонних сил по перемещению зарядов против сил электрического поля, Дж;

– количество заряда, Кл.

Единица – вольт (В).

Величина – векторная.

Определяется расчетом или измерением с помощью вольтметров.

Магнитная индукция

Введена для силовой характеристики магнитного поля.

Определение: магнитная индукция – это физическая величина, численно равная отношению вращающего момента рамки с током к произведению силы тока в рамке на площадь рамки, помещенной в магнитное поле.

Определяющая формула:

,

где – вращающий момент рамки с током, Н^.м;

– сила тока в рамке, А;

– площадь рамки, м².

Единица – тесла (Тл).

Величина – векторная.

Определяется расчетом или измерением с помощью специальных устройств.

Магнитный поток

Введена для характеристики магнитного поля.

Определение: магнитный поток – это физическая величина, численно равная произведению магнитной индукции на площадь, через которую замыкается магнитный поток.

Определяющая формула:

,

где – магнитная индукция, Тл;

– площадь, через которую замыкается магнитный поток, м².

Единица – вебер (Вб).

Величина – векторная.

Определяется расчетом или измерением с помощью специальных устройств.

8.3 Закон электромагнитной индукции.

Значение электродвижущей силы, наводимой в контуре, прямо пропорционально числу вит­ков контура и скорости изменения магнит­ного потока.