4. Явление электромагнитной индукции

Если в магнитном поле поместить проводник и перемещать его так, чтобы он пересекал магнитные силовые линии, то на концах проводника возникает разность потенциалов. Это явление называется электромагнитной индукцией, а э.д.с., возникающая в проводнике ─ индуктированной.

Э.д.с. (или ток) возникает во всех случаях, когда проводник пронизывается изменяющимся магнитным потоком. Это значит, что индуктированную э.д.с. можно получить не только в случае перемещения проводника в магнитном поле, но и в неподвижном проводнике, если он находится в перемещающемся или изменяющемся магнитном поле. Это явление было открыто в 1831г. М. Фарадеем.

В еличина э.д.с., индуктированной в прямолинейном проводе определяется по формуле:

где ─ индуктированная э.д.с., В;

─ магнитная индукция поля, Тл;

─ активная длина провода, м;

─ скорость движения, м/с;

─ угол между вектором скорости и магнитными линиями.

Если (в данном случае), и в проводнике находится наибольшая э.д.с.

Направление э.д.с. индукции и индуктированного тока определяют по правилу правой руки: если правую руку расположить так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, отогнутый большой палец указывал направление движения проводника, то четыре вытянутые пальцы укажут направление э.д.с. или тока.

Величина э.д.с., индуктируемой в контуре, прямо пропорционально скорости изменения магнитного потока

Русский ученный Э.Х. Ленц в 1833г. сформулировал закон, по которому в любом случае электромагнитной индукции можно определить направление индуктированной э.д.с.

Направление индуктированной э.д.с. всегда таково, что созданный ею ток противодействует причине, вызвавшей появление этой э.д.с. и тока. На явление электромагнитной индукции основана работа электромашинного генератора, трансформатора и др.

5. Преобразование механической энергии в электрическую. Принцип работы генератора

Рассмотрим проводник, замкнутый на внешнее сопротивление и движущийся в магнитном поле перпендикулярно магнитным линиям со скоростью . При этом в нем будут наводиться э.д.с.

, направление, которой определяем по правилу правой руки. А так как проводник замкнут, то под влиянием наведенной э.д.с. начнет протекать индуктированный ток .

На движущийся в магнитном поле проводник с током действует электромагнитная сила , направление, которой

о пределяется по правилу левой руки. Сила будет тормозной. Для перемещения проводника в магнитном поле со скорость к нему должна быть приложена движущая сила, равная по величине тормозной и противоположно ей направленная. В этом случае механическая мощность, развиваемая первичным двигателем, посредством магнитного поля преобразуется в электрическую.

Устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую, принцип действия которого основан на явлении электромагнитной индукции, называется генератором электрической энергии.

Простейшим генератором электрической энергии является проводник, движущийся в магнитном поле.