Магнітний потік

Магнітний потік — потік вектора магнітної індукції.

Магнітний потік позначається зазвичай грецькою літерою Φ, вимірюється у системі СІ у веберах, у системі СГСМ одиницею вимірювання магнітного потоку є максвел: магнітний потік поля величиною 1 гаус через сантиметр квадратний площі.

Магнітний потік через нескінченно маленьку площадку dS визначається як

d\Phi = BdS \cos\theta ,

де B — значення індукції магнітного поля, θ — кут між напрямком поля й нормаллю до поверхні. У векторній формі

d\Phi = \mathbf{B} \cdot \mathbf{dS} .

Магнітний потік псевдоскалярна величина.

Зазвичай магнітний потік обраховується через поверхню, обмежену певним контуром, наприклад, контуром, який утворюють провідники зі струмом. Оскільки в різних точках поверхні магнітна індукція різна, то проводиться інтегрування

Правило Ленца

Правило Ленца — закон, за яким можна визначити напрям індукційного струму.

Згідно з правилом Депутата у момент появи струму в електромагніті замкнуте електропровідне кільце, яке знаходиться біля полюса електромагніта, завжди відштовхується від нього. Формулювання: При розмиканні кола живлення електромагніта провідне кільце буде притягуватися до нього. Його встановив учень Д.В. Депутат 1998 року.

ЕРС індукції

Знаючи природу електричного струму в провіднику, який рухається в магнітному полі, розрахуємо електрорушійну силу (ЕРС), яка виникає внаслідок явища електромагнітної індукції.

ЕРС індукції визначимо для випадку, коли прямий провідник, що становить частину замкнутого електричного кола, рівномірно рухається в однорідному магнітному полі.

Оскільки електричне коло замкнуте, то в ньому існує електричний струм, а на провідник у магнітному полі діє сила Ампера (мал. 1.9):

За означенням ЕРС дорівнює відношенню роботи сторонніх сил щодо розділення заряджених частинок до заряду всіх цих частинок:

Отже, для випадку, коли провідник рівномірно рухається в однорідному магнітному полі, отримаємо значення ЕРС індукції:

Ця залежність така сама, як і в формулі для розрахунку різниці потенціалів (див. §2). Такий збіг не випадковий, адже в розімкнутому колі ЕРС джерела струму дорівнює різниці потенціалів на його полюсах

ї

Закон Фарадея-Максвела

Закон електромагнітної індукції Фарадея є основним законом електродинаміки, що стосуються принципів роботи трансформаторів, дроселів, багатьох видів електродвигунів і генераторів. [1] Закон говорить:

Для будь-якого замкнутого контуру индуцированная електрорушійна сила (ЕРС) дорівнює швидкості зміни магнітного потоку, що проходить через цей контур, взятого зі знаком мінус. [1]

або іншими словами:

Генерируемая ЕРС пропорційна швидкості зміни магнітного потоку.

Вихрові струми

Вихрові струми, струми Фуко (на честь Леона Фуко) — вихрові індукційні струми, які виникають у масивних провідниках при зміні магнітного потоку, який їх пронизує.

Вперше вихрові струми виявлені французьким ученим Франсуа Араго (1786—1853) в 1824 р. у мідному диску, розташованому на осі під магнітною стрілкою, яка оберталася. За рахунок вихрових струмів диск теж обертався. Це явище, назване явищем Араго, було пояснене декілька років по тому M. Фарадеєм з позицій відкритого ним закону електромагнітної індукції: магнітне поле, яке обертається, індукує у мідному диску струми (вихрові), які взаємодіють з магнітною стрілкою. Вихрові струми названі на честь французького фізика Фуко (1819—1868). Він відкрив явище нагрівання металічних тіл, які обертаються у магнітному полі, вихровими струмами.

Струми Фуко виникають під дією змінного електромагнітного поля і за своєю фізичною природою нічим не відрізняються від індукційних струмів, що виникають у лінійних провідниках.

Самоіндукція

амоіндукція — явище виникнення електрорушійної сили в провіднику при зміні електричного струму в ньому. Знак електрорушійної сили завжди такий, що вона протидіє зміні сили струму. Самоіндукція призводить до скінченного часу наростання сили струму при вмиканні джерела живлення і спадання струму при розмиканні електричного кола.

Величина електрорушійної сили самоіндукції визначається за формулою

E = - L dI\dt,

де E — е.р.с., I — сила струму, L — індуктивність.

Індуктивність

Індуктивність — фізична величина, що характеризує здатність провідника накопичувати енергію магнітного поля, коли в ньому протікає електричний струм.

Позначається здебільшого латинською літерою L, у системі СІ вимірюється в Генрі.

Дорівнює відношенню магнітного потоку \Phi через контур, визначений електричним колом, до величини струму I в колі, тобто L = ф/ I . Індуктивність залежить від форми контура.