ТЕМА № 15 (2лц+2пр+4ср)

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

1. Явление электромагнитной индукции

.

Знак минус в правой части уравнения () соответствует правилу Ленца.

Формула (), объединяющая в себе закон Фарадея и правило Ленца, являются математическим выражением основного закона электромагнитной индукции ― электродвижущая сила электромагнитной индукции в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, натянутую на контур.

2. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА ИНДУКЦИИ

3. ЯВЛЕНИЕ САМОИНДУКЦИИ

Самоиндукцией называется возникновение ЭДС электромагнитной индукции в электрической цепи вследствие изменения в ней электрического тока. Эта ЭДС называется электродвижущей силой самоиндукции.

4. ВЗАИМНАЯ ИНДУКЦИЯ

Явление взаимной индукции заключается в наведении ЭДС индукции во всех проводниках, находящихся вблизи цепи переменного тока.

5. ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Действие магнитного поля на движущиеся заряды и на проводники с током Магнитное поле

Занимаясь изучением электропроводности твердых тел и основных законов постоянного тока, мы ограничиваемся рассмотрением процессов, происходящих внутри проводников с токами. Однако этим не исчерпываются все явления, связанные с происхождением электрического тока.

Опыты показали, что вокруг проводников с током и постоянных магнитов существует магнитное поле, которое легко обнаружить по его силовому действию на движущиеся электрические заряды, другие проводники с током и постоянные магниты.

Экспериментально установлено, что постоянное магнитное поле не действует на неподвижные электрически заряженные частицы и тела. В свою очередь, эти неподвижные частицы и тела не действуют на помещенную вблизи них магнитную стрелку, т.е. не создают магнитное поле.

Итак силовое поле в пространстве, окружающем токи и постоянные магниты, называется магнитным полем.

Силы, действующие в магнитном поле на движущиеся заряды и токи.

Закон определяющий силу , действующую на движущийся точечные заряд Q в магнитном поле, получен обобщением опытных фактов

(1)

Где – вектор скорости заряда,

B-вектор, называемый магнитной индукцией. Он характеризует магнитное поле, в котором движется заряд Q и не зависит от величины заряда и его движения.

Сила перпендикулярна как к скорости частицы , так и к вектору , а ее величина пропорциональна синусу угла между этими векторами.

В

заимные расположения векторов , для положительных и отрицательных зарядов частицы:

Когда векторы коллинеарные, сила обращается в нуль.

Формула 1 справедливы не только для постоянных, но и для переменных магнитных полей, и притом при любых значениях скорости .

Формула 1 указывает принципиальный способ измерения магнитного поля по силе, действующей на движущийся заряд:

-Для этого с помощью неподвижного заряда надо сначала убедиться, что электрического поля нет.

- Затем надо найти такое направление скорости , при котором сила обращается в нуль. Это будет происходить тогда, когда скорость параллельна или антипараллельна вектору . Тем самым с точностью до знака определиться направление вектора

- Наконец, надо измерить силу , когда заряд движется перпендикулярно к вектору с какой-то скоростью . Очевидно

Умножая это соотношение векторно на и принимая во внимание, что получим

Этой формулой вектор определяется однозначно и по модулю, и по направлению.

Модуль вектора равен соответственно

.

Мы знаем, что в электрическом поле на заряд Q действует сила

.

Если электрическое и магнитное поля действуют независимо, а такое предположение согласуется с опытными фактами, то при совместном действии электромагнитного и магнитного полей возникает сила

Т.е.

Она называется силой Лоренца.

Магнитное поле называется однородным, если во всех его точках векторы магнитной индукции одинаковы как по мадулю, так и по направлению. В противном случае магнитное поле называется неоднородным.

Для графического изображения стационарного, т.е. не изменяющегося со временем, магнитного поля пользуются методом линий магнитной индукции.

Линиями магнитной индукции ( силовыми линиями магнитного поля) называют линии, проведенные в магнитном поле так, что в каждой точке поля касательная к линиям магнитной индукции совпадает с направлением вектора в этой точке.

Линии магнитной индукции проще всего наблюдать с помощью мелких игольчатых железных опилок, которые намагничиваются в исследуемом поле и ведут себя подобно маленьким магнитным стрелкам.

Вид линий магнитной индукции простейших магнитных полей:

А- Полосовой магнит

Г- Соленоид