22. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

 Электромагнитная индукция - это явление возникновения тока в замкнутом проводнике, при прохождении через него магнитного потока. То есть, благодаря этому явлению мы можем преобразовывать механическую энергию в электрическую - и это замечательно. Ведь до открытия этого явления люди не знали о методах получения электрического тока, кроме гальваники.

  Когда проводник оказывается под действием магнитного поля, в нем возникает ЭДС, которую количественно можно выразить через закон электромагнитной индукции.

 Закон электромагнитной индукции

  Электродвижущая сила, индуцируемая в проводящем контуре, равна скорости изменения магнитного потока, сцепляющегося с этим контуром. 

  В катушке, которая имеет несколько витков, общая ЭДС зависит от количества витков n: 

  Но в общем случае, применяют формулу ЭДС с общим потокосцеплением: 

  ЭДС возбуждаемая в контуре, создает ток. Наиболее простым примером появления тока в  проводнике является катушка, через которую проходитпостоянный магнит. Направление индуцируемого тока можно определить с помощью правила Ленца.

Правило Ленца

  Ток, индуцируемый при изменении магнитного поля проходящего через контур, своим магнитным полем препятствует этому изменению.

В том случае, когда мы вводим магнит в катушку, магнитный поток в контуре увеличивается, а значит магнитное поле, создаваемое индуцируемым током, по правилу Ленца, направлено против увеличения поля магнита. Чтобы определить направление тока, нужно посмотреть на магнит со стороны северного полюса. С этой позиции мы будем вкручивать буравчик по направлению магнитного поля тока, то есть навстречу северному полюсу. Ток будет двигаться по направлению вращения буравчика, то есть по часовой стрелке.

  В том случае, когда мы выводим магнит из катушки, магнитный поток в контуре уменьшается, а значит магнитное поле, создаваемое индуцируемым током, направлено против уменьшения поля магнита. Чтобы определить направление тока, нужно выкручивать буравчик, направление вращения буравчика укажет направление тока в проводнике – против часовой стрелки.

23. Явление самоиндукции. Индуктивность

Явление самоиндукции - это возникновение в проводящем контуре ЭДС, создаваемой вследствие изменения силы тока в самом контуре.

Индуктивность контура зависит от его формы и размеров, от магнитных свойств окружающей среды и не зависит от силы тока в контуре.

ЭДС самоиндукции определяется по формуле:

24. Переменный электрический ток. Активное, индуктивное и емкостное сопротивление

Электрический ток называется переменным, если он в течение времени меняет свое направление и непрерывно изменяется по величине.

Переменный ток, который используется для подключения бытовых или производственных электрических приборов, изменяется по синусоидальному закону:

i = I_msin(2πft)

• i – мгновенное значение тока

• Im – амплитудное или наибольшее значение тока

• f – значение частоты переменного тока

• t – время

Активным сопротивлением R называется физическая величина, равная отношению мощности к квадрату силы тока  , что получается из выражения для мощности  . При небольших частотах практически не зависит от частоты и совпадает с электрическим сопротивлением проводника. Как купить фирму с готовой лицензией фсб.

Пусть в цепь переменного тока включена катушка. Тогда при изменении силы тока по закону  в катушке возникает ЭДС самоиндукции  . Т.к. электрическое сопротивление катушки равно нулю, то ЭДС равна минус напряжению на концах катушки, созданному внешним генератором (??? Каким еще генератором???)  . Следовательно, изменение силы тока вызывает изменение напряжения, но со сдвигом по фазе  . Произведение  является амплитудой колебаний напряжение, т.е.  . Отношение амплитуды колебаний напряжения на катушке к амплитуде колебаний тока называется индуктивным сопротивлением  .

Пусть в цепи находится конденсатор. При его включение он четверть периода заряжается, потом столько же разряжается, потом то же самое, но со сменой полярности. При изменении напряжения на конденсаторе по гармоническому закону  заряд на его обкладках равен  . Ток в цепи возникает при изменении заряда:  , аналогично случаю с катушкой амплитуда колебаний силы тока равна  . Величина, равная отношению амплитуды к силе тока, называется емкостным сопротивлением  .