Физика (Магнетизм)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF5_4_Электромагнитная индукция_mini

Флюксметр

(Fluxmeter)

,

Закон электромагнитной индукции Фарадея–Ленца (основной закон электромагнитной индукции)

В любом замкнутом контуре при изменении магнитного потока через поверхность (площадь), ограниченную этим контуром, возникает ЭДС

индукции, пропорциональная скорости

,

изменения магнитного потока:

Εинд = − dΦB (СИ), dt

Εинд = − 1 dΦB (гауссовасистема)

с0 dt

Замкнутый проводник и линии магнитной индукции

,

Возникновение ЭДС индукции в движущемся проводнике. Указана составляющая силы Лоренца, действующей на квазисвободный электрон

,

Вихревые токи (токи Фукó) (Eddy (Foucault) current)

Рассмотрим неподвижный замкнутый проводник в магнитном поле. При всяком изменении магнитного поля в таком проводнике возникает электродвижущая сила и вследствие этого появляется индукционный ток.

С другой стороны, ЭДС в любой цепи возникает только в том случае, если в ней на заряды действуют какие-либо сторонние силы, т. е. силы неэлектростатического происхождения.

Вихревые токи (токи Фукó) (Eddy (Foucault) current)

Если в переменном магнитном поле находится какойлибо массивный проводник, то вихревое электрическое поле вызывает в нём индукционный ток. Так как линии напряжённости замкнуты, то и линии тока также замыкаются внутри проводника, отчего такие токи получили название вихревых токов. Другое название вихревых токов – токи Фуко, названные по имени французского физика ЖанаБернара Леона Фукó, который в 1855 г. обнаружил и объяснил эффект нагревания металлических тел в переменном магнитном поле, а также предложил способ снижения потерь электромагнитной энергии в магнитопроводах.

ЭДС самоиндукции

(Self-induction)

При всяком изменении силы тока в каком-либо контуре в нём возникает ЭДС индукции, которая вызывает дополнительный ток в контуре. Это явление называется самоиндукцией, а дополнительные токи, вызываемые ЭДС самоиндукции, –

экстратоками самоиндукции.

,

Применяя к явлению самоиндукции закон Фарадея– Ленца, мы получаем, что изменения тока вызывают изменения создаваемого им магнитного потока, что в свою очередь приводит к появлению ЭДС самоиндукции ΕИНД, равной:

Εинд = − dΦB = −L dI dt dt

Катушка индуктивности

(Inductance coil)

Катушка индуктивности – катушка из провода с изолированными витками; обладает значительной индуктивностью при относительно малой ёмкости

и малом активном сопротивлении.

,

Применяется в качестве одного из основных элементов электрических фильтров и колебательных контуров, накопителя электрической энергии, источника магнитного поля и др.

Катушки индуктивности: а – цилиндрическая однослойная; б – тороидальная многослойная; в – с цилиндрическим сердечником; г – с П-образным сердечником; д – образцовая катушка индуктивности на керамическом тороиде; 1 – обмотка (провод); 2 – каркас; 3 – сердечник; h – длина обмотки; d – внутренний диаметр обмотки; D – наружный диаметр обмотки

,

Inductance of N-turn solenoid (straight or toroidal), length l, area A<<l2

(Индуктивность соленоида из N витков (прямого или тороидального) длиной l и площадью A<<l2)