1 КУРС (Лекции по оптике и электричеству и магнетизму) / Lektsia_6_pdf-77762392

Явление электромагнитной индукции.

Крахалев М.Н.

Электродвижущая сила индукции.

- закон электромагнитной индукции

Знак «-» в формуле отражает правило Ленца. Если изменение магнитного потока, пронизывающего контур, положительно (увеличивается), то в контуре возникает ток, магнитный момент которого направлен против проекции вектора магнитной индукции на нормаль к контуру. При отрицательном изменении магнитного потока

– вдоль проекции.

Явление электромагнитной индукции.

Крахалев М.Н.

Рассмотренное объяснение возникновения э.д.с. относится к случаю, когда магнитное поле постоянно, а изменяется геометрия контура. Но изменение магнитного потока может происходить и за счет изменения магнитного поля. В этом случае объяснение возникновения э.д.с. оказывается в принципе другим.

Максвелловская трактовка явления.

Переменные магнитные поля создают переменные электрические поля и существуют только совместно с ними. Созданные таким путем электрические поля являются вихревыми и соленоидальными, чем они принципиально отличаются от электростатических полей, создаваемых неподвижными зарядами.

Явление электромагнитной индукции.

Крахалев М.Н.

Пусть контур, в котором индуцируется э.д.с. состоит не из одного витка, а из N одинаковых витков (соленоид или тороид). Витки контура соединены последовательно, поэтому э.д.с. контура равна сумме э.д.с., индуцируемых в каждом из витков:

- потокосцепление или полный магнитный поток.

Если поток, пронизывающий каждый из витков, одинаков, то

э.д.с., индуцируемая в соленоиде можно записать в виде:

Явление электромагнитной индукции.

Крахалев М.Н.

Вихревые токи (токи Фуко) – индукционные токи, возбуждаемые

всплошных массивных проводниках.

•Токи Фуко подчиняются правилу Ленца – они выбирают внутри проводника такие пути и направления, что бы своим действием возможно сильнее противиться причине, которой они вызваны. Движущиеся в сильном магнитном поле хорошие проводники испытывают сильное торможение, обусловленное взаимодействием токов Фуко с магнитным полем. Это используют для успокоения (демпфирования) подвижных частей приборов.

•Тепловое действие токов Фуко используется в индукционных печах.

•Вихревые токи, возникающие в проводах, по которым течет переменный ток, направлены так, что ослабляют ток внутри провода и усиливают вблизи поверхности. В результате быстропеременный ток оказывается распределенным по сечению неравномерно – вытесняется на поверхность (скин-эффект или поверхностный).

•Если сплошные проводники нагреть током высокой частоты, то в результате скин-эффекта происходит нагревание только их поверхностного слоя. На этом основан метод поверхностной закалки металлов.

•Что бы избежать потери энергии на нагревание вихревыми токами сердечников трансформаторов, эти сердечники набираются из тонких пластин, разделенных изолирующими прослойками.

Крахалев М.Н.

Для самостоятельного изучения:

1.Методы измерения магнитной индукции.

2.Сверхпроводимость. Сверхпроводники в

магнитном поле