Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Б 2.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
21.11.2018
Размер:
2.05 Mб
Скачать

Явление и закон электромагнитной индукции (зэми). Эдс самоиндукции.

В I831 г. M. Фарадей опытным путем установил, что при любом изменении потока ФВ индукции магнитного поля, пронизывающего поверхность, ограниченную замкнутым проводящим контуром, в нем наводится (индуцируется) ЭДС индукции и, пропорцио­нальная быстроте изменения магнитного потока: и  dФ/dt.

В 1834 г. Ленц установил правило, согласно которому в замкнутом проводящем контуре ЭДС индукции и порождает индукционный ток Iи такого направления, что созданное им магнитное поле противодействует изменениям магнитного потока, породившего и. Знак минус в формуле показывает, что если магнитный поток возрастает (dФ/dt  0), то Е  0, следовательно, индукционный ток, ослабляя внешнее магнитное поле, будет препятствовать возрастанию магнитного потока. Если магнитный поток убывает (dФ/dt  0), то Е  0, и индукционный ток будет препятствовать убыванию магнитного поля и магнитного потока. Таким образом, знак минус в формуле определяется правилом Ленца: индукционный ток в контуре имеет всегда такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызвавшему этот индукционный ток.

С учетом правила Ленца закон электромагнитной индукции (Фарадея) принимает следующий вид: и = - dФ/dt - ЭДС индукции в контуре числено равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, натянутую на контур.

Гельмгольц вывел ЗЭМИ, исходя из закона сохранения энергии, рассмотрев перемещение в магнитном поле контура с сопротивлением R, включенного в цепь источника тока с ЭДС .

Энергия источника Idt расходуется на джоулев нагрев I2Rdt и совершение работы IdФ по пере­мещению контура в магнитном поле, т. е.

Idt = I2Rdt + IdФ  I = ( - dФ/dt)/R = ( + и)/R

где изменение магнитного потока при перемещении контура порождает в нем некоторую отрица­тельную добавку к ЭДС источника тока и представляющую собой ЭДС индукции

и = - dФ/dt

Возникновение э.д.с. индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока называется самоиндукцией. Применим к явлению самоиндукции закон Фарадея. Тогда э.д.с. самоиндукции:

S =

Если контур не деформируется и магнитная проницаемость среды не изменяется, то L= const и

S =

Знак « - » показывает, что наличие индуктивности в контуре приводит к замедлению изменения тока в нем: если ток со временем растет, S  0, т. е. ток самоиндукции направлен навстречу току, обусловленному внешними источниками, и замедляет его возрастание. Если ток убывает, то S  0, и индукционный ток направлен так же, как и убывающий ток в контуре, замедляя его возрастание. Таким образом, контур, обладающий индуктивностью, приобретает некоторую инертность, заключающуюся в том, что любое изменение тока тормозится тем сильнее, чем больше индуктивность контура.