7.3 Действие магнитного поля на проводник с током
Согласно формуле Ампера на элемент тока , помещенный в магнитное поле с индукцией В действует элементарная сила (рис.52).
.
(115)
Если поле однородно (B=Const), а проводник имеет длину ℓ и прямолинеен (β=Const), то сила, действующая на весь проводник, по которому течет ток I, будет
(116)
Если
,
то
.
Соответственно, если β = 0 и 1800, то F = 0.
Следовательно, магнитная индукция определяется
Рис.52
как сила, действующая со стороны магнитного поля на перпендикулярный ему прямолинейный проводник длиной ℓ = 1м с током 1А.
. (117)
При перемещении проводника с током в магнитном поле совершается работа (рис.53).
, (118)
где F- сила, dS=ℓdx – площадь перекрываемая проводником при перемещении.
Так как BdS
=Ф – поток вектора магнитной индукции
имеем
. (119)
Работа перемещения проводника с током в магнитном поле равна произведению силы тока на поток вектора магнитной индукции сквозь площадь перекрытую проводником при перемещении.
Действие магнитного поля на проводник с током реализуется в электродвигателях постоянного тока.
Рис.53
Действительно,
концы рамки, по которой протекает ток,
соединены с двумя полукольцами и
находится в однородном магнитном поле
(рис.54). При переходе рамки через
горизонтальное состояние (за счет
инерции) изменяется направление тока
в проводнике и поэтому она устойчиво
вращается. При этом совершается работа
равная произведению силы тока на
изменение потока магнитной индукции
сквозь 
Рис.54 площадь обтекаемую током. Это общее определение работы тока в магнитном поле.
7.4 Электромагнитная индукция. Закон Фарадея
Явление электронной индукции было обнаружено М.Фарадеем в 1834 году. Оно заключается в том, что при изменении магнитного поля в контуре проводника, находящегося в нем, возникает ток, который называется индукционным. Само явление называется электромагнитной индукцией, а электродвижущая сила, вызывающая ток – электродвижущей силой индукции.
Показательны опыты, выполненные Фарадеем с относительным перемещением контура и постоянного магнита и двумя неподвижными контурами (рис.55).
Рис. 55
К контуру приближается полюс магнита (рис.55а) и возникает индукционный ток. Если движение прекращается, то ток исчезает.
Магнит удаляется от контура (рис.55б). Снова возникает ток, но противоположного направления. Чем выше скорость относительного перемещения, тем больше ток.
В контуре первого проводника возникает ток (рис.55в). Во втором контуре появляется индукционный ток. При отключении первого контура, во втором контуре тоже возникает индукционный ток, но противоположного направления.
Из обобщения результатов этих опытов следует:
В замкнутом контуре проводника индуцируется электрический ток при изменении потока магнитной индукции сквозь площадь, ограниченную этим контуром.
Электродвижущая сила индукции пропорционально скорости изменения потока магнитной индукции.
Ток имеет такое направление, что его собственное магнитное поле компенсирует изменение потока магнитной индукции, вызывающее этот ток (правило Ленца)
. (120)
Это закон Фарадея для электромагнитной индукции.
Другими словами, индукционный ток направлен так, что его собственное магнитное поле препятствует изменению потока вектора магнитной индукции, вызвавшего этот ток.
Если поток магнитной индукции сквозь площадь, ограниченную контуром, изменяется на 1 Вб за 1с, то в контуре индуцируется э.д.с. равная 1В.