Эдс индукции движущегося проводника

Рассмотрим модель физического эксперимента.

Возьмем неподвижный проволочный каркас и поместим его в магнитное поле.

Если по каркасу будет передвигаться проводник, в проводнике появится ЭДС индукции.

Изменение магнитного потока произойдет за счет изменения площади проводящего контура

Посчитаем ЭДС индукции:

По закону Фарадея

Магнитный поток в конце движения проводника

Магнитный поток в начале движения проводника

Изменение магнитного потока

Изменение площади проводящего контура связано с перемещением и со скоростью движения

Изменение магнитного потока

После подстановки в закон Фарадея

Этот результат получен для случая,

когда перемещение происходит под

прямым углом в силовым линиям (α = 90⁰)

В общем случае(α≠90⁰)

Если α = 0, ЭДС индукции равна нулю

При движении проводника в магнитном поле действие силы Лоренца приводит к разделению зарядов внутри проводника.

Проводник становится источником тока.

эквивалентная схема

Направление ЭДС индукции находим по правилу левой руки, как результат разделения зарядов.

Закон Ома и направление индукционного тока во внешней цепи. Если проводник замкнуть, во внешней цепи идет ток. Если не замыкать, то на концах скапливаются заряды. Знак зарядов определяется по правилу левой руки.

Причина появления ЭДС индукции в движущемся проводнике – работа силы Лоренца по разделению зарядов. Но полная работа силы Лоренца равна нулю!

Два движения: на электрон на рисунке действует сила Лоренца, направленная вниз. работа этой силы равна ЭДС индукции. Но под действием этой силы электрон начинает двигаться вдоль проводника вниз. Поэтому появляется вторая компонента силы Лоренца, направленная влево. Работа этой силы совершается против силы, которая двигает проводник (без совершения работы внешней силы проводник двигаться не может). Полная работа этих двух сил равна нулю. Механическая работа превращается в энергию электрического поля.

Самоиндукция. Индуктивность

Самоиндукция является важным частным случаем

электромагнитной индукции, когда изменяющийся

магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции,

создается током в самом контуре.

В любом контуре, по которому протекает ток,

возникает магнитное поле. Силовые линии этого поля

пронизывают все окружающее пространство, в том числе, пересекают площадь самого контура.

Магнитный поток, который вызван током в этом самом контуре, называется собственным магнитным потоком.

Поскольку магнитный поток пропорционален индукции магнитного поля, собственный магнитный поток пропорционален силе тока в контуре

Следовательно, можно ввести коэффициент пропорциональности

Коэффициент пропорциональности L между собственным магнитным потоком в контуре и силой тока в нем называется индуктивностью контура.

Индуктивность проводника зависит от размеров, формы проводника, магнитных свойств среды.

Единица измерения индуктивности называется Генри

Изменение силы тока в контуре приводит к изменению собственного магнитного потока. В результате по закону электромагнитной индукции в контуре появляется ЭДС, которая называется ЭДС самоиндукции.

Явление возникновения электродвижущей сил в контуре в результате изменения силы тока в этом контуре, называется самоиндукцией.

ЭДС самоиндукции определяется из закона Фарадея