Причины электромагнитной индукции.

Внутри движущегося в магнитном поле проводника заряды смещаются под действием силы Лоренца. При этом на концах проводника возникает разность потенциалов.

В неподвижном проводнике под действием переменного магнитного поля возникает переменная ЭДС.

Токи Фуко.

Под действием переменного магнитного поля в замкнутом проводнике возникает вихревой индукционный ток, который нагревает данный проводник.

Индукционное электрическое поле – электрическое поле, возникающее в результате изменения магнитного поля.

Линии напряжённости индукционного поля замкнуты. Работа индукционного поля вдоль замкнутой траектории равна: .

ЭДС индукционного поля.

Отношение работы А , которую совершает индукционное электрическое поле при перемещении заряда Q по замкнутому контуру к величине этого заряда называют ЭДС индукции.

Из опыта: или , но

; n –число витков катушки.

Явление самоиндукции.

Если по катушке течёт переменный ток, то магнитный поток, пронизывающий катушку меняется, по этому возникает ЭДС индукции в том же самом проводнике, по которому течёт ток.

Замыкание цепи: Л₁ загорается позже т.к. возрастающий магнитный поток порождает ЭДС самоиндукции, которая направлена противоположно ЭДС источника.

Размыкание цепи: Л₁ ярче вспыхивает т.к. убывающий магнитный поток порождает ЭДС самоиндукции, которая сонаправлена с ЭДС источника.

Аналогия: самоиндукция = инерция.

Для создания тока нужно совершить работу против вихревого электрического поля, а при исчезновении тока это поле совершает положительную работу.

Индуктивность.

; ; ; - индуктивность.

Индуктивность- это физическая величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1 А за 1 с.

.

Индуктивность зависит от:

• размера проводника

• формы проводника

• магнитных свойств среды

Энергия магнитного поля.

При замыкании цепи источник тока совершает работу против сил вихревого поля- энергия запасается.

При размыкании цепи энергия выделяется (искра, дуга).

Свободные электромагнитные колебания в контуре

Бывают свободные и вынужденные электрические колебания.

Катушка препятствует изменению тока (по правилу Ленца) и из-за этого колебания тока достаточно длительные.

Свободные колебания- колебания, которые возникают в системе после выведения её из положения равновесия.

Вынужденные колебания- колебания тока в цепи под действием внешней периодической ЭДС.

Колебательный контур.

Простейшая система, в которой могут происходить электромагнитные колебания, состоит из конденсатора и катушки присоединённой к его обкладкам.

Частота и период колебаний в контуре.

, если R=0, то E=const.

; ; как производная сложной функции.

;; ; - колебания гармонические.

;

- формула Томпсона.

Вынужденные электрические колебания

Автоколебания - это незатухающие колебания, существующие в системе без воздействия на неё внешних периодических сил.

Генератор незатухающих колебаний.

Назначение: получение незатухающих колебаний большой частоты.

Генератор незатухающих колебаний - это автоколебательная система, в которой энергия от источника тока порциями поступает в колебательный контур.

1 четверть: по катушке L₁ идёт возрастающий ток I₁, в ней возникает возрастающий магнитный поток Ф₁, пересекающий катушку L₂ сверху вниз. В катушке L₂ возникает индукционный ток I₂, препятствующий возрастанию магнитного потока Ф₁. Магнитный поток Ф₂ направлен вверх, ток I₂ направлен от «б» к «а», от «n» к «p» транзистор закрыт.

2 четверть: по катушке L₁ идёт убывающий ток I₁, в ней возникает убывающий магнитный поток Ф₁. В катушке L₂ возникает индукционный ток I₂, препятствующий убыванию магнитного потока Ф₁. Магнитный поток Ф₂ направлен вниз, ток I₂ направлен от «а» к «б», от «p» к «n»- транзистор открыт.