49. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции правило Ленца.

При изменении электромагнитного потока в замкнутом проводящем контуре, который охватывает этот поток возникает электрический ток.

Опыт Фарадэя:

При выкдючении/включении тока в первой катушке, во второй катушке возникает электрический ток. Причем при замыкании ключа ток идет в 1 сторону, а при размыкании – вдругую.

Ток в катушке 2 Фарадей назвал индукционным. Причиной возникновения тока в катушке 2 является изменение магнитного поля создаваемого током в катушке 1. Это магнитное поле пронизывает витки катушки 2. Если деревянный сердечник заменить железным, то магнитное поле в катушке 2 усиливается.

ЭДС индукции:

— закон электромагнитной индукции.

Если, контур охватывающий магнитный поток, состоит из N витков, то ЭДС в N раз больше.

Правило Лоренца:

Индукционный ток имеет такое направление, что его магнитное поле препядствует изменению потока, который вызвал этот индукционный ток.

50. Самоиндукция. Эдс самоиндукции. Индуктивность.

Самоиндукция – явление возникновения индукционного тока в контуре при изменении основного тока в этом же контуре.

Если в цепи изменять ток с помощью резистора R, то изменяться магнитный поток Φ, пронизывающий катушку, следовательно и в катушке возникает ток самоиндукции.

Магнитный поток Φ магнитного поля пропорционален силе тока в катушке:

, где L- индуктивность катушки.[Гн]

Так как ε складывается из и , то ЭДС самоиндукции равна:

Индуктивность контура зависит от формы, размера и материала сердечника (μ).

Индукция магнитного поля:

n число витков на единицу длинны.

Магнитный поток в катушке есть:

N – полное число витков

S – площадь витка

Явление самоиндукции проявляется при замыкании и размыкании цепи: ток в этой цепи устанавливается не мгновенно.

Зако ома для такой цепи:

Для процесса включения I равняется:

Для процесса выключения:

51. Энергия и плотность энергии магнитного поля.

При возрастании тока в контуре в нем возникает ток самоиндукции и ЭДС самоиндукции, которая препядствует увеличению тока.

Умножим обе части уравнения на Idt:

Если имеется солинойд, то внутри этой катушки равна:

Плотность энергии магнитного поля внутри солинойда W равна:

52. Система уравнений Максвелла для электромагнитного поля. Ток смещения.

Первое уравнение Максвелла:

(в интегральной форме)

Обобщение теоремы о циркуляции вектора напряженности магнитного поля.

– вектор электрической индукции

– плотность тока смещения

обусловлена движением связанных зарядов в диэлектрике.

Вывод:

Изменяющееся во времени электрическое поле порождает магнитное поле.

Второе уравнение Максвелла:

Обобщение закона электромагнитной индукции Фарадея.

Переменное магнитное поле порождает появление электрического поля.

Третье уравнение Максвелла:

Обобщение теоремы Гаусса для потока вектора электрической индукции через замкнутую поверхность S.

Источником электрического поля (электростатического потенциального и электрич. вихревого) являются электрические заряды.

Четвертое уравнение Максвелла:

Теорема Остроградского-Гаусса для вектора индукции магнитного поля В.

Поток вектора индукции магнитного поля через замкнутую поверхность S равен 0.

Смысл этого уравнения заключается в том, что магнитных зарядов в природе нет, а линии индукции магнитного поля есть замкнутые линии.