Вывод эдс индукции из закона сохранения энергии. Электронный механизм возникновения эдс.
Обобщая
результаты своих многочисленных опытов,
Фарадей пришел к количественному закону
электромагнитной индукции. Он показал,
что всякий раз, когда происходит
изменение сцепленного с контуром потока
магнитной индукции, в контуре возникает
индукционный ток; возникновение
индукционного тока указывает на наличие
в цепи электродвижущей силы, называемой
электродвижущей силой электромагнитной
индукции. Значение индукционного тока,
а следовательно, и э.д.с. электромагнитной
индукции определяются только скоростью
изменения магнитного потока, т. е
Правило Ленца: индукционный ток в контуре имеет всегда такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызвавшему этот индукционный ток.
Механизм возникновения э.д.с. индукции можно пояснить на простом примере. Пусть изменение магнитного потока, пронизывающего контур, проис-ходит за счет изменения площади контура вследствие движения одного из проводников, составляющих контур. Пусть, например, контур образован п-образным проводником 1 и скользящей перемычкой 2 (рис. 3.12), и пусть линии индукции магнитного поля В перпендикулярны плоскости контура и направлены от нас (показаны крестиками).
При скольжении перемычки вниз площадь контура S будет возрастать, что приведет к возрастанию магнитного потока, равного ВS. При этом, со-гласно закону Фарадея должна возникнуть э.д.с. индукции. Непосредственной физической причиной возникновения индукционного тока в контуре в данном случае является сила Лоренца.
Билет42 Индуктивность. Самоиндукция и взаимоиндукция. Энергия магнитного поля.
Индуктивность.
Так как магнитное поле создаётся электрическим током, то магнитный поток прямо пропорционален силе тока.
L – Индуктивность (коэффициент пропорциональности).
Изменение
силы тока приводит к изменению магнитного
потока.
При этом индуктивность не зависит от
силы тока.
Самоиндукция.Так как изменение электрического тока вызывает изменение магнитного потока, а изменение магнитного потока в свою очередь вызывает появление ЭДС индукции, то в проводнике, в котором изменяется электрический ток возникает ЭДС которая стремится скомпенсировать изменение электрического тока это явление называется самоиндукцией.
Энергия магнитного поля:
Для характеристики ориентации контуров в магнитном поле вводится намагниченность:
,
Где
-
магнитный момент i-го
элементарного контура.
n
– Число контуров в объёме
.
Явление взаимной индукции
Рассмотрим 2 неподвижных контура, в которых текут 2
тока I1 и I2; Ф12=L12 I2; Ф21=L21 I1; ε1= - L12 *(dI2/dt)=
=dФ12/dt; ε2= - dФ21/dt. Видно, что при изменении тока в
одном контуре, в другом контуре наводится ЭДС –
явление взаимной индукции, а ЭДС – ЭДС взаимной индукции.
Расчеты показывают, что L12=L21
Билет43 Намагничивание вещества. Напряженность магнитного поля. Циркуляция напряженности магнитного поля. Для количественного описания намагниченного вещества введем векторную величину j (в) – намагниченность магнитных молекул единицы объема веществаl I (в)=Pm(в) / V=(1/V) *(ΣPm(в)). Вектор B характеризует результирующее поле, обусловленное как внешними макротоками, так и внутренними микротоками. B(в)=B0 (в) + В’ (в); B0 (в)=μ0 (в) μ (в); B’(в) – магнетик обусловленный микротоками. Рассмотрим магнетик в виде цилиндра. Пусть этот магнетик помещен во внешнее магнитное поле, индукция которого направлена вдоль оси этого цилиндра.
Из этого рисунка видно, что внутри магнетика в каждой его
точке микротоки направлены в различных направлениях и
слудовательно их поля компенсируют друг друга.
Нескомпенсированными остаются только те токи, которые
выходят на поверхность. Эти токи можно представить как макроток, текущий по поверхности магнетика.
B’ (микроток) = μ0 I’/ l ; Pm=IS; I’/ l – ток, приходящийся на единицу длинны магнетика. I=I’ l / l; Pm=I’ l S / l; V=l S;
j = Pm(в)/V=I’/ l; B’(в)=μ0 I (в). В не очень сильных магнитных полях намагниченность пропорциональна напряженности магнитного поля
Работа по перемещению заряда по замкнутому контуру равна 0.
