Вопрос 14!

Электромагнитная индукция. Направление индукционного тока. Правило Ленца.

29 августа 1831 года англичанин Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции. Фарадей обнаружил в замкнутом проводящем контуре индукционный (наведённый) ток, возникающий под действием изменяющегося магнитного поля (потока). Появление этого тока связано с появлением в замкнутом контуре сторонних сил или возникновение ЭДС индукции, которая является причиной тока.

На электроны в замкнутом контуре действует вихревое электрическое поле, которое порождается изменяющимся магнитным полем.

Электромагнитная индукция – возникновение электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.

Направление индукционного тока определяется законом сохранении энергии. Индукционный ток во всех случаях своим магнитным полем препятствует изменению магнитного потока, вызывающему данный ток.

Направление индукционного тока определяют по правилу Ленца: Индукционный ток имеет такое направление, что его собственное магнитное поле противодействует изменению магнитного поля, которое порождает ток.

Вопрос 15!

Закон электромагнитной индукции. ЭДС индукции в движущемся проводнике. Использование электромагнитной индукции.

ЭДС индукции в замкнутом контуре численно равна, но противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром. Ei = - Ф / t. – закон электромагнитной индукции. Ф= Ф2 – Ф1 – изменение магнитного потока.

а) Если Ф>0, то Ei<0.

б) Если Ф<0, то Ei>0.

С учётом числа витков N: Ei = -N Ф/t.

При изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, в последнем появляются сторонние силы, действие которых характеризуется ЭДС, называемой ЭДС индукции. Согласно закону Ома для замкнутой цепи I = Ei/R.. Сопротивление проводника не зависит от изменения магнитного потока.

В движущемся в магнитном поле проводнике на свободные электроны действует сила Лоренца, которая производит разделение положительных и отрицательных зарядов, сосредотачивающихся на концах проводника, т.е. сила Лоренца совершает работу.

Fл = qBVsina, тогда A = Fл*l = qBVlsina, поэтому Ei = A/q; Ei = BVlsina ЭДС индукции в движущемся проводнике.

Направление индукционного тока (ЭДС индукции) определяется по правилу правой руки:

Если правую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, отогнутый на 90 градусов большой палец совпадал с направлением движения проводника, то четыре вытянутых пальца покажут направление индукционного тока.

Вопрос 16!

Самоиндукция. ЭДС самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля.

Проводник с током находится в собственном магнитном поле, изменение которого приводит к возникновению ЭДС индукции или самоиндукции в проводнике, по которому протекает электрический ток.

Самоиндукция – возникновение ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении в нём силы тока.

При замыкании цепи индукционный ток препятствует нарастанию тока. При размыкании: в цепи индукционный ток препятствует убыванию тока. Ф~B~I,тогда Ф = LI – магнитный поток.

Индуктивность (L) – скалярная величина, численно равная магнитному потоку, который создаётся единичным током.

Индуктивность зависит от размеров проводника и его формы, но не зависит непосредственно от силы тока в проводнике. Также зависит от магнитных свойств среды, в которой находится проводник. Единицу индуктивности называют генри (Гн). Индуктивность проводника равна 1 Гн, если в нём при изменении силы тока на 1А за 1с возникает ЭДС самоиндукции 1В.

Явление самоиндукции играет очень важную роль в электротехнике и радиотехнике. Индуктивность цепи оказывает существенное влияние на прохождение по цепи переменного электрического тока.

Потокосцепление жи = LI

ЭДС самоиндукция – частный случай электромагнитной индукции, тогда Ei = -Ф/t; Ei = -LI/t – ЭДС самоиндукция.

I = I2 – I1 – изменение тока.

L = const. [L] = Гн (Генри).

L = MM0N^2S / l – индуктивность катушки.

Энергия магнитного поля.

Для создания тока в контуре индуктивностью L источник тока затрачивает энергию, т.к. совершает работу по преодолению ЭДС самоиндукции. Эта энергия накапливается в магнитном поле этой цепи и может превращаться в другие виды, т.к. магнитное поле создаётся электрическим током, то собственная энергия электрического тока сосредоточена в магнитном поле и распределена по всему пространству, в котором оно находится.

Магнитное поле, созданное электрическим током, обладает энергией, прямо пропорциональной квадрату силы тока.