Электромагнитная индукция

Лекция № 25

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

План
1. Опыт Фарадея. Магнитный поток. ЭДС индукции. Вывод основного закона электромагнитной индукции. Правило Ленца. Токи Фуко.
2. Явление самоиндукции. Индуктивность. Индуктивность длинного соленоида. Явление взаимоиндукции. Взаимная индуктивность.
3. Токи размыкания и замыкания.
4. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергиимагнитного поля.


1. Опыт Фарадея (англ. ученый 1791-1867).
|[pic] |На большую деревянную катушку Фарадей навил две электрические спирали, |
| |изолированные друг от друга (рис. 25.1). По одной из спиралей пропускался ток, |
||который Фарадей резко включал и выключал, а другая была соединена с |
| |гальванометром. При замыкании и размыкании ключа К цепи гальванометр G показывал |
| |наличие электрического тока. При непрерывном прохождении тока через одну из |
||спиралей в другой спирали тока не было. |
| |Обнаруженное Фарадеем явление получило название электромагнитной индукции, а ток |
| |индукционным. ||Рис. 25.1 | |


Причина возникновения индукционного тока – появление электродвижущей силы под влиянием изменяющегося потока магнитной индукции.




Магнитный поток (поток магнитной индукции).
Магнитный поток [pic] вектора магнитной индукции черезэлементарную площадку [pic] (рис.25.2) определяется скалярным произведением векторов [pic] и [pic].
|[pic]. |[pic] |
|Магнитный поток через конечную поверхность [pic] определяется интегралом: | |
|[pic].| |
|Магнитный поток через замкнутую поверхность | |
|[pic]. ||
| |Рис. 25.2 |


Единица измерения магнитного потока в системе СИ [pic].
ЭДС индукции. Вывод основного закона электромагнитной индукции.
Найдем связь между ЭДС индукции [pic] и скоростью изменениямагнитного потока.
Возьмем проводящий контур с подвижной металлической перемычкой длиной [pic] (рис 25.3).
|[pic] |Поместим его в однородное магнитное поле, перпендикулярное к плоскости контура и |
| |направленное за чертеж [pic]. Приведем перемычку в движение со скоростью [pic]. С той же |
||скоростью станут перемещаться относительно поля и носители тока в перемычке – электроны. На|
| |каждый электрон начнет действовать направленная вдоль перемычки магнитная сила (магнитная |
| |составляющая силы Лоренца)....