Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца

Т.к. электрический ток, т.е. упорядоченное движение электрических зарядов, создает магнитное поле, то и обратно-переменное магнитное приводит к возникновению тока.

Явление электромагнитной индукции по Фарадею:

В замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром, возникает электрический ток. Этот ток называется индукционным.

Фарадей показал, что ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, сцепленную с контуром:

dФ/dt

Ленц в 1834 г. установил:

Индукционный ток всегда направлен так, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, пронизывающего поверхность контура.

Объединим закон Фарадея и правило Ленца в СИ:

εi = −dФ/dt

εi в замкнутом проводящем контуре равна скорости убывания магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром. Если контур состоит из N витков, то изменение ЭДС равно сумме ЭДС, возникающему в каждом витке, тогда вводят полный магнитный поток:

Ψ = ∑Фк к=1

εi = − dΨ/dt

εi = −NdФ/dt

Получим закон электромагнитной индукции, как следствие закона сохранения энергии:

Если рамка не закреплена,то она будет вращаться, и за dt Fa совершит работу dA:

dA = IdФ.

В рамке выделится тепло Джоуля-Ленца:

По закону сохранения энергии:сумма dA и dQ равна работеисточника тока.

εIdt= IdФ+

εdt=dФ=IRdt

εi = −NdФ/dt I=(ε− dФ/dt)/R

− dФ/dt= εi I= (ε+ εi)/R

При помещении массивных проводников в переменное магнитное поле, в них возникают вихревые токи.

Получим теперь явление электромагнитной индукции, как следствие действия силы Лоренца на проводники, движущиеся в магнитном поле.

Пусть участок проводника помещен в магнитное поле с индукц. В и проводник перпендикулярен индукц. В. Пусть проводник движется со скоростью V.

F=qVBsinα

Под действием силы Лоренца электроны будут двигаться вниз, аток направлен вверх:

F=qE

qVB=qE

E=VB

εi=U= −Δφ= −El= −BlV

E= Δφ /l

Δφ= El

εi=U= −BlV