Закон электромагнитной индукции (Фарадея)

Рассмотрим теперь ряд законов, связывающих между собой векторы электромагнитного поля, заряды и токи. Первый из них – закон электромагнитной индукции, носящий также имя закона Фарадея. Фарадей обнаружил, что на концах катушки, помещенной в переменное магнитное поле, возникает электродвижущая сила.

Введем сначала понятие разности потенциалов.

Разность потенциалов представляет собой отношение работы, затраченной на перемещение заряда , находящегося в электрическом поле, к величине этого заряда. Так как на заряд в поле действует сила Кулона, то при его перемещении из точки в другую точку работа определится как

где − единичный вектор, направленный вдоль направления перемещения. При перемещении заряда по контуру используется контурный интеграл .Единицей измерения разности потенциалов является вольт.

Кроме того, необходимо понятие магнитного потока: это поток вектора магнитной индукции через поверхность :

Рассмотрим теперь магнитное поле в пространстве. Поместим в это поле замкнутый контур , направление обхода которого при интегрировании – против часовой стрелки, если смотреть с конца вектора (рисунок 26). Контуром ограничена поверхность . Закон электромагнитной индукции гласит: изменение во времени магнитного потока через поверхность вызывает в контуре электродвижущую силу, определяемую циркуляцией вектора по контуру . Это может быть записано следующим образом:

Рисунок 26 − К закону электромагнитной индукции

То есть, переменное магнитное поле приводит к возникновению напряжения. Чем быстрее меняется поле вокруг контура – тем выше напряжение.