Явление электромагнитной индукции. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре при изменении числа силовых линий магнитного поля, пронизывающих поверхность, ограниченную контуром. Способ изменения числа силовых линий может быть различным. Например, может меняться магнитное поле (меняется величина ), может меняться площадь, ограниченная контуром, контур может поворачиваться в магнитном поле.

Такое качественное описание явления можно дополнить количественным или аналитическим (с помощью формулы) описанием. Для этого используется физическая величина Ф, пропорциональная числу силовых линий магнитного поля, пронизывающих поверхность.

Магнитный пот ок Ф – скалярная алгебраическая физическая величина, определяется по формуле:

, (13.1)

где В – индукция магнитного поля; S – площадь поверхности, через которую определяется магнитный поток, α – угол между вектороми нормалью к поверхности (нормаль – единичный вектор, перпендикулярный поверхности). Теперь можно дать следующее определение явления.

Электромагнитная индукция – возникновение индукционного тока в проводящем контуре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

Для аналитического описания явления лучше использовать не величину силы тока, которая зависит от того, из какого материала сделан контур, а величину ЭДС индукции, возникающей в замкнутом контуре и приводящей к возникновению индукционного тока.

Закон электромагнитной индукции:

, (13.2)

где E_i - ЭДС индукции, возникающая в замкнутом контуре, ограничивающем поверхность S; ∆ Ф – изменение магнитного потока через поверхность S, происходящее за время ∆ t.

Из закона следует, что чем быстрее меняется магнитный поток Ф, тем больше ЭДС индукции, тем больше величина индукционного тока, возникающего в замкнутом контуре.

Магнитный поток Ф может меняться в следующих случаях:

1) меняется величина индукции В (например, поле включается или выключается);

2) меняется площадь S, ограниченная замкнутым контуром (например, при перемещении перемычки со скоростью υ _○ по П-образной рамке (см. рис.13.1));

3) меняется угол α (например, контур поворачивается в магнитном поле).