Лекция №9 закон Фарадея для электромагнитной индукции

1. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Правило Ленца.

2. ЭДС индукции. Самоиндукция. Индуктивность.

3. Энергия магнитного поля тока.

4. Электромагнитное поле.

1. Электромагнитная индукция – возникновение электрического тока, в проводящем контуре, который либо покоится в переменном магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции пронизывающих контур меняется. То есть, в замкнутом проводящем контуре возникает ток при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром. Этот ток называется индукционным.

	Магнитным потоком (Ф) через поверхность
площадью S называют величину, равную
произведению модуля магнитной индукции В
на площадь S и cosмежду векторами В и n
n – пормаль к плоскости проводника,-
Угол между нормалью n и индукцией В.

Ф=В S cos …(11.1)

Вcosa = B_n – проекция, тогда Ф=В_n S

Магнитный поток сквозь контур можно изменить увеличивая или уменьшая В, пересекающего контур (= q·V·B), или изменяя площадь контура S, или изменяя угол a между нормалью к контуру и магнитными линиями, например, вращая контур в магнитном поле (= q ).

Поскольку все магнитные линии непрерывны и замыкаются сами на себе, число входящих в эту поверхность магнитных линий будет равно числу выходящих. Полный поток вектора магнитной индукции сквозь замкнутую поверхность (например – сферическую) = 0. Это важное свойство магнитного поля свидетельствует об отсутствии в природе магнитных зарядов и вихревом характере магнитного поля.

[Ф] = 1Вб – магнитный поток в 1Вб создается однородным магнитным полем с индукцией 1Тл через поверхность площадью 1м², расположенному перпендикулярно вектору магнитной индукции.

Возникший в замкнутом контуре индукционный ток направлен таким образом, чтобы своим магнитным полем противодействовать тому изменению магнитного потока, которым он вызван. - Правило Ленца для нахождения направления индукционного тока (сформулировано в 1833г).

По закону Ома сила индукционного тока I_i = , а опыты показали, что I_i пропорциональна скорости изменения магнитного потока сквозь контур.Þ и ЭДС индукции тоже зависит от скорости изменения магнитного потока сквозь контур.

Закон Фарадея для электромагнитной индукции: ЭДС электромагнитной индукции, возникающая в контуре при изменении магнитного потока, пересекающего этот контур, равна скорости изменения магнитного потока, взятой со знаком «-».

e_i = - = - или e _i = - F¢…(11.2)

Знак минус объясняется правилом Ленца. Он показывает, что увеличение потока (>0) вызывает Э.Д.С. e _i < 0, т.е. поле индукционного тока направлено навстречу потоку; уменьшение потока (<0) вызывает e _i > 0, т.е. направления потока и поля индукционного тока совпадают.

Если контур содержит несколько витков то e _i = - F¢N, где N – число витков.