1 1
1

Электромагнитная индукция

Магнитный поток.  характеризует действие магнитного поля  на площадку площадью S.
 
Магнитный поток - это произведение скалярного произведения вектора магнитной индукции на единичный вектор нормали к площадке на площадь площадки, которую пронизывает магнитное поле.
Явление электромагнитной индукции – это явление возникновения  электрического поля при изменении магнитного потока.

Эксперимент: ток в большой катушке появляется :

  •  при замыкании и размыкании электрической цепи в малой катушке,
  •  при движении малой катушки относительно большой.

Закон электромагнитной индукции :


ЭДС индукции, возникающая  в контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока.  Из определения магнитного потока  ясно,  что магнитный поток может измениться  в трех случаях: при изменении индукции магнитного поля, при изменении площади контура, который пронизывает магнитное поле, или при изменении угла наклона контура по отношению к направлению вектора магнитной индукции.
Направление ЭДС  определяется  по правилу Ленца : ЭДС  индукции имеет такое направление , при котором индукционный ток  создает магнитное поле, препятствующее изменению внешнего магнитного поля. 

a) На правом рисунке , где северный полюс магнита приближается к контуру, магнитный поток, пронизывающий этот контур , увеличивается, значит, индукционное поле должно быть направлено встречно с внешним. Ток, который создает магнитное поле такого направления , определяется по правилу правого винта.
б)   На левом рисунке северный полюс удаляется от контура, магнитный поток уменьшается, индукционное поле должно  совпадать  с внешним. 

На следующем рисунке описан эксперимент, демонстрирующий действие правила Ленца. Если северный полюс магнита приближается к замкнутому кольцу, значит, магнитный поток, пронизывающий кольцо, увеличивается, поэтому по правилу Ленца индукционное поле должно быть направлено встречно. По направлению индукционного поля определяется направление индукционного тока в кольце (по правилу буравчика). При этом кольцо будет отталкиватьмя от магнита. Если повторить опыт для кольца с прорезью (незамкнутое кольцо), то индукционный ток в таком кольце не потечет, и сила отталкивания не возникнет.

1 
в) При движении проводника по контуру налево площадь слева уменьшается,  магнитный поток уменьшается , индукционное магнитное поле сонаправлено с внешним, ток ( по правилу правого винта) направлен по часовой стрелке. В контуре слева площадь увеличивается  , магнитный поток  увеличивается, индукционное поле встречно с внешним, ток против часовой стрелки.

г) При повороте рамки в постоянном магнитном поле изменяется угол между вектором индукции поля  и вектором нормали к площадке, поэтому изменяется магнитный поток и наводится з.д.с. индукции (см. первый рисунок “Магнитный поток”). При повороте по часовой стрелке угол а увеличивается , поток увеличивается , значит, индукционный магнитный поток будет направлен встречно внешнему. Направление индукционного тока определится по правилу правого винта по отношению к индукционному магнитному потоку.
д) При движении проводника в магнитном поле на свободные электроны металла действует сила Лоренца F, под действием которой положительный заряд смещается в т.M
(но двигаются свободные электроны), направление силы определяется по правилу левой руки. Движение прекращается, когда  

        
                 L – длина проводника, V – скорость движения.

Генератор переменного тока.
При вращении рамки в магнитном поле магнитный поток изменяется, поэтому наводится в  ней ЭДС индукции.

угловая скорость вращения рамки.

4