Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле
Сила Ампера: F = I B l ,
,
,
(15)
т.е. работа по перемещению проводника с током в магнитном поле равна произведению силы тока на магнитный поток, пересеченный движущимся проводником.
Работа по перемещению рамки с током в магнитном поле
,
Работа по перемещению рамки с током в магнитном поле равна произведению силы тока в рамке на изменение магнитного потока, сцепленного с рамкой.
Если
рамка поворачивается из устойчивого
положения равновесия, то
и
,
при
,
.
24.Явление элктромагнитной индукции.Эдс индукции.Закон Фарадея. Правило Ленца. Практическая значимость явления электромагнитной индукции.
Явление электромагнитной индукции заключается в том, что в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, охватываемого этим контуром, возникает индукционный электрический ток.
Явление возбуждения тока с помощью магнитного поля открыто Фарадеем в 1831 году. «Магнетизм превратить в электричество» - такова была основная цель, к которой стремился Фарадей в течение 10 лет (1821-1831 г.г.), веривший в эту идею. Главный вывод, который он сделал: электрический ток возникает при движении катушки и магнита относительно друг друга. Вскоре после этого Фарадей создал первый генератор электрического тока. Индукционный ток в опытах Фарадея возникал при изменения магнитного потока.
(1)
Изменение
магнитного потока
может быть вызвано 4-мя причинами, а
именно изменяя:
1)
;
2)
;
3)
S
;
4)
.
Закон электромагнитной индукции
Всякий раз при изменении полного магнитного потока через произвольный контур в контуре возникает электродвижущая сила, называемая электродвижущей силой индукции:
,
(2)
т.е.
величина мгновенного значения
электродвижущей силы индукции в контуре
равна производной полного магнитного
потока контура по времени.Производную
называют скоростью изменения магнитного
потока.
Правило Ленца
Индукционный ток в контуре всегда имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего этот индукционный ток
Правило Ленца, позволяет определить направление индукционного тока и отражается знаком минус в формуле (2).
Закон
Фарадея может быть получен из закона
сохранения энергии: для проводника с
током, перемещающимся в магнитном поле,
полная работа источника тока за время
складывается из работы перемещения
проводника
и
джоулевой теплоты
:
,
(3)
т.е.
полный ток складывается из тока
проводимости
и тока индукционного
.
Природа ЭДС складывается из двух причин:
при подвижном контуре действует сила Лоренца, перемещающая электроны.
при неподвижном контуре объяснение ЭДС дал Максвелл: всякое переменное магнитное поле возбуждает переменное электрическое поле, приводящее к индукционному току
,
(4)
т.е. циркуляция напряженности электрического поля ЕВ по любому неподвижному контуру L, помещенному в переменное магнитное поле, представляет ЭДС магнитной индукции.
Для контура из N витков применим принцип суперпозиции
,
(5)
где
потокосцепление.
