3.10.2 Пояснення явища електромагнітної індукції для провідника із струмом, що рухається в магнітному полі

Запишемо закон збереження енергії. Енергія, яка споживається від джерела, іде на виконання роботи та виділення тепла:

,

Тоді:

тобто, на струм в колі впливає складова е.р.с., яка зумовлена зміною магнітного потоку.

3.10.3 Пояснення явища електромагнітної індукції в рухомому провіднику

В провіднику є вільні носії, що рухаються із ним. На них діє сила Лоренца, яка їх зміщує, поки не встановиться рівновага сил.

Із наведеної схеми зв’язків фізичних величин випливає, що різниця потенціалів _і, яка виникає на кінцях провідника, що рухається в магнітному полі саме і є е.р.с індукції:

При наявності декількох витків

,

,

де N - кількість витків, Ф – магнітний потік,  - потокозчеплення (загальний магнітний потік).

3.11 Самоіндукція. Явище самоіндукції. Індуктивність, одиниці її вимірювання

Відомо, що

 відповідність між змінним і постійним магнітним полем та струмами, що їх зумовлюють.

Поскільки , то можна записати , де L - індуктивність

.

Індуктивність – коефіцієнт пропорційності між силою струму, що проходить в провіднику і магнітним потоком.

При зміні електричного струму, що проходить по провіднику, виникає електрорушійна сила самоіндукції, зумовлена цим змінним струмом.

Напрямок електрорушійної сили буде такий, щоб протидіяти зміні власного змінного струму і зміні магнітного потоку; це буде проявлятися як поява додаткового опору провідника при проходженні через нього змінного струму в порівнянні з тим, що спостерігається при проходженні такого самого по величині, але постійного струму.

Звідси, друге означення індуктивності:

,

тобто індуктивність – чисельно рівна е.р.с. самоіндукції при швидкості зміни струму в провіднику 1 А/с.

Індуктивність провідника залежить від геометричних розмірів провідника і його форми.

Індуктивність провідника – аналог ємності провідника, коли мова йде про магнітне поле.

Індуктивність соленоїда:

1. (по визначенню)

2. (для соленоїда)

3. (сумарний потік для котушки з N витків). Звідси, для соленоїда:

4. ( ),  - відносна магнітна проникність.

3.12 Взаємоіндукція. Використання явища електромагнітної індукції. Струми Фуко

Явище взаємоіндукції полягає в появі в другому контурі електричного струму при протіканні в першому контурі змінного електричного струму і₁.

,

М – коефіцієнт взаємоіндукції.

Трансформатор – це електричний апарат, який призначений для перетворення потужності електричного струму, збільшення, або зменшення напруги у вторинному колі при зміні кількості витків другої котушки (вторинної) в порівнянні з першою. В основі його роботи лежить явище взаємоіндукції. При холостому ході (коли кінці вторинної обмотки розімкнуті)

,

де n₁ і n₂ – кількість витків у котушки, k – коефіцієнт трансформації. У підвищувальному трансформаторі k<1, у знижувальному k>1

При протіканні змінного струму в масивному провіднику виникають так звані струми Фуко, або вихрові струми, зумовлені явищем електромагнітної індукції. Внаслідок того, що змінний струм створює змінний магнітний потік в масивному провіднику, цей магнітниї потік дає великий по величині струм, поскільки опір масивного провідника малий.

Явище електромагнітної індукції застосовується в наступних принципових напрямках:

1. перетворення і передача енергії;

2. технологія (для отримання високочистих матеріалів внаслідок ефекту, пов’язаного з існуванням вихрових струмів; закалка поверхні деталей при протіканні струму (внаслідок нагрівання)).