33. Електромагнітна індукція. Досліди Фарадея. Закон електромагнітної індукції. Правило Ленца. Індуктивність. Самоіндукція.

В явищі електромагнітної індукції істотне значення має не зміна величини навідного струму I₁, а зміна його магнітного поля. Щоб переконатися в цьому, замість котушки К₁ беруть постійний магніт. Індукційний струм виникає у випадках відносного переміщення постійного магніту й котушки

Ленц: напрям індукційного струму завжди такий, що його власне магнітне поле протидіє тій зміні магнітного потоку, яке збуджує індукційний струм.

Закон Ленца вказує на протидію, в процесі долання якої відбувається перетворення енергії з одного виду в інший і збереження руху. Якщо полюс N постійного магніту наближати до замкнутої котушки, то магніт і котушка відштовхується. Це пояснюється тим, що на ближчому кінці котушки виникає однойменний полюс магнітного поля індукованого струму. З віддаленням магніту від котушки між ними спостерігається притягання. В обох випадках зміна навідного потоку Фі через витки котушки компенсується зміною наведеного магнітного потоку Ф₂ протилежного напряму.

В окремому випадку руху прямого провідника перпендикулярно до ліній індукції зовнішнього магнітного поля напрям індукційного струму зручно визначати за правилом правої руки: якщо праву руку розмістити так, щоб лініїіндукції магнітного поля входили в долоню, а відставлений під кутом великий палець збігався з напрямом переміщення провідника, то чотири випрямлені пальці вкажуть напрям індукційного струму в провіднику.

Електромагнітна індукція лежить в основі роботи генераторів, трансформаторів, коливального контуру, електромагнітів тощо

Для кількісної оцінки самоіндукції провідника введено фізичну величину, яка називається індуктивністю. Індуктивність позначають літерою L . Фізична суть така: що для заданого контуру потік магнітної індукції пропорційний вектору індукції, а згідно законом Біо-Савара- Лапласа, вектор індукції пропорційний силі струму в контурі. Тому магнітний потік, обмежений контуром, пропорційний величині струму, тобто

Ф = LI де L - коефіцієнт пропорційності, який виражає індуктивність даного контуру.

Як бачимо, індуктивність контуру - це фізична величина, яка вимірюється магнітним потоком через площу, обмежену контуром, якщо в цьому контурі проходить одиничний струм і немає інших джерел магнітного поля

34. Перетворення енергії у коливальному контурі. Формула Томсона.

Магнітне поле, пов’язане з електричним струмом, характеризується певною енергією. Очевидно, мірою енергії магнітного поля струму буде робота струму розмикання. Елемент цієї роботи дорівнюватиме: dA = IE_C dt оскільки електрорушійна сила самоіндукції

Підставивши значення формули дістанимо dA= - LIdI Проінтегрувавши рівність (46.3), дістанемо A= - = А робота магнітного поля струму буде дорівнювати енергії магнітного поля струму, тобто формулу перепишемо так:

35. Вимушені електричні коливання. Змінний струм. Активний та реактивний опори.

Змінним струмом називають такий струм, який періодично змінюється за значенням і напрямом. Зазначимо, що характер зміни сили струму з часом у загальному випадку може бути різним Постійний електричний струм силою І при напрузі U має потужність IU. Миттєве і середнє значення потужності для постійного струму є однаковими. Інша картина є в колах змінного струму. В колі змінного струму крім активного опору завжди діють увімкненні послідовно індуктивність і ємність, які утворюють реактивний опір і зумовлюють зсув фаз між струмом і напругою. Пояснюється це тим, що в одних випадках потрібний активний опір (теплові прилади, навантажені електричні двигуни), а в інших - реактивний (електромагніти). В загальному випадку в колі змінного струму між коливаннями сили струму і напруги існує зсув фаз, який визначається параметрами кола. Нехай напруга на кінцях ділянки кола і сила струму в ньому відповідно дорівнюють

Q = DU + A. 4