Максимальная эдс индукции формула: Максимальное значение ЭДС индукции равно

§ 3.10. Закон электромагнитной индукции

Суть закона электромагнитной индукции, открытого английским физиком М. Фарадеем,

заключается в следующем: всякое изменение магнитного поля, в котором помещен проводник произвольной формы, вызывает в последнем появление ЭДС электромагнитной индукции.

Рассмотрим этот закон с количественной стороны при движении прямолинейного проводника в однородном магнитном поле (рис. 3.19).

Рис. 3.19. Схема индуцирования ЭДС в проводнике,

движущемся в однородном магнитном поле

Пусть проводник длиной l движется со скоростью v. Тогда на свободные электроны, движущиеся вместе с проводником, будет действовать сила Лоренца, направление которой определяется по правилу левой руки. Под действием этой силы электроны движутся вдоль проводника, что приводит к разделению зарядов: на конце А проводника накапливаются положительные заряды, на конце Б — отрицательные. Но при разделении зарядов возникает электрическое поле, препятствующее этому процессу. Когда силы поля уравновесят силу Лоренца, разделение прекратится. В процессе разделения зарядов силы Лоренца производят работу. Определим значение этой работы по отношению к единичному заряду, т. е. напряжение между точками А и Б. Поскольку поле сил Лоренца однородное, UAB=xЛl. Но xЛ=FЛ/q0=q0Bvsina/q0=Bv, так как в нашем случае a=p/2. В результате получим UAB= Bvl.

Это напряжение равно ЭДС электромагнитной индукции и в общем случае, когда a¹p/2,

выражается формулой

Направление ЭДС определяется по правилу правой руки: правую руку располагают так,

чтобы магнитные линии входили в ладонь, отогнутый под прямым углом большой палец совмещают с направлением скорости; тогда вытянутые четыре пальца покажут направление ЭДС.

Карточка № 3.10 (139).

Закон электромагнитной индукции

§ 3.11. ЭДС индукции в контуре

Рассмотрим движение замкнутого контура (рамки) в неоднородном магнитном поле (рис. 3.20). Рамка перемещается в плоскости, перпендикулярной магнитному полю, направленному от нас, и в сторонах 1 и 2 рамки наводятся ЭДС. В сторонах 3 и 4 продольные ЭДС не наводятся, поскольку они не пересекают силовых линий магнитного поля. ЭДС в стороне 1 больше ЭДС в стороне 2, так как магнитное поле справа интенсивней. Таким образом, результирующая ЭДС

e = E1 − E2 = B1lv − B2lv = (B1 − B2 )lv

При этом ν= a/ t; B1 al= Ф1 — приращение магнитного потока, пересекающего

котором созданное им магнитное поле направлено против основного поля. С учетом этого

выражение для е можно записать в виде

Таким образом, ЭДС, индуцируемая в контуре при изменении магнитного потока, проходящего сквозь поверхность, ограниченную этим контуром, равна скорости изменения потока, взятой с отрицательным знаком.

Эта формулировка закона электромагнитной индукции справедлива для контуров любой произвольной формы.

Если контур состоит из v последовательно соединенных витков и магнитный поток Ф для

Пример 3.6. Квадратная рамка с длиной сторон 15 см из медной проволоки, площадь сечения которой 10 мм2, перемещается с постоянной скоростью 1 м/с в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл (рис. 3.21). Определить в каждом из трех положений (1, 2 и 3) рамки значение и направление индуцированных ЭДС и тока в рамке.

Р е ш е н и е . ЭДС для положений 1 и 3 рамки рассчитаем согласно (3.14):

E1=E3=Bvl=1×1×0,15 = 0,15 В,

так как в магнитном поле находится только передняя или задняя сторона рамки. Направление ЭДС определим по правилу правой руки. ЭДС для положения 2 рамки, по

формула, краткое определение, описание явления

Автор Маргарита Малиновская На чтение 7 мин. Опубликовано 15.04.2020

Наука, изучающая поле, которое взаимодействует с электрически заряженными телами называется электродинамикой. Основным её утверждением является закон электромагнитной индукции Фарадея. Формула, описывающая его, была получена экспериментальным путём, а после уже доказана теоретически. При этом некоторые учёные считают, что правило в одном уравнении затрагивает сразу два природных явления.

Общие сведения

Упорядоченное движение элементарных частиц, обладающих зарядом, приводит к появлению электрического тока. Его существование приводит к возникновению электромагнитного поля. Майкл Фарадей, зная об этом эффекте, предположил, что возможна и обратная зависимость. А натолкнул его на эти мысли эксперимент датского учёного Эрстеда.

В 1820 году физик из Дании провёл интереснейший опыт. Он взял магнитную стрелку и поместил над ней узкий проводник. Как только был подан ток, стрелка развернулась почти перпендикулярно к проводящему материалу. Если же он изменял направление протекания электротока, то указатель разворачивался на 180 градусов. Аналогично себя вела стрелка и при размещении её над проводником. Объяснить этот эффект можно было лишь предположением, что при протекании тока возникает магнитное поле, линии которого направлены радиально.

Считается, что явление было открыто случайно. Эрстед вёл преподавательскую деятельность. И вот на одном из своих уроков он демонстрировал ученикам эксперимент по тепловому воздействию электротока. Во время опыта один из студентов обратил внимание, что стрелка лежащего рядом компаса начинает отклоняться. Эрстед после отрицал случайность открытия, заявляя, что знал о нём заранее. Этот опыт стал первым эмпирическим доказательством взаимосуществования электрических и магнитных полей.

Открытие Эрстеда завлекло Фарадея. Он загорелся желанием научиться превращать магнетизм в электричество. Почти десять лет учёный ставил различные опыты, но только в 1831 году он смог открыть явление, позже названное электромагнитной индукцией. Благодаря ей учёный мечтал создать нового типа источник тока.

В это же время независимо от Фарадея в Америке Генри Джозеф, создавая магниты, обнаружил явление, приводящее к созданию в проводнике электродвижущей силы (ЭДС) при изменении тока. Названо оно было самоиндукцией. Вместе с ней он наблюдал и взаимоиндукцию. Но учёный не успел опубликовать свои результаты, немногим раньше это сделал Фарадей. Генри оставалось только подтвердить полученные результаты.

Опыт Фарадея

Вначале XIX века пришёлся бум на открытия в области электричества и магнетизма. Установленные в это время законы служат базисами и в современных исследованиях. Так, одним из важных открытий стала взаимосвязь между магнитными и электрическими полями. Фарадею удалось сделать то, что не получилось у Эрстеда и Ампера. Он смог превратить магнетизм в электричество.

Для открытия своего закона учёному понадобилось подготовить:

• магнит;
• две проволочные катушки;
• гальванометр;
• источник тока.

Фарадей провёл два разных опыта. Для первого он собрал цепь, содержащую одну катушку. Вокруг неё он передвигал магнит и смотрел за поведением гальванометра. Физик наблюдал как при внесении намагниченного тела в катушку, стрелка в измерительном устройстве откланялась. При выведении же из проводника указатель изменял направление. Если же магнит оставался неподвижным, то гальванометр ток не обнаруживал.

Полученные результаты Фарадей назвал самонаводящимся электричеством. Эти наблюдения послужили началом зарождения такой науки, как электротехника. В работе всех современных электродвигателей лежит использование рассмотренного принципа.

Во втором эксперименте Фарадей использовал две катушки. К одной он подключил источник переменного тока, а ко второй измерительный прибор. При этом он опять же наблюдал ток, возникающий во вторичном проводнике. Фактически Фарадей сам того не зная изобрёл трансформатор.

Открытия позволили сформулировать определение, после названное именем учёного. Звучит закон Фарадея в современной трактовке так: когда поток вектора индукции, пронизывающий замкнутый, контур проводника, изменяется, то в замкнутой цепи возникает упорядоченное движение электрических зарядов. Другими словами, возникает ток. Природное же явление называют электромагнитной индукцией, а возникший ток — индукционным.

Описывается закон Фарадея формулой: E = — ΔФ / Δt. Как видно из выражения электродвижущая сила зависит от скорости, с которой изменяется магнитный поток. При этом знак минус показывает направление индукционного тока. Определяется он по правилу Лоренца. Таким образом, идея Фарадея описывает как двигательную ЭДС, так и трансформаторную, то есть генерируемую магнитной и электрической силами. Впервые на это обратил внимание Максвелл, который в своих трудах дал подробное физическое объяснение для каждого из этих двух явлений.

Закон Максвелла

В 1873 году Джон Максвелл теоретически изложил действие электромагнитного поля. Его уравнения составили основу для создания электротехники. Уравнения, полученные им устанавливают взаимосвязь магнитных явлений с электрическими и наоборот. Вместе с тем физик обнаружил, что значение распространения электромагнитной волны совпадает со скоростью света.

Физический смысл уравнений заключается в следующем:

• изменение электрического поля приводит к возникновению магнитного: Edl = -dФ/dt;
• если существует магнитное поле, то оно вызывает появление электрического: Hdl = -dN/dt.

В формулах: E — это напряжение электрополя на участке цепи; H — напряжённость; N — поток индукции; t — время. В том случае, когда контур замкнут при изменении магнитного потока возникает электродвижущая сила (ЭДС). Проявляется она в виде индукционного тока: I = e * i / R, где R — сопротивление цепи. Если контур будет незамкнутым, то в месте обрыва возникнет разность потенциалов.

Направление движения индукционного тока определяется по правилу Ленца. Формулироваться оно будет так: возникающее движение носителей зарядов направлено таким образом, чтобы магнитное поле противодействовало потоку им вызывающимся. На практике же сторону движения индукционного тока можно определить следующим образом:

• выяснить направление внешнего магнитного поля;
• узнать возрастает или спадает поток вектора магнитной индукции;
• используя правило Ленца, определить направление вектора;
• воспользовавшись методом правого винта найти направление индукционного тока в контуре.

Таким образом, если имеется N витков в контуре, то сила индукции равна: E = — N * (dФ / dt). Отсюда сила тока в цепи будет следующей: I = E / R. Если же длина проводника равна L, а скорость V, то в однородном постоянном поле электромагнитную индукцию (ЭМИ) можно найти как E = B * V * L * sin (a), где альфа-угол между векторами.

Кратко объяснить природу ЭДС самоиндукции можно так. Пусть имеется проводник длиной L вокруг которого изменяется магнитное поле со скоростью V. На заряд двигающийся под действием намагниченности оказывает влияние сила Лоренца: F = q * (E + v * B). Отрицательные заряды собираются возле одного края проводника, а некомпенсированные положительные у другого. В итоге возникает напряжение. Представляет оно собой ЭДС индукции (e * i). Найти её значение можно, определив работу, которая совершается силой Лоренца при движении заряда по проводнику: ei = A / q = F * L / q = B·V·L·sin (a).

Применение явления

Значение закона Фарадея трудно недооценить, понимая, в каких целях он используется на практике. Вся электрическая промышленность построена на реализации открытия учёного. Одним из устройств использующего принцип возникновения ЭДС за счёт движения замкнутого проводника в магнитном поле является электрический генератор.

Его работа заключается в том, что если постоянный магнит перемещать относительно контура, то возникнет электродвижущая сила. Соответственно подключив проводник к нагрузке, можно получить ток. А это значит, что механическая энергия превратится в электрическую. При этом различают два принципиально разных механизма работы:

1. Индуцированный — вращение магнита, вокруг не изменяющего своё положение проводника. В этом случае электрическое поле двигает заряды через проводник.
2. Двигательный — магнит неподвижен, а проводник вращается. Появляется сила Лоренца, и магнитное поле толкает заряды.

Второе, но не менее важное устройство, электродвигатель. По сути, это генератор работающий «задом наперёд». На заряд действует магнитная сила, вращающая диск в обратном направлении, определить которое можно по правилу левой руки. Если будут потери небольшие, например, связанные с трением или выделением тепла, то подключённый диск будет вращаться с такой скоростью, чтобы отношение dF / dt сравнялось с разностью потенциалов вызывающего ток.

На использовании ЭДС построена работа и трансформатора. Проходящий по первичным виткам переменный электрический ток приводит к возникновению магнитного поля. Последнее и наводит во вторичной обмотке электродвижущую силу. Если только концы катушки подключить к нагрузке, то через неё сразу же потечёт ток.

В СИ индуктивность измеряется в генри [Гн]. Величина магнитного потока пропорциональна току: Ф = L * I. Отсюда следует, что один генри равен отношению вебер на секунду [Вб / с], а он, в свою очередь, равняется вольту [В]. Напряжённость электрического поля принято выражать в амперах, делённых на метр [A / m].

схема, расчет, рисунок, как вычислить?

В разгар учебного года многим ученым деятелям требуется эдс формула для разных расчетов. Эксперименты, связанные с гальваническим элементом, так же нуждаются в информации об электродвижущей силе. Но для начинающих не так-то просто понять, что же это такое.

Формула нахождения эдс

Первым делом разберемся с определением. Что означает эта аббревиатура?

ЭДС или электродвижущая сила – это параметр характеризующий работу любых сил не электрической природы, работающих в цепях где сила тока как постоянного, так и переменного одинакова по всей длине. В сцепленном токопроводящем контуре ЭДС приравнивается работе данных сил по перемещению единого плюсового (положительного) заряда вдоль всего контура.

Ниже на рисунке представлена эдс формула.

Аст – означает работу сторонних сил в джоулях.

q – это переносимый заряд в кулонах.

Сторонние силы – это силы которые выполняют разделение зарядов в источнике и в итоге образуют на его полюсах разность потенциалов.

Для этой силы единицей измерения является вольт. Обозначается в формулах она буквой «E».

Только в момент отсутствия тока в батареи, электродвижущая си-а будет равна напряжению на полюсах.

ЭДС индукции:

ЭДС индукции в контуре, имеющем N витков:

При движении:

Электродвижущая сила индукции в контуре, крутящемся в магнитном поле со скоростью w:

Таблица значений

Простое объяснение электродвижущей силы

Предположим, что в нашей деревне имеется водонапорная башня. Она полностью наполнена водой. Будем думать, что это обычная батарейка. Башня — это батарейка!

Вся вода будет оказывать сильное давление на дно нашей башенки. Но сильным оно будет только тогда, когда это строение полностью наполнено H₂O.

В итоге чем меньше воды, тем слабее будет давление и напор струи будет меньше. Открыв кран, заметим, что каждую минуту дальность струи будет сокращаться.

В результате этого:

1. Напряжение – это сила с которой вода давит на дно. То есть давление.
2. Нулевое напряжение — это дно башни.

С батареей все аналогично.

Первым делом подключаем источник с энергией в цепь. И соответственно замыкаем ее. Например, вставляем батарею в фонарик и включаем его. Изначально заметим, что устройство горит ярко. Через некоторое время его яркость заметно понизится. То есть электродвижущая сила уменьшилась (вытекла если сравнивать с водой в башне).

Если брать в пример водонапорную башню, то ЭДС это насос качающие воду в башню постоянно. И она там никогда не заканчивается.

Эдс гальванического элемента – формула

Электродвижущую силу батарейки можно вычислить двумя способами:

• Выполнить расчет с применением уравнения Нернста. Нужно будет рассчитать электродные потенциалы каждого электрода, входящего в ГЭ. Затем вычислить ЭДС по формуле .
• Посчитать ЭДС формуле Нернста для суммарной ток образующей реакции, протекающей при работе ГЭ.

Таким образом вооружившись данными формулами рассчитать электродвижущую силу батарейки будет проще.

Где используются разные виды ЭДС?

1. Пьезоэлектрическая применяется при растяжении или сжатии материала. С помощью нее изготавливают кварцевые генераторы энергии и разные датчики.
2. Химическая используется в гальванических элементах и аккумуляторах.
3. Индукционная появляется в момент пересечения проводником магнитного поля. Ее свойства применяют в трансформаторах, электрических двигателях, генераторах.
4. Термоэлектрическая образуется в момент нагрева контактов разнотипных металлов. Свое применение она нашла в холодильных установках и термопарах.
5. Фото электрическая используется для продуцирования фотоэлементов.

Batareykaa.ru

StudyPort.Ru — Электромагнитная индукция

Страница 1 из 2

175. Соленоид диаметром d = 4 см, имеющий N = 500 витков, помещен в магнитное поле, индукция которого изменяется со скоростью 1 мТл/с. Ось соленоида составляет с вектором магнитной индукции угол а = 45 градусов. Определите ЭДС индукции, возникающую в соленоиде.

176. В магнитное поле, изменяющееся по закону В = В₀*cos(ω*t) (B₀ = 0,1 Тл, w = 4 c^-1), помещена квадратная рамка со стороной a = 50 см, причем нормаль к рамке образует с направлением поля угол α = 45 градусов. Определите ЭДС индукции, возникающую в рамке в момент времени t = 5 с.

177. Кольцо из алюминиевого провод (ρ = 26 нОм*м) помещено в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Диаметр кольца D = 30 см, диаметр провода d = 2 мм. Определите скорость изменения магнитного поля, если ток в кольце I = 1 А.

178. Плоскость проволочного витка площадь S = 100 см² и сопротивлением R = 5 Ом, находящего в однородном магнитном поле напряженность H = 10 кА/м, перпендикулярна линиям магнитной индукции. При повороте витка в магнитном поле отсчет гальванометра, замкнутого на виток, составляет 12,6 мкКл. Определите угол поворота витка.

179. В однородное магнитное поле с индукцией В = 0,3 Тл помещена прямоугольная рамка с подвижной стороной, длина которой l = 15 см. Определите ЭДС индукции, возникающей в рамке, если ее подвижная сторона перемещается перпендикулярно линиями магнитной индукции со скоростью v = 10 м/с.

180. Две гладкие замкнутые металлические шины, расстояние между которыми равно 30 см, со скользящей перемычкой, которая может двигаться без трения, находятся в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,1 Тл, перпендикулярном плоскости контура. Перемычка массой m = 5 г скользит вниз с постоянной скоростью v = 0,5 м/с. Определите сопротивление перемычки, пренебрегая самоиндукцией контура и сопротивлением остальной части контура.

181. В катушке длиной l = 0,5 м, диаметром d = 5 см и числом витков N = 1500 ток равномерно увеличивается на 0,2 А за одну секунду. На катушку надето кольцо из медной проволоки (ρ = 17 нОм*м) площадью сечения S_к = 3 мм². Определите силу тока в кольце.

182. Катушка диаметром d = 2 см, содержащая один слой плотно прилегающих друг к другу N =500 витков алюминиевого провода сечением S = 1 мм², помещена в магнитное поле. Ось катушки параллельна линиям индукции. Магнитная индукция поля равномерно изменяется со скоростью 1 мТл/с. Определите тепловую мощность, выделяющуюся в катушке, если концы замкнуты накоротко. Удельное сопротивление алюминия ρ = 26 нОм/м.

183. В однородном магнитном поле (B = 0,1 Тл) вращается с постоянной угловой скоростью ω = 50 с^-1 вокруг вертикальной оси стер длиной l = 0,4 м. Определите ЭДС индукции, возникающей в стержне, если ось вращения проходит через конец стержня параллельно линиям магнит индукции.

184. В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,02 Тл равномерно вращается вокруг вертикальной оси горизонтальный стержень длиной l = 0,5 м. Ось вращения проходит через конец стержня параллельно линиям магнитной индукции. Определите число оборотов в секунду, при котором на концах стержня возникает разность потенциалов U = 0,1 В.

185. В однородном магнитном поле (В = 0,2 Тл) равномерно с частотой n = 600 мин^-1 вращается рамка, содержащая N = 1200 витков, плотно прилегающих друг к другу. Площадь рамки S = 100 см². Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям магнитной индукции. Определите максимальную ЭДС, индуцируемую в рамке.

186. Магнитная индукция B поля между полюсами двухполюсного генератора равна 1 Тл. Ротор имеет 140 витков (площадь каждого витка S = 500 см²). Определите частоту вращения якоря, если максимальное значение ЭДС индукции равно 220 В.

187. В однородном магнитном поле (B = 0,2 Тл) равномерно вращается прямоугольная рамка, содержащая N = 200 витков, плотно прилегающих друг к другу. Площадь рамки S = 100 см². Определите частоту вращения рамки, если максимальная ЭДС, индуцируемая в ней, ε_max = 12,6 В

188. В однородном магнитном поле равномерно вращается прямоугольная рамка с частотой n = 600 мин^-1. Амплитуда индуцируемой ЭДС ε₀ = 3 В. Определите максимальный магнитный поток через рамку.

189. Катушка длиной l = 50 см и диаметром d = 5 см содержит N = 200 витков. По катушке течет ток I = 1 А. Определите: 1) индуктивность катушки; 2) магнитный поток, пронизывающий площадь ее поперечного сечения.

190. Длинный соленоид индуктивностью L = 4 мГн содержит N = 600 витков. Площадь поперечного сечения соленоида S = 20 см². Определите магнитную индукцию поля внутри соленоида, если сила тока, протекающего по его обмотке, равна 6 А.

191. Две длинные катушки намотаны на общий сердечник, причем индуктивности этих катушек L₁ = 0,64 Гн и L₂ = 0,04 Гн. Определите, во сколько раз число витков первой катушки больше, чем второй.

192. Определите, сколько витков проволоки, вплотную прилегающих друг к другу, диаметром d = 0,5 мм с изоляцией ничтожной толщины надо намотать на картонный цилиндр диаметром D = 1,5 см, чтобы получить однослойную катушку индуктивностью L = 100 мкГн?

193. Определите индуктивность соленоида длиной l и сопротивлением R, если обмоткой соленоида является проволока массой m (принять плотность проволоки и ее удельное сопротивление соответственно за ρи ρ’).

194. Сверхпроводящий соленоид длиной l = 10 см и площадью поперечного сечения S = 3 см², содержащий N = 1000 витков, может быть подключен к источнику ЭДС ε = 12 В. Определите силу тока через 0,01 с после замыкания ключа.

195. Через катушку, индуктивность L которой равна 200 мГн, проте ток, изменяющийся по закону I = 2cos(3*t). Определите: 1) за изменения ЭДС самоиндукции; 2) максимальное значение ЭДС самоин.

Магнитный поток и электромагнитная индукция: физические формулы

Если проводник замкнут, то есть является контуром, то в нем появляется ток индукции. Явление было открыто в 1831 г. М. Фарадеем.

Основной закон электромагнитной индукции

Основной формулой, при помощи которой определяют ЭДС индукции (), является закон Фарадея – Максвелла, больше известный как основной закон электромагнитной индукции (или закон Фарадея).

В соответствии с данным законом, электродвижущая сила индукции в контуре, находящемся в переменном магнитном поле, равна по модулю и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока () через поверхность, которую ограничивает рассматриваемый контур:

где – скорость изменения магнитного потока. Полная производная присутствующая в формуле (1) охватывает весь спектр причин изменения магнитного потока через поверхность контура. Знак минус в формуле (1) отвечает правилу Ленца. В виде (1) формула ЭДС записана для международной системы единиц (СИ), в других системах вид закона может отличаться.

При равномерном изменении магнитного потока основной закон электромагнитной индукции записывают как:

Формулы ЭДС индукции для частных случаев

• ЭДС индукции для контура имеющего N витков, находящегося в переменном магнитном поле можно найти как:
•    
• где – потокосцепление.
• Если прямолинейный проводник движется в однородном магнитном поле, то в нем появляется ЭДС индукции, равная:
•    
• где v – скорость движения проводника; l – длина проводника; B – модуль вектора магнитной индукции поля; .
• Разность потенциалов (U) на концах прямого проводника, движущегося в однородном магнитном поле с постоянной скоростью будет равна:
•    
• где – угол между направлениями векторов и .
• При вращении плоского контура с постоянной скоростью в однородном магнитном поле вокруг оси, которая лежит в плоскости контура в нем появляется ЭДС индукции, которую можно вычислить как:
•    

где S – площадь, которую ограничивает виток; – поток самоиндукции витка; — угловая скорость; () – угол поворота контура. Необходимо заметить, что формула (5) применима, в случае, если ось вращения составляет прямой угол с направлением вектора внешнего магнитного поля .

1. Если вращающаяся рамка обладает N витками, при этом самоиндукцией рассматриваемой системы можно пренебречь, то:
2.    
3. Если проводник неподвижен в переменном магнитном поле, то ЭДС индукции можно найти как:
4.    

Примеры решения задач по теме «Электромагнитная индукция»

Источник: http://ru.solverbook.com/spravochnik/formuly-po-fizike/formuly-elektromagnitnoj-indukcii/

Электромагнитная индукция. Магнитный поток — Класс!ная физика

«Физика — 11 класс»

Электромагнитная индукция

Английский физик Майкл Фарадей был уверен в единой природе электрических и магнитных явлений. Изменяющееся во времени магнитное поле порождает электрическое поле, а изменяющееся электрическое поле — магнитное.

• В 1831 году Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, легшее в основу устройства генераторов, превращающих механическую энергию в энергию электрического тока.
• Явление электромагнитной индукции
• Явление электромагнитной индукции — это возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.
• Для своих многочисленных опытов Фарадей использовал две катушки, магнит, выключатель, источник постоянного тока и гальванометр.

Электрический ток способен намагнитить кусок железа. Не может ли магнит вызвать появление электрического тока?

В результате опытов Фарадей установил главные особенности явления электромагнитной индукции:

1). индукционный ток возникает в одной из катушек в момент замыкания или размыкания электрической цепи другой катушки, неподвижной относительно первой.

2). индукционный ток возникает при изменении силы тока в одной из катушек с помощью реостата 3). индукционный ток возникает при движении катушек относительно друг друга 4). индукционный ток возникает при движении постоянного магнита относительно катушки

Вывод:

В замкнутом проводящем контуре возникает ток при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром. И чем быстрее меняется число линий магнитной индукции, тем больше возникающий индукционный ток.

При этом не важно. что является причиной изменения числа линий магнитной индукции. Это может быть и изменение числа линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную неподвижным проводящим контуром, вследствие изменения силы тока в соседней катушке,

и изменение числа линий индукции вследствие движения контура в неоднородном магнитном поле, густота линий которого меняется в пространстве, и т.д.

Магнитный поток — это характеристика магнитного поля, которая зависит от вектора магнитной индукции во всех точках поверхности, ограниченной плоским замкнутым контуром.

Есть плоский замкнутый проводник (контур), ограничивающий поверхность площадью S и помещенный в однородное магнитное поле. Нормаль (вектор, модуль которого равен единице) к плоскости проводника составляет угол α с направлением вектора магнитной индукции .

1. Магнитным потоком Ф (потоком вектора магнитной индукции) через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь S и косинус угла α между векторами и :
2. Ф = BScos α
3. где Вcos α = Вn — проекция вектора магнитной индукции на нормаль к плоскости контура. Поэтому
4. Ф = BnS
5. Магнитный поток тем больше, чем больше Вn и S.
6. Магнитный поток зависит от ориентации поверхности, которую пронизывает магнитное поле.
7. Магнитный поток графически можно истолковать как величину, пропорциональную числу линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью S.

Единицей магнитного потока является вебер. Магнитный поток в 1 вебер (1 Вб) создается однородным магнитным полем с индукцией 1 Тл через поверхность площадью 1 м2, расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции.

Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Следующая страница «Направление индукционного тока. Правило Ленца» Назад в раздел «Физика — 11 класс, учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин»

Электромагнитная индукция. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

Электромагнитная индукция. Магнитный поток — Направление индукционного тока. Правило Ленца — Закон электромагнитной индукции — ЭДС индукции в движущихся проводниках. Электродинамический микрофон — Вихревое электрическое поле — Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля тока — Электромагнитное поле — Примеры решения задач — Краткие итоги главы

Источник: http://class-fizika.ru/11_7.html

Магнитный поток (Ерюткин Е.С.). Видеоурок. Физика 9 Класс

Продолжая изучение темы «Электромагнитная индукция» давайте  подробнее остановиться на таком понятии, как магнитный поток.

Вы уже знаете, как обнаружить явление электромагнитной индукции — если замкнутый проводник пересекают магнитные линии, в этом проводнике возникает электрический ток. Такой ток называется индукционным.

• Теперь давайте обсудим, за счет чего образуется этот электрический ток и что является главным для того, чтобы этот ток появился.
• Прежде всего, обратимся к опыту Фарадея и посмотрим еще раз на его важные особенности.
• Итак, у нас в наличии есть амперметр, катушка с большим числом витков, которая накоротко прикреплена к этому амперметру.

Берем магнит, и точно так же, как на предыдущем уроке, опускаем этот магнит внутрь катушки. Стрелка отклоняется, то есть в данной цепи существует электрический ток.

Рис. 1. Опыт по обнаружению индукционного тока

А вот когда магнит находится внутри катушки электрического тока в цепи нет. Но стоит только попытаться этот магнит достать из катушки, как в цепи вновь появляется электрический ток, но направление этого тока изменяется на противоположное.

Обратите внимание также на то, что значение электрического тока, который протекает в цепи, зависит еще и от свойств самого магнита. Если взять другой магнит и проделать тот же эксперимент, значение тока существенно меняется, в данном случае ток становится меньше.

Проведя эксперименты, можно сделать вывод о том, что электрический ток, который возникает в замкнутом проводнике (в катушке), связан с магнитным полем постоянного магнита.

Иными словами, электрический ток зависит от какой-то характеристики магнитного поля. А мы уже ввели такую характеристику — магнитная индукция.

Напомним, что магнитная индукция обозначается буквой , это — векторная величина. И измеряется магнитная индукция в теслах.

1. [Tл] — Тесла — в честь европейского и американского ученого Николы Тесла.
2. Магнитная индукция характеризует действие магнитного поля на проводник с током, помещенный в это поле.
3. Но, когда мы говорим об электрическом токе, то должны понимать, что электрический ток, и это вы знаете из 8 класса, возникает под действием электрического поля.

Следовательно, можно сделать вывод о том, что электрический индукционный ток появляется за счет электрического поля, который в свою очередь образуется в результате действия магнитного поля. И такая взаимосвязь как раз осуществляется за счет магнитного потока.

Что же такое магнитный поток?

Магнитный поток обозначается буквой Ф и выражается в таких единицах, как вебер, и обозначается [Bб].

Магнитный поток можно сравнить с потоком жидкости, протекающей через ограниченную поверхность. Если взять трубу, и в этой трубе протекает жидкость, то, соответственно, через площадь сечения трубы будет протекать определенный поток воды.

Магнитный поток по такой аналогии характеризует, какое количество магнитных линий будет проходить через ограниченный контур. Этот контур это и есть площадка, ограниченная проволочным витком или, может быть, какой-либо другой формой, при этом обязательно эта площадь — ограниченная.

Рис. 2. В первом случае магнитный поток максимален. Во втором случае – равен нулю.

На рисунке изображены два витка. Один виток – это проволочный виток, через который проходят линии магнитной индукции. Как видите, этих линий здесь изображено четыре.

Если бы их было гораздо больше, то мы бы говорили, что магнитный поток будет большой.

Если бы этих линий было меньше, например, мы бы нарисовали одну линию, то тогда бы мы могли сказать, что магнитный поток достаточно мал, он небольшой.

И еще один случай: тогда, когда виток располагается таким образом, что через его площадь не проходят магнитные линии. Такое впечатление, что линии магнитной индукции скользят по поверхности. В этом случае можно сказать, что магнитный поток отсутствует, т.е. нет линий, которые пронизывали бы поверхность этого контура.

Магнитный поток характеризует весь магнит в целом (либо другой источник магнитного поля). Если магнитная индукция характеризует действие в какой-то одной точке, то магнитный поток – весь магнит целиком.

Можно сказать о том, что магнитный поток – это вторая очень важная характеристика магнитного поля.

Если магнитную индукцию называют силовой характеристикой магнитного поля, то магнитный поток – это энергетическая характеристика магнитного поля.

Вернувшись к экспериментам, можно сказать о том, что каждый виток катушки можно представить как отдельный замкнутый виток. Тот самый контур, через который и будет проходить магнитный поток вектора магнитной индукции. В этом случае будет наблюдаться индукционный электрический ток.

Т.о., именно под действием магнитного потока создается электрическое поле в замкнутом проводнике. А уже это электрическое поле создает не что иное, как электрический ток.

Давайте посмотрим еще раз на эксперимент, и теперь, уже зная, что существует магнитный поток, посмотрим на связь магнитного потока и значение индукционного электрического тока.

Возьмем магнит и достаточно медленно пропустим его через катушку. Значение электрического тока меняется очень незначительно.

Если же попытаться вытащить магнит быстро, то значение электрического тока будет больше, чем в первом случае.

В данном случае роль играет скорость изменения магнитного потока. Если изменение скорости магнита будет достаточно большим, значит, и индукционный ток тоже будет значительным.

В результате такого рода экспериментов были выявлены следующие закономерности.

Рис. 3. От чего зависят магнитный поток и индукционный ток

1. Магнитный поток пропорционален магнитной индукции.

2. Магнитный поток прямо пропорционален площади поверхности контура, через который проходят линии магнитной индукции.

3. И третье — зависимость магнитного потока от угла расположения контура. Мы уже обращали внимание на то, что, если площадь контура тем или иным образом, это оказывает влияние на наличие и величину магнитного потока.

• Таким образом, можно сказать, что сила индукционного тока прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока.
• I~
• ∆Ф – это изменение магнитного потока.
• ∆t – это время, в течение которого изменяется магнитный поток.
• Отношение – это как раз и есть скорость изменения магнитного потока.
• Исходя из этой зависимости, можно сделать вывод, что, например, индукционный ток может быть создан и достаточно слабым магнитом, но при этом скорость движения этого магнита должна быть очень большой.

Первым человеком, который этот закон получил, был английский ученый М. Фарадей. Понятие магнитного потока позволяет глубже взглянуть на единую природу электрических и магнитных явлений.

Список дополнительной литературы:

Элементарный учебник физики. Под ред. Г.С. Ландсберга, Т. 2. М., 1974 Яворский Б.М., Пинский А.А., Основы физики, т.2., М. Физматлит., 2003 А так ли хорошо знакомы вам потоки?// Квант. — 2009. — № 3. — С. 32-33. Аксенович Л. А.

Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C.

344.

Источник: https://interneturok.ru/lesson/physics/9-klass/elektromagnitnye-yavleniya/magnitnyy-potok-2

Электромагнитная индукция. | Объединение учителей Санкт-Петербурга

Источник: https://www.eduspb.com/node/1776

Магнитный поток

Субботин Б.П.

На
картинке показано однородное магнитное
поле. Однородное означает одинаковое
во всех точках в данном объеме. В поле
помещена поверхность с площадью S. Линии
поля пересекают поверхность.

• Определение
  магнитного потока:
• Магнитным
  потоком Ф через поверхность S называют
  количество линий вектора магнитной
  индукции B, проходящих через поверхность
  S.
• Формула
  магнитного потока:
• Ф
  = BS cos α
• здесь
  α — угол между направлением вектора
  магнитной индукции B и нормалью к
  поверхности S.

Из
формулы магнитного потока видно, что
максимальным магнитный поток будет при
cos α = 1, а это случится, когда вектор B
параллелен нормали к поверхности S.
Минимальным магнитный поток будет при
cos α = 0, это будет, когда вектор B
перпендикулярен нормали к поверхности
S, ведь в этом случае линии вектора B
будут скользить по поверхности S, не
пересекая её.

А
по определению магнитного потока
учитываются только те линии вектора
магнитной индукции, которые пересекают
данную поверхность.

Измеряется
магнитный поток в веберах (вольт-секундах):
1 вб = 1 в * с. Кроме того, для измерения
магнитного потока применяют максвелл:
1 вб = 108 мкс.
Соответственно 1 мкс = 10-8 вб.

Магнитный
поток является скалярной величиной.

ЭНЕРГИЯ
МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТОКА

Вокруг
проводника с током существует магнитное
поле, которое обладает энергией.
Откуда
она берется? Источник тока, включенный
в эл.цепь, обладает запасом энергии.
В
момент замыкания эл.цепи источник тока
расходует часть своей энергии на
преодоление действия возникающей ЭДС
самоиндукции.

Эта часть энергии,
называемая собственной энергией тока,
и идет на образование магнитного
поля. Энергия магнитного поля
равна собственной
энергии тока.

Собственная
энергия тока численно равна работе,
которую должен совершить источник тока
для преодоления ЭДС самоиндукции, чтобы
создать ток в цепи.

Энергия
магнитного поля, созданного током, прямо
пропорциональна квадрату силы тока.
Куда
пропадает энергия магнитного поля после
прекращения тока? — выделяется ( при
размыкании цепи с достаточно большой
силой тока возможно возникновение искры
или дуги)

4.1. Закон электромагнитной индукции. Самоиндукция. Индуктивность

Основные
формулы

·            Закон
электромагнитной индукции (закон
Фарадея):

где – эдс индукции;–
полный магнитный поток (потокосцепление).

·            Магнитный
поток, создаваемый током в контуре,

где  –
индуктивность контура;–
сила тока.

·            Закон
Фарадея применительно к самоиндукции

·            Эдс индукции, возникающая при
вращении рамки с током в магнитном поле,

где –
индукция магнитного поля;–
площадь рамки;–
угловая скорость вращения.

·            Индуктивность
соленоида

где –
магнитная постоянная;

png» width=»19″>–
магнитная проницаемость вещества;–
число витков соленоида;

png» width=»17″>–
площадь сечения витка;–
длина соленоида.

·            Сила
тока при размыкании цепи

где –
установившаяся в цепи сила тока;

png» width=»17″>–
индуктивность контура,–
сопротивление контура;

png» width=»11″>–
время размыкания.

·            Сила
тока при замыкании цепи

·            Время
релаксации

Примеры
решения задач

Пример
1.

Магнитное
поле изменяется по закону ,
где=
15 мТл,.

 В
магнитное поле помещен круговой
проводящий виток радиусом = 20
см под угломк
направлению поля (в начальный момент
времени).

Найти эдс индукции, возникающую в
витке в момент времени=
5 с.

Решение

По
закону электромагнитной индукции возникающая в
витке эдс индукции ,
где–
 магнитный поток, сцепленный в витке.

где –
площадь витка,;

png» width=»19″>– угол
между направлением вектора магнитной
индукциии
нормалью к контуру:

png» width=»159″>.

Подставим
числовые значения: =
15 мТл,,= 20
см =   = 0,2 м,.

По
закону Фарадея ,
 где

png» width=»120″>,
тогда,
но

png» width=»58″>,
поэтому.

Знак
«–» показывает, что эдс индукции
и индукционный ток направлены против
часовой стрелки.

САМОИНДУКЦИЯ

Каждый
проводник, по которому протекает эл.ток,
находится в собственном магнитном поле.

При
изменении силы тока в проводнике меняется
м.поле, т.е. изменяется магнитный поток,
создаваемый этим током. Изменение
магнитного потока ведет в возникновению
вихревого эл.

поля и в цепи появляется
ЭДС индукции.  Это
явление называется самоиндукцией.Самоиндукция —
явление возникновения ЭДС индукции в
эл.цепи в результате изменения силы
тока.

Возникающая при этом ЭДС
называется ЭДС
самоиндукции

Проявление
явления самоиндукции

Замыкание
цепи При
замыкании в эл.

цепи нарастает ток, что
вызывает в катушке увеличение магнитного
потока, возникает вихревое эл.поле,
направленное против тока, т.е.

в катушке
возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая
нарастанию тока в цепи ( вихревое поле
тормозит электроны).
В результатеЛ1
загорается позже, чем
Л2.

Размыкание
цепи При
размыкании эл.цепи ток убывает, возникает
уменьшение м.потока в катушке, возникает
вихревое эл.поле, направленное как ток
( стремящееся сохранить прежнюю силу
тока) , т.е.

в катушке возникает ЭДС
самоиндукции, поддерживающая ток в
цепи.
В результате Л при выключении ярко
вспыхивает. Вывод в
электротехнике явление самоиндукции
проявляется при замыкании цепи (эл.ток
нарастает постепенно) и при размыкании
цепи (эл.ток пропадает не сразу).

ИНДУКТИВНОСТЬ

Единицы
измерения индуктивности в
системе СИ:

Индуктивность
катушки зависит от:
числа витков,
размеров и формы катушки и от относительной
магнитной проницаемости среды 
(
возможен сердечник).

ЭДС
САМОИНДУКЦИИ

ЭДС
самоиндукции препятствует нарастанию
силы тока при включении цепи и убыванию
силы тока при размыкании цепи.

Для
характеристики намагниченности вещества
в магнитном поле используетсямагнитный
момент (Рм). Он
численно равен механическому моменту,
испытываемому веществом в магнитном
поле с индукцией в 1 Тл.

1. Магнитный
   момент единицы объема вещества
   характеризует его намагниченность
   — I,
   определяется по формуле:
2. I= Рм /V,
   (2.4)
3. где V —
   объем вещества.
4. Намагниченность
   в системе СИ измеряется, как и напряженность,
   в А/м,
   величина векторная.
5. Магнитные
   свойства веществ характеризуются объемной
   магнитной восприимчивостью — cо , величина
   безразмерная.

Если
какое-либо тело поместить в магнитное
поле с индукцией В,
то происходит его намагничивание.
Вследствие этого тело создает свое
собственное магнитное поле с индукцией В‘,
которое взаимодействует с намагничивающим
полем.

• В
  этом случае вектор индукции в среде (В)будет
  слагаться из векторов:
• В
  = В +
  В‘(знак
  вектора опущен), (2.5)
• где В‘ —индукция
  собственного магнитного поля
  намагнитившегося вещества.
• Индукция
  собственного поля определяется магнитными
  свойствами вещества, которые характеризуются
  объемной магнитной восприимчивостью
  — cо,
  справедливо выражение:В‘ = cо В0 (2.6)
• Разделим
  на m0 выражение
  (2.6):
• В‘/
  mо= cо В0 /m
• Получим: Н‘ = cо Н , (2.7)

но Н‘ определяет
намагниченность вещества I,
т.е. Н‘ = I,
тогда из (2.7):

I
= cоН.
(2.8)

Таким
образом, если вещество находится во
внешнем магнитном поле с напряженностьюН,
то внутри него индукция определяется
выражением:

В=В +
В‘ =
mН +mН‘ =
m0 (Н +
I) (2.9)

Последнее
выражение строго справедливо, когда
сердечник (вещество) находится полностью
во внешнем однородном магнитном поле
(замкнутый тор, бесконечно длинный
соленоид и т.д.).

Источник: https://studfile.net/preview/5582906/page:11/

Магнетизм — Физика — Теория, тесты, формулы и задачи — Обучение Физике, Онлайн подготовка к ЦТ и ЕГЭ

Основные теоретические сведения

Сила Ампера

К оглавлению…

Заряженные тела способны создавать кроме электрического еще один вид поля. Если заряды движутся, то в пространстве вокруг них создается особый вид материи, называемый магнитным полем.

Следовательно, электрический ток, представляющий собой упорядоченное движение зарядов, тоже создает магнитное поле. Как и электрическое поле, магнитное поле не ограничено в пространстве, распространяется очень быстро, но все же с конечной скоростью.

Его можно обнаружить только по действию на движущиеся заряженные тела (и, как следствие, токи).

Для описания магнитного поля необходимо ввести силовую характеристику поля, аналогичную вектору напряженности E электрического поля. Такой характеристикой является вектор B магнитной индукции.

В системе единиц СИ за единицу магнитной индукции принят 1 Тесла (Тл).

 Если в магнитное поле с индукцией B поместить проводник длиной l с током I, то на него будет действовать сила, называемая силой Ампера, которая вычисляется по формуле:

где: В – индукция магнитного поля, I – сила тока в проводнике, l – его длина. Сила Ампера направлена перпендикулярно вектору магнитной индукции и направлению тока, текущего по проводнику. 

Для определения направления силы Ампера обычно используют правило «Левой руки»: если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь, а вытянутые пальцы были направлены вдоль тока, то отведенный большой палец укажет направление силы Ампера, действующей на проводник (см. рисунок).

Если угол α между направлениями вектора магнитной индукции и тока в проводнике отличен от 90°, то для определения направления силы Ампера надо взять составляющую магнитного поля, которая перпендикулярна направлению тока. Решать задачи этой темы нужно так же как и в динамике или статике, т.е. расписав силы по осям координат или складывая силы по правилам сложения векторов.

Момент сил, действующих на рамку с током

Пусть рамка с током находится в магнитном поле, причём плоскость рамки перпендикулярна полю. Силы Ампера будут сжимать рамку, а их равнодействующая будет равна нулю.

Если поменять направление тока, то силы Ампера поменяют своё направление, и рамка будет не сжиматься, а растягиваться. Если линии магнитной индукции лежат в плоскости рамки, то возникает вращательный момент сил Ампера.

Вращательный момент сил Ампера равен:

где: S — площадь рамки, α — угол между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции (нормаль — вектор, перпендикулярный плоскости рамки), N – количество витков, B – индукция магнитного поля, I – сила тока в рамке.

Сила Лоренца

К оглавлению…

Сила Ампера, действующая на отрезок проводника длиной Δl с силой тока I, находящийся в магнитном поле B может быть выражена через силы, действующие на отдельные носители заряда. Эти силы называют силами Лоренца. Сила Лоренца, действующая на частицу с зарядом q в магнитном поле B, двигающуюся со скоростью v, вычисляется по следующей формуле:

Угол α в этом выражении равен углу между скоростью и вектором магнитной индукции. Направление силы Лоренца, действующей на положительно заряженную частицу, так же, как и направление силы Ампера, может быть найдено по правилу левой руки или по правилу буравчика (как и сила Ампера).

Вектор магнитной индукции нужно мысленно воткнуть в ладонь левой руки, четыре сомкнутых пальца направить по скорости движения заряженной частицы, а отогнутый большой палец покажет направление силы Лоренца.

Если частица имеет отрицательный заряд, то направление силы Лоренца, найденное по правилу левой руки, надо будет заменить на противоположное.

Сила Лоренца направлена перпендикулярно векторам скорости и индукции магнитного поля. При движении заряженной частицы в магнитном поле сила Лоренца работы не совершает. Поэтому модуль вектора скорости при движении частицы не изменяется.

Если заряженная частица движется в однородном магнитном поле под действием силы Лоренца, а ее скорость лежит в плоскости, перпендикулярной вектору индукции магнитного поля, то частица будет двигаться по окружности, радиус которой можно вычислить по следующей формуле:

Сила Лоренца в этом случае играет роль центростремительной силы. Период обращения частицы в однородном магнитном поле равен:

Последнее выражение показывает, что для заряженных частиц заданной массы m период обращения (а значит и частота, и угловая скорость) не зависит от скорости (следовательно, и от кинетической энергии) и радиуса траектории R.

Теория о магнитном поле

К оглавлению…

Магнитное взаимодействие токов

Если по двум параллельным проводам идёт ток в одном направлении, то они притягиваются; если в противоположных направлениях, то отталкиваются. Закономерности этого явления были экспериментально установлены Ампером.

 Взаимодействие токов вызывается их магнитными полями: магнитное поле одного тока действует силой Ампера на другой ток и наоборот.

 Опыты показали, что модуль силы, действующей на отрезок длиной Δl каждого из проводников, прямо пропорционален силам тока I1 и I2 в проводниках, длине отрезка Δl и обратно пропорционален расстоянию R между ними:

где: μ0 – постоянная величина, которую называют магнитной постоянной. Введение магнитной постоянной в СИ упрощает запись ряда формул. Ее численное значение равно:

μ0 = 4π·10–7 H/A2 ≈ 1,26·10–6 H/A2.

Сравнивая приведенное только что выражение для силы взаимодействия двух проводников с током и выражение для силы Ампера нетрудно получить выражение для индукции магнитного поля создаваемого каждым из прямолинейных проводников с током на расстоянии R от него:

где: μ – магнитная проницаемость вещества (об этом чуть ниже). Если ток протекает по круговому витку, то в центре витка индукция магнитного поля определяется по формуле:

Силовыми линиями магнитного поля называют линии, по касательным к которым располагаются магнитные стрелки. Магнитной стрелкой называют длинный и тонкий магнит, его полюса точечны. Подвешенная на нити магнитная стрелка всегда поворачивается в одну сторону. При этом один её конец направлен в сторону севера, второй — на юг.

Отсюда название полюсов: северный (N) и южный (S). Магниты всегда имеют два полюса: северный (обозначается синим цветом или буквой N) и южный (красным цветом или буквой S). Магниты взаимодействуют так же, как и заряды: одноименные полюса отталкиваются, а разноименные – притягиваются. Невозможно получить магнит с одним полюсом.

Даже если магнит разломать, то у каждой части будет по два разных полюса.

Вектор магнитной индукции

Вектор магнитной индукции — векторная физическая величина, являющаяся характеристикой магнитного поля, численно равная силе, действующей на элемент тока в 1 А и длиной 1 м, если направление силовой линии перпендикулярно проводнику. Обозначается В, единица измерения — 1 Тесла. 1 Тл — очень большая величина, поэтому в реальных магнитных полях магнитную индукцию измеряют в мТл.

Вектор магнитной индукции направлен по касательной к силовым линиям, т.е. совпадает с направлением северного полюса магнитной стрелки, помещённой в данное магнитное поле. Направление вектора магнитной индукции не совпадает с направлением силы, действующей на проводник, поэтому силовые линии магнитного поля, строго говоря, силовыми не являются.

Силовая линия магнитного поля постоянных магнитов направлена по отношению к самим магнитам так, как показано на рисунке:

В случае магнитного поля электрического тока для определения направления силовых линий используют правило «Правой руки»: если взять проводник в правую руку так, чтобы большой палец был направлен по току, то четыре пальца, обхватывающие проводник, показывают направление силовых линий вокруг проводника:

В случае прямого тока линии магнитной индукции — окружности, плоскости которых перпендикулярны току. Вектора магнитной индукции направлены по касательной к окружности.

Соленоид — намотанный на цилиндрическую поверхность проводник, по которому течёт электрический ток I. Магнитное поле соленоида подобно полю прямого постоянного магнита. Внутри соленоида длиной l и количеством витков N создается однородное магнитное поле с индукцией (его направление также определяется правилом правой руки):

Линии магнитного поля имеют вид замкнутых линий — это общее свойство всех магнитных линий. Такое поле называют вихревым. В случае постоянных магнитов линии не оканчиваются на поверхности, а проникают внутрь магнита и замыкаются внутри. Это различие электрического и магнитного полей объясняется тем, что, в отличие от электрических, магнитных зарядов не существует.

Магнитные свойства вещества

Все вещества обладают магнитными свойствами. Магнитные свойства вещества характеризуются относительной магнитной проницаемостью μ, для которой верно следующее:

Данная формула выражает соответствие вектора магнитной индукции поля в вакууме и в данной среде. В отличие от электрического, при магнитном взаимодействии в среде можно наблюдать и усиление, и ослабление взаимодействия по сравнению с вакуумом, у которого магнитная проницаемость μ = 1.

У диамагнетиков магнитная проницаемость μ немного меньше единицы. Примеры: вода, азот, серебро, медь, золото. Эти вещества несколько ослабляют магнитное поле. Парамагнетики — кислород, платина, магний — несколько усиливают поле, имея μ немного больше единицы.

У ферромагнетиков — железо, никель, кобальт — μ >> 1. Например, у железа μ ≈ 25000.

Магнитный поток. Электромагнитная индукция

К оглавлению…

Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М.Фарадеем в 1831 году. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур. Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину:

где: B – модуль вектора магнитной индукции, α – угол между вектором магнитной индукции B и нормалью (перпендикуляром) к плоскости контура, S – площадь контура, N – количество витком в контуре. Единица магнитного потока в системе СИ называется Вебером (Вб).

• Фарадей экспериментально установил, что при изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции εинд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:
• Изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, может происходить по двум возможным причинам.

1. Магнитный поток изменяется вследствие перемещения контура или его частей в постоянном во времени магнитном поле. Это случай, когда проводники, а вместе с ними и свободные носители заряда, движутся в магнитном поле. Возникновение ЭДС индукции объясняется действием силы Лоренца на свободные заряды в движущихся проводниках. Сила Лоренца играет в этом случае роль сторонней силы.
2. Вторая причина изменения магнитного потока, пронизывающего контур, – изменение во времени магнитного поля при неподвижном контуре.

При решении задач важно сразу определить за счет чего меняется магнитный поток. Возможно три варианта:

1. Меняется магнитное поле.
2. Меняется площадь контура.
3. Меняется ориентация рамки относительно поля.

При этом при решении задач обычно считают ЭДС по модулю. Обратим внимание также внимание на один частный случай, в котором происходит явление электромагнитной индукции. Итак, максимальное значение ЭДС индукции в контуре состоящем из N витков, площадью S, вращающемся с угловой скоростью ω в магнитном поле с индукцией В:

Движение проводника в магнитном поле

К оглавлению…

При движении проводника длиной l в магнитном поле B со скоростью v на его концах возникает разность потенциалов, вызванная действием силы Лоренца на свободные электроны в проводнике. Эту разность потенциалов (строго говоря, ЭДС) находят по формуле:

где: α — угол, который измеряется между направлением скорости и вектора магнитной индукции. В неподвижных частях контура ЭДС не возникает.

Если стержень длиной L вращается в магнитном поле В вокруг одного из своих концов с угловой скоростью ω, то на его концах возникнет разность потенциалов (ЭДС), которую можно рассчитать по формуле:

Индуктивность. Самоиндукция. Энергия магнитного поля

К оглавлению…

Самоиндукция является важным частным случаем электромагнитной индукции, когда изменяющийся магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции, создается током в самом контуре.

Если ток в рассматриваемом контуре по каким-то причинам изменяется, то изменяется и магнитное поле этого тока, а, следовательно, и собственный магнитный поток, пронизывающий контур. В контуре возникает ЭДС самоиндукции, которая согласно правилу Ленца препятствует изменению тока в контуре.

Собственный магнитный поток Φ, пронизывающий контур или катушку с током, пропорционален силе тока I:

Коэффициент пропорциональности L в этой формуле называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью катушки. Единица индуктивности в СИ называется Генри (Гн).

Запомните: индуктивность контура не зависит ни от магнитного потока, ни от силы тока в нем, а определяется только формой и размерами контура, а также свойствами окружающей среды. Поэтому при изменении силы тока в контуре индуктивность остается неизменной. Индуктивность катушки можно рассчитать по формуле:

1. где: n — концентрация витков на единицу длины катушки:
2. ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке с постоянным значением индуктивности, согласно формуле Фарадея равна:
3. Итак ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в ней.

Магнитное поле обладает энергией. Подобно тому, как в заряженном конденсаторе имеется запас электрической энергии, в катушке, по виткам которой протекает ток, имеется запас магнитной энергии. Энергия Wм магнитного поля катушки с индуктивностью L, создаваемого током I, может быть рассчитана по одной из формул (они следуют друг из друга с учётом формулы Φ = LI):

• Соотнеся формулу для энергии магнитного поля катушки с её геометрическими размерами можно получить формулу для объемной плотности энергии магнитного поля (или энергии единицы объёма):

Правило Ленца

К оглавлению…

Инерция – явление, происходящее и в механике (при разгоне автомобиля мы отклоняемся назад, противодействуя увеличению скорости, а при торможении отклоняемся вперёд, противодействуя уменьшению скорости), и в молекулярной физике (при нагревании жидкости увеличивается скорость испарения, самые быстрые молекулы покидают жидкость, уменьшая скорость нагревания) и так далее.

В электромагнетизме инерция проявляется в противодействии изменению магнитного потока, пронизывающего контур. Если магнитный поток нарастает, то возникающий в контуре индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать нарастанию магнитного потока, а если магнитный поток убывает, то возникающий в контуре индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать убыванию магнитного потока.

Правило Ленца для определения направления индукционного тока: возникающий в контуре индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, которое вызывало этот ток.

Источник: https://educon.by/index.php/materials/phys/magnetizm

Потенциометр

— Учебный материал для IIT JEE

• Полный курс физики — 11 класс

• ПРЕДЛАГАЕМАЯ ЦЕНА: Rs.2 968

• Просмотр подробностей

Потенциометр и вольтметр

Потенциометр — это устройство, которое используется для измерения разности потенциалов в цепи.Мы знаем, что разность потенциалов — это объем работы, проделанной для переноса заряда из одной точки в другую. Когда в цепи есть разность потенциалов, ток течет по цепи. Единица измерения разности потенциалов измеряется в вольтах. Разность потенциалов цепи можно измерить с помощью вольтметра.

Вольтметр состоит из катушки, которая подвешена между северным и южным полюсами магнита. Поэтому при прохождении тока через цепь катушка отклоняется, и стрелка перемещается по градуированной шкале.Он также состоит из резистора с высоким сопротивлением, подключенного последовательно с катушкой. Мы используем резистор большого номинала, чтобы минимизировать ошибку измерения разности потенциалов. Это связано с тем, что вольтметр потребляет небольшой ток от источника напряжения подключенной цепи. Таким образом, значение, показываемое вольтметром, может быть неточным.

Таким образом, для большей точности мы можем использовать потенциометр, поскольку потенциометр не потребляет ток из цепи и, следовательно, дает точное значение.Потенциометр также используется для измерения электродвижущей силы элемента. Можно сравнить ЭДС двух ячеек с помощью потенциометра. Его можно использовать для измерения внутреннего сопротивления ячейки. ЭДС определяется как разность потенциалов между положительным и отрицательным электродами при отсутствии тока, протекающего через элемент или в разомкнутой цепи. Внутреннее сопротивление — это сопротивление, которое обеспечивается электролитом и электродами, присутствующими в элементе.Таким образом, он ограничивает текущий поток.

Конструкция потенциометра

Потенциометр состоит из длинного провода одинаковой площади поперечного сечения. Обычно проволока состоит из манганина или константана. В некоторых случаях проволоку можно разрезать на несколько частей, и каждая часть соединяется на концах с помощью толстой металлической полосы. Обычно это медные полоски. Каждый кусок проволоки имеет длину один метр. Обычно бывает шесть отрезков проволоки, а общая длина провода составляет шесть метров.Обычно длина провода колеблется от 4 до 10 метров. Чем больше длина провода, тем выше точность потенциометра.

Потенциометр состоит из схемы управления, которая состоит из батареи, ключа и реостата. Он также состоит из гальванометра и жокея. Конечные точки или клеммы потенциометра подключаются к точкам измерения разности потенциалов.

Градиент потенциала

Градиент потенциала — это уменьшение потенциала на единицу длины.Он рассчитывается как V / L, где V — разность потенциалов между двумя точками, а L — расстояние между двумя точками. Чем длиннее провод, тем меньше градиент потенциала и выше чувствительность потенциометра. Давайте посмотрим на принцип работы потенциометра. На рисунке мы можем видеть ячейку с ЭДС E и внутренним сопротивлением r, реостат и провод. Считайте длину провода L и сопротивление провода R. Это первичная цепь потенциометра. Теперь рассмотрим точку Q вдоль провода.Таким образом, длина провода от точки P до Q принимается равной L _PQ . Принцип потенциометра гласит, что разность потенциалов между двумя точками на потенциометре прямо пропорциональна длине соответствующих точек.

Таким образом, напряжение в точках P и Q, В _PQ ∝ L _PQ . Для устранения пропорциональности вызывается константа, которая представляет собой градиент потенциала. Обозначается как K. So V _PQ = K L _PQ

Потенциометр

Для первичной цепи потенциометра градиент потенциала остается прежним.

Градиент потенциала рассчитывается как K = V / L, где V — напряжение на проводе потенциометра, а L — длина провода в потенциометре. Таким образом, единицей градиента потенциала является вольт / метр. Мы знаем, что по закону Ома напряжение V = I R, где I — ток, протекающий по цепи, а R — сопротивление.

Итак, K = V / L = IR / L — уравнение 1

Теперь мы знаем, что I = V / R

Итак, в этом случае напряжение V = E и общее сопротивление = R + r + Rh, где R — полное сопротивление провода, r — внутреннее сопротивление ячейки, а Rh — сопротивление реостата.Таким образом, подставляя в уравнение, получаем

К = I R / L

= V / R * R / L

= [E / (R + r + Rh)] * R / L

Переставляя уравнение, получаем K = E R / (R + r + Rh) L

Градиент потенциала можно также записать в единицах удельного сопротивления. Мы знаем, что R = ρ L / A, где ρ — удельное сопротивление, L — длина, а A — площадь поперечного сечения. Подставляя значение R в уравнение 1, получаем

К = (I ρ L / A) / L = I ρ / A .

Проблема

1 кв. Удельное сопротивление провода потенциометра равно 5 * 10 ^-6 Ом · м. Площадь поперечного сечения провода составляет 6 * 10 ^-4 м ² . Найдите градиент потенциала, если по проводу протекает ток силой 1 А.

Решение:

К = об / л

= IR / L

= (IρL / A) / L

= Iρ / A

Подставляя значения, получаем K = 1 * 5 * 10 ^-6 /6 * 10 ^-4 м ² = 0.83 * 10 ^-2 в / м

2 кв. Потенциометр имеет провод длиной 8 м и сопротивлением 20 Ом. Он включен последовательно с ячейкой ЭДС 2 В и внутренним сопротивлением 2 Ом и реостатом. Найдите значение сопротивления в реостате, когда падение потенциала вдоль провода составляет 20 мкВ / мм.

Решение:

Приведены значения

L = 8 м, R = 20 Ом, E = 2 В, r = 2 Ом

Упомянутое здесь падение потенциала на длину является градиентом потенциала.

Итак, K = 20 мкВ / мм.

Мы знаем, что K = V / L

= IR / L

= ER / (R + r + Rh) L

Так 20 * 10 ^-6 /10 ^-3 об / м = 2 * 20 / (20 + 2 + Rh) 8

= 20 * 10 ^-3 = 40 / (22 + Rh) 8

20 * 10 ^-3 = 5/22 + Rh

22 + Rh = 5 * 10 ³ /20 = 250

Rh = 250 — 22

= 228 Ом

Сравнение ЭДС в потенциометре

Рассмотрим потенциометр с длиной провода L.Две ячейки E ₁ и E ₂ соединены с помощью двухпозиционного переключателя. Затем переключатель подключается к гальванометру, а другой конец гальванометра подключается к жокею. Жокей может скользить по тросу. Итак, теперь подключим ячейку E ₁ с помощью двухпозиционного переключателя. Изменяя значение в реостате, установите показание гальванометра на ноль. Когда гальванометр показывает нулевое отклонение или нулевое отклонение, ток через провод не течет.С помощью жокея рассмотрим точку нулевого прогиба как A _1.

Поскольку по проводу не протекает ток, он не зависит от внутреннего сопротивления ячейки E _1. Таким образом, разность потенциалов в точке A A ₁ = E ₁ . Рассмотрим длину AA ₁ как L _1. Итак, согласно принципу потенциометра, мы знаем, что E ₁ L _1. Таким образом, E ₁ = KL ₁ — уравнение 1, где K — это потенциальный градиент.Мы знаем, что K = V / L.

Потенциометр

Далее подключим ячейку E ₂ с помощью двухпозиционного переключателя. Отрегулируйте показание гальванометра до нуля, изменив значение в реостате. Мы знаем, что по проводу не течет ток, когда гальванометр показывает нулевое отклонение. Допустим, точка нулевого отклонения A ₂ с помощью жокея. Разность потенциалов в точке A A ₂ = E _2. Длина A A ₁ принята как L ₂ . Итак, E ₂ L ₂ . Таким образом, E ₂ = K L ₂ . Это второе уравнение.

Разделив уравнение 1 на 2, получим E ₁ = K L ₁ / E ₂ = K L ₂

Таким образом, E ₁ / E ₂ = L ₁ / L ₂ . Таким образом, мы можем сравнить ЭДС двух ячеек. Мы также можем использовать это уравнение для получения неизвестной ЭДС.

Проблема

1 кв. Потенциометр длиной 1 м имеет сопротивление 20 Ом. Затем он подключается к батарее на 8 В и резистору 5 Ом последовательно с проводом. Рассчитайте ЭДС первичной ячейки, если она дает точку баланса на 60 см.

Решение:

Длина проволоки L = 100 см

Сопротивление, R = 20 Ом

Rs = 5 Ом

E = 8 V, L ₁ = 60 см

Ток I = 8/20 + 5 = 8/25 = 0,32 А

Разность потенциалов в проводе V = IR = 0.32 * 20 = 6,4 В.

Таким образом, согласно принципу потенциометра, E ₂ / V = ​​L ₁ / L

E ₂ = (об / л) * длина ₁ = (6,4 / 100) * 60

= 3,84 В

Найти внутреннее сопротивление ячейки

Также возможно определить внутреннее сопротивление ячейки с помощью потенциометра.

Потенциометр

Чтобы найти внутреннее сопротивление, ячейку, внутреннее сопротивление которой необходимо измерить, помещают в коробку сопротивлений с помощью ключа K ₂ .В первом случае открывается ключ К ₂ . Предположим, что J ₁ — это точка, в которой гальванометр показывает нулевое отклонение. Длина AJ ₁ равна L _1. Итак, E = K * L _{1 —} уравнение 1. Во втором случае, когда ключ закрыт, ячейка выдает ток I через коробку сопротивлений R. точка, в которой гальванометр показывает нулевое отклонение, принята как J _2. Длина AJ ₂ равна L _2. Таким образом, конечная разность потенциалов ячейки записывается как V = KL _2. Это принято как уравнение 2. Таким образом, уравнение 1, деленное на 2, дает

E / V = ​​K L ₁ / K L _{2 —} Уравнение 3

Мы знаем, что E = I (R + r) и V = IR

Подставляя эти значения в уравнение 1, получаем: I (R + r) / IR = K L ₁ / K L _2.

R + R / R = L ₁ / L ₂

r = R (L ₁ — L ₂ ) / L _{2 .} Таким образом, мы можем найти внутреннее сопротивление ячейки.

Сводка

• Потенциометр используется для измерения разности потенциалов в цепи. Его также можно использовать для определения ЭДС ячейки, а также для сравнения ЭДС двух ячеек. Внутреннее сопротивление ячейки также можно рассчитать с помощью потенциометра.

• Вольтметр потребляет небольшой ток от источника напряжения подключенной цепи, поэтому показания, показанные вольтметром, могут быть неточными.

• Потенциометр не потребляет ток из цепи и выдает точное значение.

• Потенциометр состоит из длинного провода с одинаковой площадью поперечного сечения, изготовленного из манганина или константана.

• Градиент потенциала (K) — это падение потенциала на единицу длины. Он рассчитывается как V / L, где V — разность потенциалов между двумя точками, а L — расстояние между двумя точками.Также K = (IρL / A) / L = Iρ / A .

• E ₁ / E ₂ = L ₁ / L ₂ — это уравнение для сравнения ЭДС двух ячеек, где E ₁ и E ₂ — ЭДС, а L ₁ и L ₂ — это длина, на которой он сбалансирован.

• r = R (L ₁ — L ₂ ) / L ₂ — это формула для определения внутреннего сопротивления ячейки.

Посмотрите это видео, чтобы получить дополнительную информацию

Другие показания

Потенциомет

Особенности курса

• 101 Видеолекция
• Примечания к редакции
• Документы за предыдущий год
• Ментальная карта
• Планировщик обучения
• Решения NCERT
• Обсуждение Форум
• Тестовая бумага с видео-решением

PPT — Тема 12: Электромагнитная индукция 12.1 Индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) PowerPoint Presentation

PPT — Тема 12: Электромагнитная индукция 12.1 Индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) Презентация PowerPoint

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓

• Образование
• Исследование
• Инновации
• Прием + помощь
• Студенческая жизнь
• Новости
• Выпускников
• О MIT
• Подробнее ↓
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT

Меню ↓

Поиск

Меню

Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще!

Что вы ищете?

Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

13.3 Motional Emf — University Physics Volume 2

Перейти к содержаниюUniversity Physics Volume 2University Physics Volume 213.3 Motional EmfTable of contents Мои основные моменты Распечатать Оглавление

1. Предисловие
2. Термодинамика
   1. 1 Температура и тепло
      1. Введение
      2. 1.1 Температура и равновесие Термометры и температурные шкалы
      3. 1.3 Тепловое расширение
      4. 1.4 Теплопередача, удельная теплоемкость и калориметрия
      5. 1.5 фазовых изменений
      6. 1.6 Механизмы теплопередачи
      7. Обзор главы
         1. Ключевые термины
         2. Ключевые уравнения
         3. Резюме
         4. Концептуальные вопросы
         5. Проблемы
         6. Дополнительные задачи
         7. Проблемы

      909 Теория

   909 газов

   1. Введение
   2. 2.1 Молекулярная модель идеального газа
   3. 2.2 Давление, температура и среднеквадратичная скорость
   4. 2.3 Теплоемкость и равнораспределение энергии
   5. 2.4 Распределение молекулярных скоростей
   6. Обзор главы
      1. Ключевые термины
      2. Ключевые уравнения
      3. Резюме
      4. Концептуальные вопросы
      5. Проблемы
      6. Дополнительные задачи
      7. Проблемы с вызовами

   Первый закон термодинамики

   2. 3
   3. 3.1 Термодинамические системы
   4. 3.2 Работа, тепло и внутренняя энергия
   5. 3.3 Первый закон термодинамики
   6. 3.4 Термодинамические процессы
   7. 3.5 Теплоемкость идеального газа
   8. 3.6 Адиабатические процессы для идеального газа
   9. Обзор главы
      1. Ключевые термины
      2. Ключевые уравнения
      3. Сводка
      4. Концептуальные вопросы
      5. Проблемы
      6. Дополнительные задачи
      7. Дополнительные задачи Проблемы
3. 4 Второй закон термодинамики
   1. Введение
   2. 4.1 Обратимые и необратимые процессы
   3. 4.2 Тепловые двигатели
   4. 4.3 Холодильники и тепловые насосы
   5. 4.4 Формулировки второго закона термодинамики
   6. 4.5 Цикл Карно
   7. 4.6 Энтропия
   8. 4.7 Энтропия в микроскопических масштабах
   9. Обзор главы
      1. Ключевые слова
      3. Сводка
      4. Концептуальные вопросы
      5. Проблемы
      6. Дополнительные проблемы
      7. Проблемы с вызовами

Магнитные поля

1. Введение
2. 12.1 Закон Био-Савара
3. 12.2 Магнитное поле, создаваемое тонким прямым проводом
4. 12.3 Магнитная сила между двумя параллельными токами
5. 12.4 Магнитное поле токовой петли
6. 12,5 Закон Ампера
7. 12,6 Соленоиды и тороиды 3

9000 in Matter

8. Обзор главы
   1. Ключевые термины
   2. Ключевые уравнения
   3. Резюме
   4. Концептуальные вопросы
   5. Проблемы
   6. Дополнительные проблемы
   7. Проблемы-вызовы

Электромагнитная индукция 1, поля и эффекты

Описание явления

Быстро меняющееся магнитное поле вызывает электрические токи, протекающие по замкнутой цепи.

На приведенной выше диаграмме стержневой магнит опускается вертикально через катушку, соединенную с гальванометром с нулевым центром.

График зависимости ЭДС катушки от времени показывает, что:

Когда первый полюс (S) проходит через катушку, ЭДС увеличивается до уровня, а затем уменьшается.

Когда середина магнита проходит через катушку, ЭДС минимальна.Катушка не перерезает силовые линии.

Максимальная ЭДС достигается, когда второй полюс (N) проходит через катушку. Это когда скорость резки силовых линий самая высокая, потому что магнит падает быстрее. В результате большей скорости период высокой ЭДС короче.

NB В результате изменения направления поля, когда полюса падают через катушку, направление индуцированного тока также меняется на противоположное.

Значит, ЭДС тоже обратная (ЭДС прямо пропорциональна току).

к началу

Закон Фарадея

Рассмотрим катушки разного размера, когда один и тот же магнит вводится в корпус каждой катушки с одинаковой скоростью.

Установлено, что,

Так наведенная ЭДС E прямо пропорциональна числу витков N ,

Теперь рассмотрим только одну катушку и по очереди представим три магнита.Магниты имеют разную силу и вводятся в катушку с одинаковой скоростью.

Путем измерения максимальной ЭДС и магнитного потока для каждого магнита было обнаружено, что

Так наведенная ЭДС E прямо пропорциональна потоку φ ,

Закон Фарадея просто гласит:

Индуцированная ЭДС в замкнутой цепи прямо пропорциональна потокосцеплению.

Потоковая связь Nφ является произведением магнитного потока φ и количества витков N на катушке.

Мы видели это,

Следовательно,

к началу

Закон Ленца

Направление наведенной ЭДС таково, что наведенный ток противодействует изменению

производит.

Итак, когда южный магнитный полюс перемещается к катушке в цепи, лицевая сторона катушки представляет собой южный полюс.

Индуцированный ток противодействует вызвавшему его изменению, пытаясь предотвратить попадание южного полюса в катушку (отталкивая его).

.