Физика. Электричество и магнетизм. Барсуков В.И - 120 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ЭДС индукции отрицательна – это означает, что магнитный поток, создаваемый индукционным то-
ком и пронизывающий контур,
противоположен по знаку
внешнему магнитному потоку, сцепленному с
контуром (рис. 5.3,
а
). Если
B
r
уменьшается, то
0
Ф
<
dt
d
и
0>ε
i
: магнитный поток индукционного тока и
внешний магнитный поток совпадают по знаку (рис. 5.3,
б
).
Из закона Ленца следует, что внешнее магнитное поле всегда
тормзит
движение проводника с ин-
дукционным током. Рисунок 5.4 поясняет сказанное: при сближении цепей возникают силы отталкива-
ния, при удалении – силы притяжения.
Тормозящее действие магнитного поля применяется в магнитных успокоителях (демпферах) неко-
торых измерительных приборов.
5.2. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА ИНДУКЦИИ
1. Закон электромагнитной индукции Фарадея–Ленца (5.1.2) – одно из
проявлений закона изменения энергии. Поместим цепь с источником ε и
подвижным участком
ab
(рис. 5.5) в магнитное поле (поле направлено за
чертёж).
За счёт работы источника тока в контуре выделяется ленц-джоулево
тепло и осуществляется перемещение проводника
ab
.
По закону изменения энергии работа источника за время
dt
равна ко-
личеству выделившегося за это время тепла и работе, затраченной на пе-
ремещение проводника
аb
:
Ф
2
IdRdtIIdt
+=ε
, (5.2.1)
где
I
– ток в контуре;
R
– сопротивление контура;
d
Ф – магнитный поток, пронизывающий поверх-
ность, которую описывает проводник
ab
при своём движении, иначе – приращение, которое получает
магнитный поток, сцепленный с контуром.
Из (5.2.1) получаем
R
dt
d
I
Ф
−ε
=
. (5.2.2)
Таким образам, при изменении магнитного потока, сцепленного с контуром, в последнем возникает
дополнительная ЭДС, равная
dt
d
i
Ф
=ε
. (5.2.3)
2. Рассмотрим механизм возникновения ЭДС индукции. Наличие в контуре ЭДС
означает, что на носители заряда в контуре действуют сторонние силы. Что это за
силы?
В проводнике, движущемся в магнитном поле, – это
сила Лоренца.
Пусть прямо-
линейный проводник движется со скоростью
υ
r
в направлении, перпендикулярном к
проводнику и к вектору
B
r
(
рис. 5.6).
Сила Лоренца разделяет разноименные заряды, смещая их к противоположным
концам проводника. В проводнике возникает электростатическое поле. Разделение зарядов продолжает-
ся до тех пор, пока лоренцева сила и сила электростатического поля не уравновесятся.
Рис. 5.5
Рис. 5.6
+
+
стор
F
r
эл.ст
F
r
υ
r
В
r
Рис. 5.4

Страницы