Физика. Электромагнетизм. Часть 2. Электромагнитная индукция, магнитные свойства вещества, электромагнитные колебания и волны. Барсуков В.И. - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

3 Роль сторонних сил в случае неподвижного проводника, находящегося в изменяющемся магнит-
ном поле, играют силы вихревого электрического поля. Вихревое электрическое поле возникает в тех
областях пространства, где имеется изменяющееся магнитное поле (подробнее об этом – в п. 16). Вих-
ревое электрическое поле непотенциально, его линии замкнуты, силы неконсервативны. Если провод-
ник разомкнут, а вихревое поле с течением времени не изменяется, то силы этого поля уравновесятся
внутри проводника силами электростатического поля, возникшего в результате разделения зарядов
(рис. 8).
Если же проводник образует замкнутый контур, вихревое электрическое поле вызовет в нем ток.
Этот ток будет существовать до тех пор, пока существует вихревое поле.
3 РАСЧЕТ ЭДС ИНДУКЦИИ
Чтобы найти ЭДС индукции, действующую в данной цепи, нужно найти магнитный поток Ф, сцеп-
ленный с цепью, и продифференцировать этот поток по времени.
Пример
1. ЭДС индукции в прямолинейном проводнике, движущемся в однородном магнитном
поле (рис. 9).
Пусть В – модуль индукции магнитного поля; l – длина проводника;
υ
– модуль скорости движения
проводника.
Магнитный поток, сцепленный с движущимся линейным проводником, – это поток, пронизываю-
щий площадь S, которую описывает проводник при своем движении. Нетрудно видеть, что при прямо-
линейном поступательном движении проводника
β
=
α
=
sincos BSBSФ ,
где α – угол между B
r
и нормалью к S; β – угол между B
r
и
υ
r
π
=β+α
2
, tlS υ= , следовательно,
βυ= sintBlФ и ЭДС индукции равна
βυ−=−=ξ sinBl
d
t
dФ
i
. (3.1)
Пример 2. ЭДС индукции в витке, вращающемся в однородном магнитном поле (рис. 10).
B – модуль индукции магнитного поля; S – площадь витка; ω – угловая скорость вращения витка.
Пусть виток вращается вокруг оси, перпендикулярной B
r
и лежащей в плоскости витка. Мгновен-
ное значение магнитного потока, сцепленного с витком, равно
α
=
cosBSФ .
Угол α между нормалью к витку и направлением B
r
в момент времени t равен
0
ϕ
+
ω
=
α
t ,
где
0
ϕ – угол между n
r
и
B
r
в начальный момент времени.
Следовательно,
)
.cos
0
ϕ
+
ω
=
tBSФ
ЭДС индукции
()
[]
() ()
,sinsin
cos
00
0
ϕ+ωξ=ϕ+ωω=
=ϕ+ω−=−=ξ
ttBS
tBS
dt
d
dt
dФ
m
i
(3.2)
где ωBS –
амплитуда ЭДС.
Из (3.2) видно, что ЭДС, возникающая в витке, равномерно вра-
+ Рис. 9
Рис. 10
S
l
–
α
n
В
β
υ
Линии В
I
α
n

Страницы