ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Рис. 4.15.1
Эта формула определяет среднее значение ЭДС индукции за промежуток времени t∆ . Мгновенное
значение ЭДС находим при переходе к пределу. Тогда получим:
dt
d
Φ
−=
ин
E . (4.13.3)
Эта формула выражает основной закон электромагнитной индукции. Знак минус в этой формуле
учитывает правило Ленца.
4.14 Физическая природа ЭДС индукции
Мы знаем, что ЭДС индукции возникает, когда контур неподвижен, а магнитное поле изменяется, и
когда магнитное поле постоянно, а проводник движется, пересекая линии магнитной индукции. В обоих
случаях ЭДС индукции определяется по одной и той же формуле (4.13.3). Однако, природа ЭДС индук-
ции в каждом случае различна.
В первом случае возникновение ЭДС индукции обусловлено тем, что изменяющееся магнитное по-
ле вызывает появление в неподвижном проводнике неэлектростатического электрического поля. Это
поле называют индукционным электрическим полем. Максвелл установил, что индукционное электри-
ческое поле появляется в любой точке пространства, где существует переменное магнитное поле, вне
зависимости от того, имеется ли там проводящий контур или нет.
Индукционное магнитное поле принципиально отличается как от электростатического поля, так и
от стационарного электрического поля постоянного тока. Во-первых, индукционное электрическое поле
не связано с электрическими зарядами, а связано с переменным магнитным полем.
Во-вторых, индукционное электрическое поле является вихревым. Это значит, что линии напря-
женности индукционного электрического поля являются замкнутыми кривыми. В-третьих, при переме-
щении электрического заряда по замкнутому контуру под действием индукционного электрического
поля совершается отличная от нуля работа.
ЭДС индукции, возникающая в неподвижном замкнутом контуре, находящемся в изменяющемся
магнитном поле, равна работе сил вихревого электрического поля по перемещению по этому контуру
единицы положительного заряда.
Примером второго случая возникновения ЭДС индукции служит движение прямолинейного про-
водника в однородном магнитном поле.
В этом случае причина появления ЭДС индукции другая. При движении проводника в однородном маг-
нитном поле вместе с ним движутся находящиеся в нем свободные заряды. На каждый заряд, движу-
щийся в магнитном поле, действует сила Лоренца. Под действием силы Лоренца свободные электроны
в проводнике смещаются к одному из его концов. На другом конце проводника остаются нескомпенси-
рованные положительные заряды. Таким образом, под действием силы Лоренца в проводнике происхо-
дит разделение разноименных зарядов и между концами проводника возникает разность потенциалов.
Если цепь замкнута, то по ней течет электрический ток.
4.15 ЭДС индукции в движущемся проводнике
Пусть в однородном магнитном поле с индукцией
B
r
движется прямолинейный проводник длиной l
со скоростью υ
r
, под углом β к линии индукции магнитного поля (рис. 4.15.1). Обозначим n
r
нормаль к
плоскости движения проводника. Пусть α – угол между нормалью и индукцией магнитного поля. Оче-
видно, что
2
π
=β+α
.
Магнитный поток, проходящий
через площадь S∆ , пересекаемую
проводником при движении, определяется по формуле:
β∆=
β−
π
∆=α∆=∆Φ sin
2
coscos SBSBSB
.
(4.15.1)
В
n
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- …
- следующая ›
- последняя »
