Конспекты лекций по физике. Лукс Р.К. - 46 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

46
увеличивается ( ∆Ф > 0), то есть возрастает число линий
B
,
пронизывающих поверхность контура. Согласно правилу Ленца,
индукционный ток препятствует нарастанию магнитного потока,
поэтому он создает свое магнитное поле i
B
, линии которого
направлены против линий
B
внешнего магнитного поля. Зная
направление линий i
B
, определяют по правилу правого
буравчика направление индукционного тока.
Максвелл показал, что при всяком изменении магнитного поля в пространстве возникает
вихревое электрическое поле (существует два вида электрических полей – электростатическое и
вихревое). Изменяющееся магнитное поле и порождает сторонние силы способные привести в
движение свободные носители электрических зарядов в проводнике. Сторонние силы
совершают работу по разделению разноименных зарядов:
;
Г
вихр
Г
сторстор
ldEldFA
(10.3)
Г
i
ldE
A
вихр
стор
q
. (10.4)
Для установления взаимосвязи между электрическим и магнитным полями проводник не
нужен; он является прибором, который обнаруживает наличие в окружающем пространстве
вихревое электрическое поле. Выберем в качестве контура Г воображаемую замкнутую линию.
Тогда, учитывая (10.1), можно записать:
SГ
Sd
t
B
ldE
, (10.5)
где
элвихр
EEE
- суммарная напряженность вихревого и электростатического полей.
Уравнение (10.5) представляет собой первое уравнение Максвелла в интегральной
форме. Его физический смысл состоит в следующем: источником вихревого электрического
поля является переменное магнитное поле (в правой части находится источник того, что
записано в левой части уравнения).
10.2. Токи Фуко
Токи Фуко – это индукционные токи, возникающие в массивных проводниках. Для таких
проводников сопротивление R будет мало, и по этому индукционные токи (I
i =
ε
i/R) достигают
большой величины. Их можно использовать для нагревания и плавления металлических
заготовок, демпфирования подвижных частей электроприборов.
Токи Фуко могут приводить и к нежелательным явлениям – нагреву сердечников
трансформаторов, электродвигателей и т. д. Поэтому сопротивление массивного проводника
увеличивают, набирая его в виде отдельных пластин, и
тем самым уменьшают нагрев проводников.
Нужно
также отметить, что возникновение
индукционного тока при пропускании по проводнику
переменного тока приводит к перераспределению
суммарного тока по сечению проводника, а именно он
вытесняется на поверхность проводника (скин-эффект).
Явление скин-эффекта наиболее заметно в СВЧ-
диапазоне (диапазон сверх высоких частот ν ~ 10
10
Гц), в
этом случае переменный ток течет в слое малой толщины
в близи поверхности проводника.
Дадим краткое объяснение этому явлению.
Рассмотрим текущий по проводнику переменный ток
проводимости в тот момент времени, когда вектор
Рис. 10.2
Рис. 10.3

Страницы