Электромагнетизм. Электромагнитные колебания и волны. Першенков П.П - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

25
4. Электромагнитная индукция
Электромагнитная индукция – возникновение электродвижущей силы
(э.д.с. индукции) в проводящем контуре, находящемся в переменном магнит-
ном поле или движущемся в постоянном магнитном поле. Электрический ток
вызванный этой э.д.с., называется индукционным. Электромагнитная индук-
ция открыта английским физиком М. Фарадеем в 1831г.
Согласно закону Фарадея, э.д.с. индукции ε
i
в
контуре прямо пропорциональна скорости изме-
нения во времени t магнитного потока Φ через по-
верхность S, ограниченную контуром:
i
d
dt
ε
Φ
=− (4.1)
Знак минус определяет направление индукционного тока в соответствии с
правилом Ленца, которое является следствием закона сохранения энергии. Со-
гласно правилу Ленца индукционный ток в контуре направлен так, что созда-
ваемый им поток магнитной индукции через поверхность, ограниченную кон-
туром, стремится препятствовать тому изменению потока, которое вызывает
данный ток.
В постоянном магнитном поле э.д.с. индукции возникает лишь в том слу-
чае, когда магнитный поток через ограниченную контуром поверхность изме-
няется во времени, т.е. контур при движении должен пересекать линии маг-
нитной индукции (при движении вдоль линий ∆Φ = 0 э.д.с. не возникает).
Э.д.с. индукции равна работе по перемещению единичного заряда вдоль
замкнутого контура, совершаемой силами вихревого электрического поля, ко-
торое согласно уравнениям Максвелла, порождается в пространстве при изме-
нении магнитного поля со временем.
Электродвижущая сила индукции ε
i
, возни-
кающая в рамке, содержащей N витков площадью
S, при вращении рамки с угловой скоростью ω в
однородном магнитном поле с индукцией
B
r
оп-
ределяется уравнением
где ωt – мгновенное значение угла между векто-
ром
B
r
и вектором нормали n
r
к плоскости рамки.
cos
i
B
NS t
ε
ωω
= (4.2)
Потокосцепление рамки с током ψ
где N – число витков.
ψ = NΦ, (4.3)
Количество электричества q, протекающего в
контуре при изменении потокосцепления, прони-
зывающего все витки контура на величину ∆ψ 
                        4. Электромагнитная индукция


     Электромагнитная индукция – возникновение электродвижущей силы
(э.д.с. индукции) в проводящем контуре, находящемся в переменном магнит-
ном поле или движущемся в постоянном магнитном поле. Электрический ток
вызванный этой э.д.с., называется индукционным. Электромагнитная индук-
ция открыта английским физиком М. Фарадеем в 1831г.
    Согласно закону Фарадея, э.д.с. индукции εi в
контуре прямо пропорциональна скорости изме-
                                                                  dΦ
нения во времени t магнитного потока Φ через по-         εi = −         (4.1)
верхность S, ограниченную контуром:                               dt

    Знак минус определяет направление индукционного тока в соответствии с
правилом Ленца, которое является следствием закона сохранения энергии. Со-
гласно правилу Ленца индукционный ток в контуре направлен так, что созда-
ваемый им поток магнитной индукции через поверхность, ограниченную кон-
туром, стремится препятствовать тому изменению потока, которое вызывает
данный ток.
     В постоянном магнитном поле э.д.с. индукции возникает лишь в том слу-
чае, когда магнитный поток через ограниченную контуром поверхность изме-
няется во времени, т.е. контур при движении должен пересекать линии маг-
нитной индукции (при движении вдоль линий ∆Φ = 0 э.д.с. не возникает).
    Э.д.с. индукции равна работе по перемещению единичного заряда вдоль
замкнутого контура, совершаемой силами вихревого электрического поля, ко-
торое согласно уравнениям Максвелла, порождается в пространстве при изме-
нении магнитного поля со временем.
     Электродвижущая сила индукции εi, возни-
кающая в рамке, содержащей N витков площадью
S, при вращении рамки с угловой скоростьюr ω в
однородном магнитном поле с индукцией B оп-         ε i = BNSω cos ωt   (4.2)
ределяется уравнением
где ωt
     r – мгновенное значение угла между векто-
                          r
ром B и вектором нормали n к плоскости рамки.
    Потокосцепление рамки с током ψ                      ψ = NΦ,        (4.3)
где N – число витков.
    Количество электричества q, протекающего в
контуре при изменении потокосцепления, прони-
зывающего все витки контура на величину ∆ψ


                                     25

Страницы