Електромагнітна індукція. Явище електромагнітної індукції – це виникнення електричного струму в провідному

Явище електромагнітної індукції – це виникнення електричного струму в провідному контурі, який або розміщений нерухомо в змінному магнітному полі, або переміщується в постійному магнітному полі так, що кількість ліній магнітної індукції, які пронизують контур, змінюється.

У замкненому провідному контурі виникає струм, коли змінюється кількість ліній магнітної індукції, що пронизують площу, обмежену цим контуром. І чим швидше змінюється кількість ліній магнітної індукції, тим більший виникає струм. Причина зміни кількості ліній магнітної індукції не має значення. Тобто, чим швидше рухатимемо другу котушку відносно першої (Струм в першій котушці є, а другу котушку підключено до амперметра), тим більше значення струму буде виникати у другій котушці. Щоб визначити напрям струму, що виник у вторинній котушці (названий індукційним струмом) користуються правилом Ленца: індукційний струм, що виникає в замкнутому контурі, своїм магнітним полем протидіє зміні магнітного потоку, який збуджує даний струм.

Практичне застосування правила Ленца:

а) визначити напрям вектора магнітної індукції зовнішнього магнітного поля;

б)з`ясувати, збільшується потік магнітної індукції цього поля через площу контура ( чи зменшується ( ;

в) встановити напрям ліній магнітної індукції магнітного поля індукційного струму . Згідно з правилом Ленца ці лінії можуть бути напрямлені протилежно лініям при і мати однаковий з ними напрям при .

г) знаючи напрям ліній магнітної індукції , визначити напрям індукційного струму . скориставшись правилом свердлика.

ЕРС індукції.

В колі буде виникати електричний струм тоді, коли на вільні заряди буде діяти стороння сила. Роботу цих сил під час переміщення одиничного заряду вздовж замкнутого контура названо електрорушійною силою. Отже, із зміною магнітного потоку через поверхню, обмежену контуром, у контурі виникають сторонні сили, дія яких характеризується ЕРС, що називається ЕРС індукції. ( ). Закон електромагнітної індукції формулюється саме для ЕРС, а не для сили струму: ЕРС індукції в замкнутому контурі дорівнює за модулем швидкості зміни магнітного потоку через поверхню, обмежену контуром . . Електричне,яке виникло в результаті зміни магнітного поля, названо вихровим електричним полем.

Самоіндукція.

При самоіндукції провідний контур відіграє подвійну роль: по ньому тече струм, що спричинює індукцію, і в ньому ж виникає ЕРС індукції _сі. Згідно правила Ленца в момент наростання струму напруженість вихрового електричного поля напрямлена проти струму. Отже у цей момент вихрове поле перешкоджає наростанню струму і навпаки, у момент зменшення струму вихрове поле підтримує його. Дане явище ми можемо спостерігати на дослідах, на малюнку 5 показано схему паралельного вмикання двох однакових ламп. Під час замикання ключа перша лампа спалахує відразу, а друга – з помітним запізненням. ЕРС самоіндукції в колі другої лампочки велика, і сила струму досягає свого максимального значення тільки з часом. На малюнку 6 показано схему в якій можна спостерігати дію ЕРС самоіндукції при розмиканні кола. Під час розмикання ключа в котушці виникає ЕРС самоіндукції, що підтримує початковий струм, тому в момент розмикання через гальванометр проходить струм (зліва направо), напрямлений проти початкового струму до розмикання. При чому сила цього струму переважає силу струму, який проходить через гальванометр при замкнутому ключі, а це означає , що ЕРС самоіндукції _сі більше від ЕРС батареї елементів.

R мал.5 L мал.6

Індуктивність

Індуктивність – це фізична величина, яка чисельно дорівнює ЕРС самоіндукції, що виникає у контурі внаслідок зміни струму на 1А за 1с. Індуктивність залежить від розмірів провідника та його форми, але не залежить від сили струму в провіднику. Окрім того, індуктивність залежить від магнітних властивостей середовища, в якому знаходиться провідник. Одиницею індуктивності в СІ названо Генрі (Гн). 1 Гн = .

.

Питання для самоперевірки.

1. Правило свердлика та його застосування.

2. Магнітна індукція. Напрям вектора магнітної індукції.

3. Напруженість магнітного поля. Намагнічуюча сила та визначення її напряму.

4. Закони повного струму, Ампера, Лоренца. Визначення напряму сили Ампера.

5. Електромагніти.

6. Феромагнітні матеріали.

7. Електромагнітна індукція.

8. ЕРС індукції.

9. Самоіндукція. Індуктивність.

Задачі.

1. Прямокутний контур ABCD переміщується поступально в магнітному полі струму, що проходить по прямолінійному довгому провіднику (мал.7). Визначити напрям струму, який індукується в контурі, коли контур віддаляється від проводу. Які сили діють на контур?

2. Сила струму в провіднику О (мал.7) зменшується. Знайдіть напрям індукційного струму в нерухомому контурі ABCD і напрям сил, що діють на кожну із сторін контура.

3. В якому випадку коливання стрілки магнітоелектричного приладу затухають швидше: коли клеми приладу замкнені на коротко чи коли розімкнуті?

4. Куди напрямлені лінії магнітної індукції на мал. 8, 9?

S N

мал.8

I

 

 

S N

 

мал.9

 

І

5. Літак летить горизонтально зі швидкістю 900 . Знайти різницю потенціалів, яка виникла між кінцями його крил, якщо модуль вертикальної складової індукції земного магнітного поля Тл, а розмах крил 12 м.

Поиск по сайту: