Федун VI Записки от лекции по физика Elektromagnetizi

Електромагнитна индукция. Откриването на Фарадей.

През 1831, Майкъл Фарадей се направи едно от най-важните основни открития в електродинамика - намерено yavlenieelektromagnitnoy индукция.

В затворено проводящ контур с магнитния поток (поток вектор

), Обхванати от тази верига, електрически ток.

Този ток се нарича индукция.

Възникване на индуцирания ток означава, че когато магнитното

поток във веригата настъпва едн индукция

(Работа за прехвърляне на единица заряд в един затворен кръг). Имайте предвид, че стойносттанапълно независими от това как се извършва промяната в магнитния поток от, и се определя само от скоростта на промяна, т.е. стойност. Смяна на знака на производнатаznakae.d.s води до промени. индукция .

Фарадей открива, че индуцирания ток може да бъде достъпен по два различни начина, които са лесно да се обясни с помощта на чертежа.

1-ви начин: преместване на рамката

в магнитно поле на неподвижен бобина(Вж. Ris.26.1).

2-ри начин: промени в магнитното поле

, посредством бобина, поради движение или промени в силата на токатова (или и двете заедно). кадъркогато не се движите.

И в двата случая, галванометричните

Тя ще покаже наличието на индуцирания ток в кадър.

Посоката на индуцирания ток и, съответно, едн на знак индукция

определя от правилото на Ленц.

Индукционна ток винаги е насочен така, че да се противодейства на причината той се нарича.

правило на Ленц изразява важна физическа собственост - тенденцията на системата, за да се противодейства на промяната в състоянието му. Това свойство се нарича електромагнитна инерция.

Каквато и да е причината за промяната на магнитния поток, обхваната от затворен проводящ контур, който се появява в едн верига Индукцията се определя по формулата

Характер на електромагнитна индукция.

За да се определи физическите причините, които водят до едн индукция последователно разглежда два случая.

1. веригата се движи в постоянно магнитно поле.

Нека контур с подвижна дължина траверса

Това е в магнитно поле, перпендикулярно на равнината на контура (виж фигура 26.2). Ако преместите скок със скоросттанадясно, с една и съща скорост и да започне да се движи на превозвачите в моста - електрони. В резултат на това започва всеки електрон

,

причинява движение на електрони напречна част надолу, т.е. ток ще тече нагоре.

Преразпределяне на таксите ще създаде електрическо поле, което възбуди ток в другите схеми части.

Това е най-индуцирания ток.

магнитна сила

Той играе ролята на външна сила. Ние можем да се сдружават еквивалентна област на външните сили

.

Електродвижещо напрежение, произведени от тази област се нарича електродвижеща сила индукция

. В нашия случай,

.

Тук знакът "минус" се поставя, защото полето на партии

насочено срещу пътя на положителна верига определя от принципите на дясната винта. продукте площта на нарастване скорост верига (площ на нарастване единица време), така че

,

където

- нарастване на магнитния поток през цикъла.

.

Този резултат може да се обобщи в случай на произволна ориентация на вектора на магнитната индукция

спрямо равнината на контура и всеки контур подвижна (и / или деформируемо) произволно нехомогенни външно постоянно магнитно поле.

Така че едн вълнение индукция движение линия на постоянно магнитно поле, се обяснява с влиянието на магнитното компонент на сила пропорционална на Лоренц

, който възниква, когато се движат на проводника.

2. верига лежи в променливо магнитно поле.

В експериментално наблюдава индукция ток появата показва, че в този случай се появяват в верига извън сили, които сега са свързани с променливи във времето магнитно поле. Каква е тяхната същност? Отговорът на този фундаментален въпрос е даден от Максуел.

Тъй като диригент в покой, скоростта на движение нареди на електрически заряди

и поради това, магнитната сила е пропорционална на, Също така е нула и не може да доведе до таксите, които се движат. Въпреки това, с изключение на магнитната сила на електрическия заряд може да принуди действа само от страна на електрическо поле, равно на. Поради това, той остава да сключи chtoinduktsionny ток, причинен от електрическо поле , срещащи се при промяна във времето на външно магнитно поле. Това е електрическо поле и е отговорен за появата на едн стационарна индукция верига. Според Максуел, променящи се във времето магнитно поле поражда в електрическото поле около него. Появата на електрическото поле не е свързано с присъствието на проводимия верига, която може да открие само поява него от индуцирания ток съществуването на тази област.

Формулировката на закона за електромагнитната индукция. дадена от Максуел, той е един от най-важните обобщения електродинамика.

Всяка промяна в магнитното поле в околното пространство вълнува електрическо поле с течение на времето.

Математическият формулирането на закона за електромагнитната индукция в разбирането на Максуел е:

вектор интензитет циркулация

тази област на всяка фиксирана затворена линияТя се изчислява по формулата

,