Закон электромагнитной индукции

Раскрывает физическую природу происхождения электродвижущих сил. В самом общем виде формулируется следующим образом. В проводнике возникает ЭДС при любом изменении магнитного поля вокруг него.

Учитывая принцип относительности, существуют следующие способы индуцирования ЭДС:

− магнитное поле неизменно, но проводник перемещается в нем (Закон Фарадея-Ленца):

,

здесь v - скорость перемещения проводника длиной l, движущемся в магнитном поле с индукцией В;

a - угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции;

эта формулировка закона лежит в основе работы электрических генераторов;

- проводник неподвижен, но меняется магнитное поле вокруг него (ЭДС самоиндукции е):

,

где - число витков в обмотке (если проводник выполнен в виде обмотки);

dФ/dt - скорость изменения магнитного потока Ф.

Этот принцип лежит в основе работы трансформаторов.

При протекании тока по проводнику вокруг него возникает магнитное поле. При изменении тока в проводнике одновременно изменяется магнитное поле вокруг него. Следовательно, проводник оказывается в переменном поле и в нем, согласно закону электромагнитной индукции, будет индуцироваться ЭДС. Эта ЭДС носит название ЭДС самоиндукции, поскольку она возникает в следствие изменения тока в самом проводнике. Ее значение:

,

где L - индуктивность проводника; di/dt - скорость изменения тока в проводнике.

Знак минус означает, что индуцированная ЭДС имеет такое направление, при котором созданный ею ток противодействует причине, вызвавшей возникновение ЭДС. Это правило носит название правила Ленца или принципа электромагнитной инерции.

Все электрические цепи делятся на линейные и нелинейные.

Элемент электрической цепи, параметры которого (сопротивление и др.) не зависят от тока в нем, называют линейным, например электропечь.

Нелинейный элемент, например лампа накаливания, имеет сопротивление, величина которого увеличивается при повышении напряжения, а следовательно и тока, подводимого к лампочке.