Закон електромагнітної індукції

Якщо переміщувати провідник перпендикулярно силовим лініям магнітного поля, то виникає ЕРС індукції:

При заміні у формулі швидкості на зміну шляху та зміну часу отримаємо:

Позначив - площа поверхні, яку описує провідник при русі за час , м²:

,

де - магнітний потік крізь поверхню, яку описує провідник при русі, Вб

Закон електромагнітної індукції чи Фарадея Максвелла:

ЕРС електромагнітної індукції в замкненому контурі дорівнює за модулем швидкості зміни магнітного потоку крізь площину, обмежену цим потоком:

Якщо магнітний потік зменшується й швидкість його зміни буде негативною: , то ЕРС буде позитивною:

Тобто ЕРС індукції протидіє зміні магнітного потоку і направлена однаково з зовнішнім магнітним полем.

Якщо магнітний потік контура буде збільшуватися, швидкість його зміни буде позитивною: , то ЕРС - негативна:

Тобто ЕРС індукції протидіє зміні магнітного потоку і направлена назустріч зовнішньому магнітному полю.

Коли котушка має ω послідовно з’єднаних витків, то ЕРС виникає у кожному витку котушки й сумарна ЕРС буде:

Потокозчеплення - це алгебраїчна сума магнітних потоків, зчеплених з окремими витками кола. Позначається - .

Таким чином, ЕРС котушки буде:

Правило Ленца

Якщо приблизити чи віддалити магніт до замкненої котушки, то в котушці індукуються струми. За допомогою гальванометра можна визначити напрямок струму, а потім за правилом годинникової стрілки визначити полюса котушки. Виявляється, що при приближенні полюса магніту до котушки на ближчим її кінці виникає одноіменний полюс, при віддалені полюса магніту на ближчим кінці котушки виникає різноіменний магнітний полюс. Це показує, що магнітне поле наведеного струму протидіє руху магніту. За законом збереження енергії за рахунок роботи по переборюванню протидії руху магніту, створюється енергія індукованого струму. Ці досліди проводив у 1833 – 1834 роках руський вчений Ленц.

Він встановив правило (закон) напрямку індукованого струму, яке названо в його ім’я: напрямок індукованого струму завжди такий, що його магнітне поле протидіє зміні магнітного потоку, який визвав цей струм.

Таким чином, ЕРС індукції має завжди такий напрям, що наведений струм, який вона створила, перешкоджає причині, яка її викликала. чи індукований струм створює свій магнітний потік, так щоб компенсувати зміну (збільшення чи зменшення) магнітного потоку, який викликав цей струм.

Напрямок індукованого струму збігається з напрямком ЕРС, тобто визначається за правилом правої руки.