Электромагнитная индукция.

Опыты Фарадея. Закон Фарадея для электромагнитной индукции.

Правило Ленца.

Если магнитный поток меняется с течением времени, то возникает явление электромагнитной индукции. Физическое содержание явления электромагнитной индукции заключается в том, что всякое изменяющееся магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле.

Закон электромагнитной индукции Фарадея: ЭДС электромагнитной индукции e_i в контуре равна по величине и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока Ф_m сквозь поверхность, ограниченную этим контуром:

15.11

рис.15.5

Знак минус перед производной потока по времени определяется правилом Ленца(Э. Х. Ленц, 1804–1865): возникающий индукционный ток должен быть направлен так, чтобы создаваемое им магнитное поле уменьшало изменениемагнитного потока.

В отличие от электростатического поля, которое создается неподвижными зарядами, электрическое поле E_B , созданное изменяющимся магнитным полем, не является потенциальным, поскольку циркуляция вектора E_B по любому неподвижному контуру L не равна нулю, а представляет собой ЭДС электромагнитной индукции.

15.12

Вращение плоского витка в однородном магнитном поле

	где Следовательно: Тогда ЭДС индукции
рис. 15.6

	, Индуктивность , Для N витков .
рис. 15.7

За единицу индуктивности в СИ принимается индуктивность такого контура, у которого при токе I = 1А возникает полный поток Ψ = 1Вб. Эта единица называется Генри (Гн).

Вычислим индуктивность соленоида L.

Если длина соленоида l гораздо больше его диаметра d ( l >> d), то к нему можно применить формулы для бесконечно длинного соленоида.

Тогда

Здесь N – число витков.

Поток через каждый из витков Ф = ВS

Потокосцепление

Мы знаем, что , тогда индуктивность соленоида

где n – число витков на единицу длины, т.е.

V – объем соленоида, значит

Энергия магнитного поля

Проводник, с индуктивностью L, по которой течет ток I, обладает энергией:

Явление взаимной индукции, самостоятельно.

Источник: Детлаф, Яворский п.п. 25.3 – 25.5 С.-339-345.