Явление электромагнитной индукции

опубликовано: 25.02.2015.

Возьмем постоянный магнит 1 (рисунок 1, а) и будем опускать его в катушку 2 (соленоид). Мы увидим, что стрелка гальванометра 3, включенного в цепь, отклонится (например, вправо). Это указывает на появление электродвижущей силы (ЭДС) и тока в соленоиде.

Рисунок 1. Зависимость направления индуктированной ЭДС от направления магнитного поля и направления движения магнитного поля по отношению к проводнику

Если прекратить движение магнита, то стрелка гальванометра вернется в нулевое положение (рисунок 1, б). Это показывает, что для появления индуктированной ЭДС мало иметь магнитное поле и проводник, нужно чтобы они двигались одно относительно другого.

Вынимая магнит из катушки (рисунок 1, в), можно заметить, что стрелка гальванометра отклонится, но уже в другую сторону (влево). Это показывает, что направление индуктированной ЭДС зависит от направления движения магнитного поля, пересекающего неподвижный проводник, или от направления движения проводника, пересекающего магнитное поле.

В приведенном опыте мы видели, что при опускании постоянного магнита в катушку стрелка гальванометра отклонялась вправо в том случае, когда магнит был расположен северным полюсом вниз (рисунок 1, а). Если повернуть магнит северным полюсом вверх и снова опускать катушку, то стрелка гальванометра отклонится в другую сторону, то есть влево (рисунок 1, г). Это показывает, что направление индуктированной ЭДС зависит еще от направления магнитного поля.

Явление возникновения ЭДС в контуре при пересечении его магнитным полем называется электромагнитной индукцией и было это явление открыто английским физиком М. Фарадеем в 1831 году.

Если к замкнутому проводнику 1 (рисунок 2), не имеющему тока, приближать или удалять проводник 2, по которому проходит электрический ток, то в проводнике 1 будет индуктироваться ЭДС. Точно так же, если оба проводника 1 и 2 оставлять неподвижными, но менять ток либо разрывать или замыкать цепь, в которую входит проводник 2, то в проводнике 1 будет появляться индуктированная ЭДС. Возникновение ЭДС во втором контуре вследствие изменения тока в первом контуре называется взаимоиндукцией. ЭДС взаимоиндукции имеет место в трансформаторах, индуктивных катушках и так далее. Индуктированную ЭДС можно получить еще следующим образом.

Рисунок 2. Взаимоиндукция

Известно, что проводник, по которому течет электрический ток, окружен магнитным полем. Если изменять величину или направление тока в проводнике или размыкать и замыкать электрическую цепь, питающую проводник током, то магнитное поле, окружающее проводник, будет изменяться. Изменяясь, магнитное поле проводника пересекает этот же самый проводник и наводит в нем ЭДС. Это явление называется самоиндукцией. Сама индуктированная ЭДС называется ЭДС самоиндукции.