Закон электромагнитной индукции

В основе работы многих электротехнических устройств (электромеханических генераторов, трансформаторов) лежит явление электромагнитной индукции, открытое М. Фарадеем в 1831 г. Несколько позже российский академик Э.Аенц определил направление электродвижущей силы, а количественную зависимость индуцированной ЭДС от скорости изменения магнитного потока установил Дж. Максвелл.

Явление электромагнитной индукции заключается в том, что изменение магнитного поля вокруг проводника, связанное с пересечением проводника магнитными силовыми линиями, вызывает появление ЭДС в этом проводнике. При этом безразлично, будет ли изменяться магнитное поле относительно проводника или проводник будет перемещаться в магнитном поле. Значение индуцированной ЭДС определяется законом электромагнитной индукции М. Фарадея. Он формулируется следующим образом.

 

Индуцированная ЭДС прямо пропорциональна индукции В, актиной длине проводника I и скорости v его перемещения в направлении, перпендикулярном линиям магнитного поля

 

 

где — угол между направлениями скорости и поля. Если = 90° (что бывает часто), то е = Blv.

 

Рис.9.Определение направления ЭДС согласно правилу левой руки.

 

Направление ЭДС определяют согласно правилу правой руки (рис.9). Если поставить правую руку так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, а отставленный большой палец указывал направление движения проводника, то вытянутые четыре пальца укажут направление индуцируемой ЭДС.

При изменении магнитного потока, охватываемого замкнутым контуром, в нем индуцируется ЭДС

 

 

где — промежуток времени, в течение которого магнитный поток изменяется на Ф.

 

В катушке с w витками . Знак «-» отражает правило Ленца:

Индуцированная ЭДС имеет такое направление, при котором созданный ею ток противодействует причине, вызвавшей появление ЭДС, т. е. противодействует изменению магнитного потока.

Запомните

■ Явление электромагнитной индукции широко используется

в различных электрических машинах и устройствах. На этом принципе основано устройство электрических генераторов,

двигателей и трансформаторов.

■ Направление ЭДС определяют согласно правилу правой руки.

■ Индуцирование ЭДС в проводнике происходит независимо от того, включен ли он в какую-либо электрическую цепь или нет. Если присоединить концы этого проводника к какому-либоприемнику электрической энергии, то под влиянием разности

потенциалов на концах проводника по замкнутой цепи потечет электрический ток.

■ Индуцируемая ЭДС стремится противодействовать причине, ее

вызывающей.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. В чем стоит суть закона электромагнитной индукции? Сформулируйте; его.

2. От каких параметров зависит ЭДС индукции?

3. Как определить направление индуцированной ЭДС в проводнике?

4. Где в технике используется явление электромагнитной индукции?