Закон Фарадея и его вывод из закона сохранения энергии

В результате опытов, Фарадей пришел к выводу, что индукционный ток возникает всегда, когда происходит изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции. Например, при повороте в однородном магнитном поле замкнутого проводящего контура в нем также возникает индукционный ток, так как меняется поток магнитной индукции через площадь контура (Ф = ВScosα). Было также установлено, что величина индукционного тока не зависит от способа изменения потока магнитной индукции, а определяется лишь скоростью его изменения. Открытие явления электромагнитной индукции имело большое значение, так как была доказана возможность получения электрического тока с помощью магнитного поля. Этим была установлена взаимосвязь между электрическими и магнитными явлениями, что послужило в дальнейшем толчком для разработки теории электромагнитного поля.

Обобщая результаты своих многочисленных опытов, Фарадей пришел к количественному закону электромагнитной индукции. Величина индукционного тока, а следовательно, и э.д.с. электромагнитной индукции Е_i, определяются только скоростью изменения магнитного потока, т. е.

Е_i ~dФ/dt. (14.1)

Пользуясь выводами Фарадея, Максвелл сформулировал закон электромагнитной индукции (он называется законом Фарадея): какова бы ни была причина изменения потока магнитной индукции, охватываемого замкнутым проводящим контуром, возникающая в контуре э.д.с. пропорциональна скорости изменения магнитного потока

Е_i = − dФ/dt. (14.2)

Знак минус в формуле (14.2) является математическим выражением правила Ленца - общего правила для нахождения направления индукционного тока, выведенного в 1833 г.: индукционный ток в контуре имеет всегда такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызвавшему этот индукционный ток.