Вопрос 33. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции для замкнутого проводящего контура

Закон Фарадея: всякое изменяющееся магнитное поле порождает в замкнутом проводнике ЭДС, т.е.

электрическое поле. Таким образом, электрическое поле порождается не только зарядами, но

изменяющимся магнитным полем.

Куда направлен индукционный ток, определяется правилом Э.Х. Ленца (1831 г., Эмилий Христианович

Ленц, русский физик, 1804–1865). Направление индукционного тока и, соответственно, знак ЭДС индукции

i E определяются правилом Ленца: индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать

причине, его вызывающей. Другими словами, индукционный ток создает магнитный поток, препятствующий

изменению магнитного потока, вызывающего ЭДС индукции. Правило Ленца выражает важное физическое

свойство – стремление системы противодействовать изменению ее состояния. Это свойство называют

электромагнитной инерцией.

1-й способ: перемещение проводящей рамки в магнитном поле неподвижной катушки.

2-й способ: изменение магнитного поля B, создаваемого катушкой, за счет ее движения или вследствие

изменения силы тока I в ней (или того и другого вместе). Рамка при этом остается неподвижной.

Вопрос 34. Что такое явление самоиндукции, индуктивность? Запишите формулу для эдс самоиндукции.

Самоиндукция — возникновение ЭДС индукции в замкнутом проводящем контуре[1] при изменении тока, протекающего по контуру.

Индукти́вность (или коэффициент самоиндукции) — коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре и магнитным потоком, создаваемым этим током через поверхность[1], краем которой является этот контур.[2][3] [4].

В формуле

Ф - магнитный поток, I - ток в контуре, L - индуктивность.

Вопрос 35. Что такое индуктивность? Запишите формулу для энергии магнитного поля контура с током.

Энергия магнитного поля, созданного током, прямо пропорциональна квадрату силы тока.

Вопрос 36. Энергия магнитного поля контура с током. Объемная плотность энергии магнитного поля.

Это физическая величина, численно равная отношению потенциальной энергии поля, заключенной в элементе объема, к этому объему. Для однородного поля объемная плотность энергии равна . Для плоского конденсатора, объем которого Sd, где S - площадь пластин, d - расстояние между пластинами, имеем

С учетом, что и

Вопрос 37. Вынужденные колебания. Резонанс напряжений. Амплитуда напряжения на конденсаторе при резонансе.

Вынужденные колебания — колебания, происходящие под воздействием внешних сил, меняющихся во времени. А – амплитуда колебаний, ₀ – циклическая частота, - начальная фаза колебания, – фаза колебания в момент времени t.

Резонанс напряжений: Если в цепи переменного тока, содержащей последовательно включенные конденсатор, катушку индуктивности и резистор, , то угол сдвига фаз между током и напряжением обращается в ноль, т.е. изменение тока и напряжения происходит синфазно.( )

. В данном случае полное сопротивление цепи становится минимальным, равным активному сопротивлению R цепи, и ток в цепи определяется этим сопротивлением, принимая максимальные (возможные при данном U_m­) значения. При этом паление напряжения на активном сопротивлению равно внешнему напряжению, приложенному к цепи (U_R=U), а падения напряжений на конденсаторе U_C и катушке индуктивности U_L одинаковы по амплитуде и противоположенные по фазе. добротность контура, определяемая выражением . Так как добротность обычных колебательных контуров больше 1, то напряжение на конденсаторе превышает напряжение, приложенное к цепи.