Инварианты эмп

Величины и ЭМП зависят от ИСО. При этом существуют инвариантные величины, не зависящие от ИСО: ;

• Каждый из инвариантов относится к одной и той же ПВТ поля.

• Все известные опыты свидетельствуют в пользу того, что электрический заряд и теорема Гаусса применима в любой ИСО, т.е. также инвариантна.

Электромагнитная индукция

В 1831г. Фарадей обнаружил, что при изменении магнитного потока через проводящий контур в нем возникает ток. При этом:

1. появление индукционного тока означает появление ЭДС индукции ;

2. не зависит от механизма изменения магнитного потока, а зависит только от скорости его изменения . Изменение знака приводит к изменению знака ;

3. изменение может быть вызвано способами:

а) рамка неподвижна, изменяется;

б) рамка подвижна, неизменно;

в) рамка подвижна, изменяется;

4. выполняется правило Ленца: индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать причине, его вызывающей.

   • Правило Ленца выражает противодействие системы изменению ее состояния.

   • Индукционные токи возникают также и в массивных проводниках (токи Фуко).

Закон электромагнитной индукции

- закон электромагнитной индукции.

Знак « - » связан с правилом знаков:

1. произвольно выбираем нормаль к контуру;

2. по правилу правого винта укажет положительное направление обхода контура;

3. знак потока : если , то >0 и обратно;

4. знак : если создает ток в направлении обхода контура, то >0 и обратно.

Если контур состоит из витков, то полный магнитный поток (потокосцепление) через него и в нем возникает .

Природа электромагнитной индукции

Случай 1: Контур движется в постоянном магнитном поле.

Р ассмотрим контур с одной подвижной стороной, которая движется со скоростью ; направлен от нас нормально плоскости конура. Электроны перемычки движутся со скоростью и на каждый из них со стороны поля действует магнитная сила . Электроны перемещаются по перемычке вниз, т.е. индукционный ток течет вверх Перераспределившиеся заряды (на поверхности проводника) создадут электрическое поле, которое возбудит ток и в остальных участках контура.

_{Магнитная сила играет роль сторонней силы, ей соответствует поле} . При этом ,т.е. _{возникновение εi при движении контура в магнитном поле}

_{обусловлено действием магнитной силы.}

• _{Это справедливо при любом движении любого контура в постоянном магнитном поле.}

_{Случай 2: Контур покоится в переменном магнитном поле.}

_{Возникновение в контуре индукционного тока говорит о появлении}

сторонних сил с . Контур неподвижен ( ), т.е. и значит, природа сторонних сил немагнитная. Поскольку других сил (приводящих электроны контура в движение) кроме электрических и магнитных нет, то природа сторонних сил электрическая, т.е. изменяющееся во времени магнитное поле порождает электрическое поле. Максвелл предположил, что это явление происходит независимо от наличия контура (который служит индикатором явления) и тогда для сторонних электрических сил .

• Символ частной производной подчеркивает, что контур неподвижен.

• _{Дифференцирование по времени и интегрирование по поверхности можно поменять местами, т.к. контур и поверхность неподвижны.}

_{Тогда , откуда видно, что изменение приводит к возникновению εi , т.е.}

_{природа εi магнитная.}

_{Максвелл показал, что такое электрическое поле является вихревым, его линии замкнуты и не связаны (в отличие от электростатического поля) с электрическими зарядами.}