3. Контур выдвигается из поля

поток уменьшается

4. Контур вращается в магнитном поле (см. стр. 20)

Домашнее задание

Магнитный поток Р № 837(827)

Лекция 4 Направление индукционного тока.

Правило Ленца (1883 г) индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток.

Опыт Ленца

Описание опыта: замкнутое кольцо отталкивается от магнита, если его вдвигают в кольцо, и притягивается, если магнит выдвигают.

Движение кольца обусловлено магнитным полем индукционного тока.

Применение правила Ленца

Пример 1. Магнит движется вправо (вдвигается в контур)

1. Определить направление силовых линий внешнего поля B.

2. Определить, увеличивается или уменьшается магнитный поток через

контур.

3. Определить направление индукционного магнитного поля B_i

Если магнитный поток увеличивается, B_i направлено против B, компенсируя это увеличение. Если магнитный поток уменьшается, B_i направлено одинаково с B, компенсируя это уменьшение.

4. По правилу буравчика определить направление индукционного тока.

Пример 2 рамка выдвигается из контура

Магнитный поток уменьшается; индукционный ток течет по часовой стрелке

Пример 3. Магнит выдвигается из контура

Магнитный поток уменьшается

Индукционный ток течет

по часовой стрелке

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея)

ЭДС индукции

По закону ЭМИ изменение магнитного потока приводит к появлению ЭДС, которая называется ЭДС индукции.

Опыт показывает, что сила тока пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

По закону Ома для полной цепи сила тока равна отношению ЭДС к полному сопротивлению цепи

следовательно, ЭДС индукции пропорциональна скорости изменения магнитного потока

Закон электромагнитной индукции (Фарадея): ЭДС индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока, взятой с обратным знаком. Знак означает правило Ленца.

Для соленоида (катушка из N витков), полная ЭДС равна сумме ЭДС в каждом витке

Эти формулы можно применять только в случае, когда скорость изменения магнитного потока постоянна.

Более общая формулировка

ЭДС индукции вычисляется как производная магнитного потока, взятая с обратным знаком.

Вихревое электрическое поле

Причина появления ЭДС индукции в замкнутом контуре при изменении магнитного потока заключается в возникновении вихревого электрического поля в любой области пространства, где существует переменное магнитное поле. – гипотеза Максвелла. Силовые линии вихревого поля замкнуты.

Перечислим свойства известных нам полей

1. Электростатическое, возникает везде, где есть эл. заряды. Силовые линии начинаются и заканчиваются на зарядах. Потенциальное, т.е. работа по замкнутому контуру равна нулю. напряженность, потенциал.

2. Поле тока – магнитное, вихревое, работа по замкнутому контуру не равна нулю. Ток течет в сторону убывания потенциала. Поле действует только на движущиеся заряды.

3. Вихревое электрическое поле. Действует на любые заряды. Работа по замкнутому контуру равна ЭДС индукции. ЭДС индукции определяется законом Фарадея.

Если в область вихревого электрического поля поместить проводящий контур, в нем будет течь ток. Контур станет источником тока. Применим закон Ома для полной цепи.

Сопротивление контура является полным сопротивлением цепи.

Напряженность вихревого поля определяется формулой

где L – длина контура