Індукція

Електростатична індукція — явище перерозподілу електричного заряду в тілах під впливом інших зарядів.

Електростатична індукція виникає, коли до тіла піднести інше заряджене тіло. Якщо в такому тілі існують вільні заряди, то вони перетікають з однієї частини тіла в іншу. Наприклад, при піднесенні додатньо зарядженого тіла до нейтрального тіла, від'ємно заряджені вільні електрони в нейтральному тілі перетечуть в частину тіла, розташовану ближче до додатнього заряду, залишаючи далеку частину додатньо зарядженою. Таким чином утворюється наведений заряд.

Електростатична індукція виникає в провідниках, оскільки в них є вільні носії заряду. В діелектриках в електричних полях інших тіл виникає поляризація.

Перетікання заряду в провідниках продовжується доти, доки електростатичний потенціал усіх точок провідника не стане однаковим, оскільки при рівності потенціалу електричні струми припиняються.

Електромагнітна індукція — виникнення електрорушійної сили у провіднику, що перебуває у змінному магнітному полі.

Явище електромагнітної індукції відкрив у 1831 році Майкл Фарадей. До того було відомо, що електричний струм у провіднику створює магнітне поле. Однак оберненого явища не спостерігалося. Постійне магнітне поле не створює електричного струму. Фарадей встановив, що струм виникає при зміні магнітного поля. Якщо підносити й віддаляти до рамки з провідного матеріалу постійний магніт, то стрілка підключеного до рамки вольтметра відхилятиметься, детектуючи електричний струм. Ще краще це явище проявляється, якщо вставляти (виймати) магнітне осердя в котушку з намотаним провідником.

Фарадей встановив кількісний закон електромагнітної індукції, описавши його рівнянням:

де

 — електрорушійна сила (ЕРС), яка виникає в котушці, що перебуває у змінному магнтіному полі, у вольтах

N — кількість витків у котушці

Φ — магнітний потік у веберах

Якщо в провіднику виникає електрорушійна сила, то відповідно, індукований в ньому струм буде визначатися за законом Ома формулою

,

де R - опір провідника. Такий струм називається індукційним струмом.

Питання

1. Що таке електростатична індукція ?

2. Що таке електричний заряд ?

3. Що таке провідник ?

4. Що таке поляризація ?

5. Що таке електростатичний потенціал ?

6. Що таке електромагнітна індукція ?

7. Хто такий Майкл Фарадей ?

8. У якому році було відкрито електромагнітну індукцію ?

9. Що створює електричний струм ?

10. Як виникає струм ?

Потенціал

Потенціа́л (рос. потенциал, англ. potential, нім. Potential n) — скалярна характеристика фізичного поля.

Енергетична характеристика даної точки будь-якого силового поля. Чисельно дорівнює роботі, яку здійснюють сили поля, переміщуючи одиницю маси (потенціал тяжіння) чи електричного заряду (електростатичний потенціал) з даної точки поля в точку, де потенціал вважають рівним нулю.

Потенціал — універсальна функція координат простору (яка не залежить від часу), що характеризує роботу, необхідну для переміщення пробного об'єкта із деякої фіксованої точки простору в дану точку. В якості фіксованої точки простору загалом приймають точку, яка знаходиться на безмежності. Отже, потенціал — це величина, що чисельно (але не за розмірністю) дорівнює роботі, витраченої на переміщення пробного об'єкта з безмежності в дану точку простору.

Потенціал існує не для всіх полів, а лише для полів такої конфігурації, де робота з переміщення об'єкта не залежить від шляху, яким відбувається переміщення, а залежить лише від координат початкової та кінцевої точки переміщення.

Потенці́альні си́ли у фізиці — сили, які можна виразити через градієнт певної функції координат, яка називається потенціалом або потенціальною енергією.

Для того, щоб сила   була потенціальною, необхідно, щоб вона залежала тільки від координат частинки, а крім того виконувалася умова

.

В такому випадку силу   можна записати у вигляді

,

де   - певна функція координат, яку називають потенціалом.

До потенціальних сил належать сила тяжіння, сила електростатичної взаємодії.

Серед непотенціальних сил найзначимішими є сила Лоренца та сила тертя. Сила Лоренца залежить не від координати частки, а від її швидкості. Сили тертя є дисипативними силами, які розсіюють механічну енергію, перетворюючи її в теплову. Сили тертя протидіють рухові й теж загалом залежать від швидкості тіла.