5 от учебника К

§ 5. електромагнитна индукция. Правило на Ленц

Когато магнитният поток се променя през затворен контур, в него възниква ЕМП на индукция, равна на модула на скоростта на изменение на магнитния поток, и съответният индукционен ток е насочен така, че да компенсира тази промяна.

Тъй като източниците на електрическо и магнитно поле са електрически заряди, тези полета трябва да са тясно свързани помежду си. За първи път връзката между магнитните и електрическите явления е доказана от английски физик М. Фарадей, който откри феномен на електромагнитната индукция (EMP) - появата на ток в проводник, когато той е в променящо се магнитно поле или се движи в постоянно магнитно поле.

За да демонстрираме EMP феномена, нека вземем постоянен магнит и намотка от тел, свързани към чувствителен галванометър. Докато магнитът е неподвижен спрямо бобината, в него няма ток. Веднага след като магнитът започне да се плъзга вътре в бобината, в нея се появява ток (Фиг. 5и). Когато магнитът се извади от намотката, знакът на тока се променя на противоположния (фиг. 5б). Този ток се нарича индукционен ток. Индукционният ток възниква в проводяща верига не само в случаите, когато се движи спрямо постоянен магнит (фиг. 5a-b), но също така и с всякакви промени във външното магнитно поле, например при изключване или включване на тока през близкия електромагнит.

За количествено описание на явлението EMP е необходимо да се въведе нова физическа величина - поток на магнитна индукция или магнитен поток. Магнитен поток F през плоска затворена проводима верига с повърхност С, разположен в еднородно магнитно поле се нарича стойност, равна на произведението на модула на магнитната индукция IN, контурна област С и косинус на ъгъла а между вектора на магнитната индукция и нормалата н до равнината на контура (фиг. 5в):

Фиг. 5в от това следва, че магнитният поток е пропорционален на броя на магнитните индукционни линии, проникващи през повърхността на тази верига. Единицата на магнитния поток SI е weber (Wb): 1 Wb = 1 T. m 2 .

Резултатите от експериментите на Фарадей показват, че индукционният ток в затворен контур се появява, когато магнитният поток се променя през повърхността, ограничена от този контур. Посоката на индукционния ток помага да се определи Правило на Ленц - магнитното поле на индукционния ток противодейства на промяната в магнитния поток, от който е причинен.

Появата на индукционен ток показва, че в проводящата верига се появяват външни сили, действащи на свободни заряди. Размерът на външните сили, появяващи се в затворен цикъл по време на EMP явления, се характеризира с ЕМП индукция, Е. i, което е свързано с магнитния поток през тази верига, както следва:

където D Ф е промяната в магнитния поток през веригата, настъпила през времевия интервал D т, и знакът минус показва, че да се изчисли Е. i Правилото на Ленц трябва да се спазва. Извиква се уравнение (5.2) EMR закон.

Изучаване на феномените EMP, английски физик Дж. Максуел стигна до заключението, че вариращото във времето магнитно поле винаги генерира електрическо поле, а свободните електрони на проводимата верига, разположени на това място, позволяват само регистрирането на това електрическо поле под формата на индукционен ток. В този случай възникващото електрическо поле е вихрово (подобно на магнитното), тъй като силовите му линии са затворени.

Въпроси за преглед:

Какво е EMP феноменът?
Какво се нарича магнитен поток и в какви единици се измерва в SI?
Като правило Lenz помага да се определи посоката на индукционния ток?
Какво е EMF индукция?
Как е формулиран EMP законът и защо в него има знак минус?

Фигура: 5. Поява на индукционен ток Аз ind в бобината, когато е поставен постоянният магнит (и) или премахнете от него (б); (в) - за определяне на величината на магнитния поток.