Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Природа ЭДС электромагнитной индукции.

При всяческих изменениях магнитного поля в области, ограниченный контуром проводника, в последнем возникает электродвижущая сила индукции. Это явление называется электромагнитной индукцией.

Опыты Фарадея проводят так: берут катушку с током К₁ и катушку без тока К₂. Концы катушки К₂ присоединяют к гальванометру. Индукционный ток I₂ возникает в тех случаях, когда: 1) катушки деформируют или перемещают одну относительно другой; 2) около К₂ замыкают или размыкают; 3) изменяют реостатом R ток I₁. В первом случае механическая энергия превращается в электрическую. Во втором и третьем случаях электрическую энергию переносят с первого контура в другое магнитное поле ток I₁.

В явлении электромагнитной индукции большое значение имеет не изменение силы подведенного тока, а изменение его магнитного поля. Чтобы убедится в этом, вместо катушки берут постоянный магнит. Индукционный ток возникает в случаях относительного перемещения постоянного магнита и катушки.

Все предыдущие опыты показуют, что ЭДС электромагнитной индукции возникает всегда тогда, когда изменяется поток линий магнитной индукции Ф через площадь, ограниченным контуром К₂, независимо от того, чем обусловлена это изменение потока индукции.

Закон Фарадея:

ЭДС электромагнитной индукции в контуре чи­сленно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.

«—» показывает, что увеличение потока dФ/dt>0 вызовет ЭДС ε_i<0, т.е. поле индукционного тока направлено навстречу потоку, а уменьшение потока dФ/dt<0 вызовет ε_i>0, т.е. направление потока и поле индукционного тока совпадут.

Общее правило прохождения индукционного тока называется правилом Ленца: индукционный ток в контуре имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызвавшему этот индукционный ток.

Природа электромагнитной индукции состоит в следующем: при движении проводника в постоянном магнитном поле сила Лоренца, действующая на заря­ды внутри проводника, движущиеся вместе с провод­ником, направлена противоположно току, т.е. она создает в проводнике индукционный ток противопо­ложного направления, следовательно, ЭДС индукции при движении контура в постоянном магнитном поле объясняется действием силы Лоренца, возникающей при движении проводника.