Электромагнитная индукция. ЭДС индукции.

Фарадей открыл, что во всяком замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность ограниченную этим контуром, возникает электрический ток. Это явление называется электромагнитной индукцией, а возникающий ток - индукционным.

Закон Фарадея: ЭДС индукции, возникающая в замкнутом контуре, не зависит от способа, которым вызывается изменение потока магнитной индукции F, и определяется лишь скоростью изменения магнитного потока F, т.е. dF/dt.

Правило Ленца: магнитное поле возникающего индукционного тока стремится препятствовать вызвавшему его изменению магнитного потока.

Φ = BS cos α

ЭДС индукции в контуре равна скорости уменьшения потока индукции F, пронизывающей этот контур.

Таким образом, индукционный ток в контуре имееттакое направление, что его собственное магнитное поле компенсирует изменение потока магнитной индукции, вызывающее этот ток (рис.20.)

Для контура из N витков вращающегося в магнитном поле с постоянной угловой скоростью w площадью S магнитная индукция равна

Электрический ток I, текущий в любом контуре, создает пронизывающий этот контур магнитный поток Y = NΦ = NS. При изменении I будет изменяться также и Y, и следовательно в этом контуре будет индуцироваться ЭДС. Это явление называется самоиндукцией.

При изменении силы тока в контуре возникает ЭДС самоиндукции

при L = const

Если индуктивность контура определяется катушкой индуктивности, то

m - магнитная проницаемость вещества сердечника катушки, n – число витков на единицу длины, l – длина катушки индуктивности, S – площадь поперечного сечения, V – объем катушки.

Благодаря явлению самоиндукции при замыкании или размыкании цепи постоянного тока, в которой содержится катушка индуктивности, ток изменяется по экспоненте:

При размыкании (рис.21, кривая 1)

При замыкании (рис.21, кривая 2)

Проводник с индуктивностью L, по которому течет ток I обладает энергией, которая равна энергии магнитного поля заключенного внутри катушки индуктивности:

при этом объемная плотность энергии магнитного поля равна