ЛЕКЦИЯ № 9
Гл. 4. Электромагнитная индукция
Явление электромагнитной индукции
Для протекания электрического тока в замкнутом контуре нужен источник (батарея, аккумулятор, генератор и т. п.), однако ток в замкнутом контуре может протекать и без источника, но для этого магнитный поток, проходящий через поверхность, ограниченную контуром, должен изменяться.
Опыты Фарадея:
1) две катушки ® Вкл, Выкл.;
2) реостат;
3) ферромагнетик;
4) постоянный магнит.
Явление возникновения индукционного тока в замкнутом контуре, через поверхность которого проходит изменяющийся магнитный поток, называется явлением электромагнитной индукции (открыто английским физиком Фарадеем).
Основной закон электромагнитной индукции (закон Фарадея-Ленца) определяет ЭДС индукции, возникающую в замкнутом контуре при изменении пронизывающего его магнитного потока:
= 
, (9-1)
где N – количество витков в замкнутом контуре;
- потокосцепление.
Знак «минус» в законе (9-1) соответствует правилу Ленца: индукционный ток всегда имеет такое направление, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток.
Магнитный поток через поверхность замкнутого контура:
Изменить 
во времени можно
.
.
.
Силу индукционного тока в замкнутом контуре можно вычислить по закону Ома для замкнутой цепи:
, (9-2)
где R – сопротивление проводов контура (r = 0 – в цепи нет источника).
Генератор электрического тока!
 |
- статор (постоянный магнит)
- ротор, якорь (вращающаяся рамка, катушка)
ГЭС ТЭЦ АЭС
Вихревые токи Фуко!
ЭДС индукции возникает и в незамкнутом проводнике, если он движется в магнитном поле.
- незамкнутый проводник движется с постоянной скоростью.
при a = 0° 
(9-3)
- фюзеляж самолета;
- колесная пара.
- незамкнутый проводник равномерно вращается в магнитном поле.
при a = 0° 
(9-4)
Индуктивность контура. Явление самоиндукции
Любой замкнутый контур создает магнитный поток, если в нем протекает электрический ток. При этом в разных контурах создаются разные магнитные потоки, даже если сила тока в них одинаковая – контуры отличаются индуктивностью.
Индуктивность контура L – скалярная физическая величина, равная отношению суммарного магнитного потока, проходящего через все витки контура N F m, к силе тока I в замкнутом контуре:
. (9-5)
В СИ индуктивность измеряется в генри (Гн).
Индуктивность контура не зависит ни от магнитного потока, ни от силы тока в контуре, она зависит от размеров и формы контура и от магнитных свойств среды, в которой находится контур. Так, для соленоида индуктивность вычисляется по формуле:
, (9-6)
где 
количество витков N соленоида, отнесенное к длине ℓ соленоида;
V – объем соленоида.
(
)
Если по замкнутому контуру пропускать изменяющийся электрический ток, то он будет создавать изменяющееся магнитное поле. А изменяющийся через площадь контура магнитный поток приведет к возникновению в контуре ЭДС.
Явление возникновения индукционного тока в замкнутом контуре, по которому проходит изменяющийся электрический ток, называется явлением самоиндукции.
ЭДС самоиндукции, которая при этом возникает в контуре, согласно закону (9-1) и отношению (9-5) вычисляется (L = const) по уравнению:
. (9-7)
L – мера инертности контура по отношению к изменению силы тока в нем.
«Правило Ленца»: индукционный ток всегда имеет такое направление, чтобы своим магнитным полем противодействовать причине, его вызывающей.
Экстратоки!