Изменение магнитного потока, проходящего через площадь, приводит к возникновению электрического поля вдоль контура, ограничивающего эту площадь.
Интенсивность этого электрического поля пропорциональна скорости изменения магнитного потока.
Изменить магнитный поток через контур можно тремя способами:
- изменить площадь контура;
- изменить интенсивность магнитного поля;
- изменить взаимную ориентацию магнитного поля и плоскости, в которой лежит контур.
E=−dΦ/dt
ΦΦ - поток вектора магнитной индукции сквозь поверхность, натянутую на контур (Вб)(Вб)
tt - время изменения потока вектора магнитной индукции (с)(с)
EE - электродвижущая сила электромагнитной индукции в контуре (В)
Электрический ток, текущий в замкнутом контуре, создает вокруг себя магнитное поле, индукция которого, по закону Био-Савара-Лапласа пропорциональна току. Сцепленный с контуром магнитный поток Ф поэтому пропорционален току I в контуре:
Ф = L· I, [1]
где коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью контура.
При изменении силы тока в контуре будет изменяться также и сцепленный с ним магнитный поток; следовательно, в контуре будет индуцироваться э.д.с. Возникновение э.д.с. индукции в проводящем контуре при изменении в нем силы тока называется самоиндукцией. Единицей измерения индуктивности является генри (Гн).
Полный магнитный поток, сцепленный со всеми витками
Тогда с учетом формулы [1] получим формулу для расчета индуктивности
В которой хорошо видно, что индуктивность зависит от числа витков N,от длины соленоида l,от площади S, от магнитной проницаемости μ тойсреды, из которого изготовлен сердечник соленоида.
ЭДС самоиндукции (еще называют противо-ЭДС)
При L=const, т.е. контур не деформируется и магнитная проницаемость не изменяется
Знак минус показывает, что наличие индуктивности в контуре приводит к замедлению тока в нем.
Теперь и сам закон Ленца, кото рый звучит так:
если по произвольному контуру, протекает изменяющийся ток, то он создает собственный изменяющийся магнитный поток, наводящий в контуре противо-ЭДС, направленный так, чтобы воспрепятствовать всякому изменению тока.
Таким образом, появление в контуре с током ЭДС возможно при двух непременных условиях: изменяющемся характере тока и наличие индуктивности в цепи.
Закон Ампера показывает, с какой силой действует магнитное поле на помещенный в него проводник. Эту силу также называют силой Ампера.
Формулировка закона: сила, действующая на проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле, пропорциональна длине проводника, вектору магнитной индукции, силе тока и синусу угла между вектором магнитной индукции и проводником.
Формула 1 — Закон Ампера
B индукция магнитного поля, в котором находится проводник с током
I сила тока в проводнике
dl бесконечно малый элемент длинны проводника с током
альфа угол между индукцией внешнего магнитного поля и направлением тока в проводнике
Рисунок 1 — правило левой руки
