A törvény az elektromágneses indukció (Faraday-törvény)

Fedun VI Előadásjegyzetek fizika Elektromagnetizi

Elektromágneses indukció. A felfedezés a Faraday.

1831-ben, Michael Faraday készült egyik legfontosabb alapvető felfedezések elektrodinamika - talált yavlenieelektromagnitnoy indukció.

A zárt, áramvezető kör a mágneses fluxus (fluxus vektor

) Ebbe a kör, az elektromos áram.

Ez az áram az úgynevezett indukciós.

Előfordulása indukált áram azt jelenti, hogy amikor a mágneses

az áramkörön átfolyó bekövetkezik EMF indukció

(Munkavégzés átadó egység töltés egy zárt áramkört). Megjegyezzük, hogy az értéketeljesen független, hogy a változás a mágneses fluxus végezzük, és esetben csak a változás mértéke, azaz, érték. Módosítása a jel a származékosznakae.d.s változáshoz vezet. indukció .

Faraday felfedezte, hogy az indukált áram is elérhető két különböző módon, hogy könnyű elmagyarázni segítségével a rajzot.

1. út: mozgó keret

egy mágneses mező egy álló tekercs(Lásd. Ris.26.1).

2. módja: változások a mágneses mező

, útján tekercs, miatt mozgás vagy változás a jelenlegi ereje(vagy mindkettő együttesen). váznyugalomban.

Mindkét esetben, a galvanométer

Ez megmutatja a jelenlétét az indukált áram a keretben.

Az irány az indukált áram, és ennek megfelelően a jel elektromotoros erő indukció

határozza meg Lenz szabály.

Indukciós áram mindig úgy irányítjuk, hogy ellensúlyozza az oka, hogy az úgynevezett.

Lenz szabály kifejezi fontos fizikai tulajdonság - az a tendencia, hogy a rendszer ellensúlyozására változás állapotát. Ezt a tulajdonságot nevezzük elektromágneses tehetetlenség.

Bármi legyen is az oka a változás a mágneses fluxus által lefedett zárt vezető hurok fordul elő, hogy az áramkör elektromotoros erő Indukciós határozza meg a képlet

Jellege elektromágneses indukció.

Annak érdekében, hogy meghatározzák a fizikai okok vezetnek az EMF indukciós következetesen Két esetet.

1. Az áramkör mozgó állandó mágneses tér.

Hagyja kontúrt egy mozgatható crosspiece hossza

Ez egy mágneses mező merőleges a sík a kontúr (lásd 26.2). Ha mozog a jumper a sebességjobbra, ugyanazzal a sebességgel, és kezdjük el mozgatni a fuvarozók a híd - az elektronok. Ennek eredményeként, az egyes elektron kezdődik

,

okozva mozgását elektronok keresztdarab lefelé, azaz a áram fog felfelé.

Eloszlatása a díjak létrehoz egy elektromos mezőt, ami gerjeszti áram az egyéb áramköri részeket.

Ez az indukált áram.

mágneses erő

Ő játssza a szerepét egy külső erő. Mi lehet társítani egyenértékű területén a külső erők

.

Elektromotoros erő által termelt ezen a területen az úgynevezett indukciós elektromotoros erő

. A mi esetünkben,

.

Itt a „mínusz” jelnek, mert a felek területén

ellen irányul pozitív áram utat által meghatározott szabály a jobb csavart. terméka sebesség növekmény áramkör terület (terület egységnyi idő növekmény), így

,

ahol

- növekménye mágneses fluxus a hurkon.

.

Ez az eredmény is általánosítható az esetben, tetszőleges orientációját a mágneses indukció vektor

síkjához képest a kontúr és bármely kontúr mozgó (és / vagy deformálható) önkényesen inhomogén külső állandó mágneses mező.

Tehát EMF izgalom indukciós hurok mozgás állandó mágneses mező magyarázható a befolyása a mágneses komponens a Lorentz-erő arányos

, amely akkor keletkezik, amikor mozog a karmester.

2. Az áramkör nyugszik egy váltakozó mágneses mezőt.

A kísérletileg megfigyelt indukciós áram előfordulása azt sugallja, hogy ebben az esetben jelenik meg az áramkörben a külső erők, amelyek most társított időben változó mágneses mező. Mi a természet? A válasz erre az alapvető kérdésre adta Maxwell.

Mivel a vezető nyugalomban, a sebesség rendezett mozgását elektromos töltés

és ezért a mágneses erő arányos, Azt is nulla, és nem okozhat a díjak mozogni. Eltekintve azonban a mágneses erő az elektromos töltés csak ható erő egy részét elektromos mező egyenlő. Ezért továbbra is kötni chtoinduktsionny jelenlegi okozta elektromos mező , előforduló időbeli változását egy külső mágneses mező. Ez az elektromos mező és felelős a megjelenését az EMF helyhez kötött indukciós áramkör. Maxwell, időben változó mágneses mező generál a környező elektromos mező. A megjelenése az elektromos mező nem kapcsolódik a jelenléte a vezető áramkör, ami csak képes észlelni előfordulását abban az indukált áram létezését ezen a területen.

A megfogalmazás a törvény az elektromágneses indukció. adott Maxwell, ez az egyik legfontosabb általánosítások elektrodinamika.

Bármilyen változás a mágneses mező a környező tér gerjeszti elektromos mező idővel.

A matematikai megfogalmazása a törvény az elektromágneses indukció a megértése Maxwell:

A keringetési intenzitása vektort

ezen a területen bármely rögzített zártEz adja

,