Тема 3.2.10 Явище електромагнітної індукції. Закон Ленца. Закон електромагнітної індукції.

 

План

1 Явище самоіндукції.

2 Правило Ленца.

3 Індукційний струм у прямому провіднику.

4 Закон електромагнітної індукції.

 

Література:

[1] Чолпан П.П. Фізика: Підручник. – К.: Вища шк., 2004. – 567 с.

(§ 9.8-9.9)

[2] За редакцією І.Є. Лопатинського. Зачек І.Р., Кравчук І.М., Романишин Б.М. та ін. Курс фізики:

Навчальний підручник. – Львів: Видавництво «Бескид Біт», 2002 р. – 367 с. (§ 79)

 

1 Після відкриття Ерстеда, в якому було доведено, що навколо провідників із струмом існує магнітне поле, природно було поставити питання про можливість утворення електричного струму у провідниках за допомогою магнітного поля. Це питання розв’язав М. Фарадей, який в 1831 р. показав, що в замкненому провіднику виникає електричний струм при будь-яких змінах магнітного потоку через площу, охоплену цим провідником.

Явище виникнення у провіднику електрорушійної сили при зміні магнітного поля, що пронизує площу контура провідника, називається електромагнітною індукцією. Якщо провідник замкнений, то в ньому виникне електричний струм. Струм, що виникає у провіднику при електромагнітній індукції, називається індукційним.

Виникнення індукційного струму завжди пов’язане із зміною магнітного потоку через контур провідника.

 

 

2 Загальне правило, за допомогою якого можна визначити напрямок індукційного струму в замкненому провіднику, сформулював Е.Х. Ленц: індукційний струм у замкненому провіднику завжди має такий напрямок, що створений цим струмом власний магнітний потік протидіє тим змінам зовнішнього магнітного потоку, які збуджують індукційний струм.

Використовуючи закон Ленца для визначення напряму індукційного струму, треба:

1) знайти причину, яка створює індукційний струм;

2) вважати, що індукційний струм протидіє цій причині, знайти напрямок його магнітного поля;

3) визначити напрямок індукційного струму за напрямком його магнітного поля.

 

 

3 Завдяки явищу електромагнітної індукції можна перетворити механічну енергію в електричну, а також передавати електричну енергію з одного кола в інше.

Якщо індукційний струм виникає у прямому провіднику, який є ділянкою замкненого кола і рухається в зовнішньому магнітному полі перпендикулярно до ліній індукції, напрямок струму можна визначити за правилом правої руки: праву руку треба помістити в магнітному полі так, щоб лінії напруженості входили в долоню, а відставлений під прямим кутом великий палець збігався з напрямом переміщення провідника. Тоді чотири витягнуті пальці вкажуть напрямок індукційного струму в цьому провіднику.

Індукційний струм І₁ у замкненому провіднику з опором R виникає під дією ε_і , яку можна виразити за законом Ома ε_і = I_іR; ε_{і =} Вυlsinα.

 

 

4 Електрорушійна сила електромагнітної індукції в замкненому контурі числово дорівнює і протилежна за знаком швидкості зміні магнітного потоку крізь поверхню, обмежену контуром.

Якщо Е.Р.С. індукції виникає при зміні магнітного потоку, який пронизує котушку з N витків, то її величина буде відповідно в N разів більшою, ніж для одного витка, тобто

 

Контрольні запитання

 

1 Що називається електромагнітною індукцією?

2 Який струм називають індукційним?

3 Що треба для визначення напряму індукційного струму?

 

Змістовий модуль 3.2 Магнетизм. Магнітне поле електричного струму.

Тема 3.2.11 Вихрове електричне поле. Вихрові струми. (Самостійне вивчання)

 

План

1 Вихрове електричне поле, його властивості.

2 Вихрові струми Фуко.

3 Використання струмів Фуко.

Література:

[4] І.М. Кучерук. Загальний курс фізики: 2 том, Підручник. – К.: Техніка 2006. – 452 с. § 10.1-10.3

 

1 Індукційний струм у замкнутому контурі може виникнути під час руху провідного контуру в полі магніту, під час руху магніту відносно замкненого провідного контуру і під час зміни струму в котушці яка створює магнітне поле. Все це зводиться до одного загального правила: