ВСЕ |0-9 |А |Б |В |Г |Д |Е |Ж |З |И |К |Л |М |Н |О |П |Р |С |Т |У |Ф |Х |Ц |Ч |Ш |Щ |Э |Ю |Я

Каталог статей Справочная информация Справочник по электротехнике

Поиск по тегам : электрический ток, носители заряда, постоянный ток, переменный ток, ампер, сила тока


Закон электромагнитной индукции Фарадея PDF Печать E-mail

Рейтинг 4.0/5 (295 голосов)


   Как известно, электрические токи создают вокруг себя магнитное поле. Связь магнитного поля с током привела к многочисленным попыткам возбудить ток  в контуре с помощью магнитного поля. Эта фундаментальная задача была блестяще решена в 1831 году английским физиком М.Фарадеем, открывшим явление электромагнитной индукции. Оно заключается в том, что в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции, охватываемого этим контуром, возникает электрический ток, получивший название индукционного. Вот примеры классических опытов Фарадея с помощью которых было обнаружено явление электромагнитной индукции.

 Активное изображение

 

   Опыт первый (см. рис. 1). Если в замкнутый на гальванометр соленоид вдвигать или выдвигать постоянный магнит, то в момент его вдвигания или выдвигания наблюдается отклонение стрелки гальванометра (возникает индукционный ток); направления отклонения стрелки при вдвигании и выдвигании магнита противоположны. Отклонение стрелки гальванометра тем больше, чем больше скорость движения магнита относительно катушки. При изменении полюсов магнита направление отклонения стрелки изменится. Для получения индукционного тока магнит можно оставлять неподвижным, тогда нужно относительно магнита передвигать соленоид.

 Активное изображение

 

   Опыт второй. Концы одной из катушек, вставленных одна в другую, присоединяются к гальванометру, а через другую катушку пропускается ток. Отклонение стрелки гальванометра наблюдается в момент включения или выключения тока, в момент его увеличения или уменьшения, или при перемещении катушек друг относительно друга (рис. 2). Направление отклонения стрелки гальванометра также противоположны при включении или выключении тока, при его увеличении или уменьшении, сближении или удалении катушек.

 

   Обобщая результаты своих многочисленных опытов, Фарадей пришел к выводу, что индукционный ток возникает всегда, когда происходит изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции. Например, при повороте в одноименном магнитном поле замкнутого проводящего контура в нем также возникает индукционный ток. В данном случае индукция магнитного поля вблизи проводника остается постоянной, а меняется только поток магнитной индукции сквозь контур.

 

   Опытным путем также было установлено, что значение индукционного тока совершенно не зависит от способа изменения потока магнитной индукции, а определяется лишь скоростью его изменения.

 

   Открытие явления электромагнитной индукции имело большое значение, так как была доказана возможность получения электрического тока с помощью магнитного поля. Этим была установлена взаимосвязь между электрическими и магнитными явлениями, что послужило в дальнейшем толчком для разработки теории электромагнитного поля.

 

   Анализируя результаты, полученные опытным путем, Фарадей пришел к количественному закону электромагнитной индукции. Он показал, что всякий раз, когда происходит изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции, в контуре возникает индукционный ток; возникновение индукционного тока указывает на наличие в цепи электродвижущей силы, называемой электродвижущей силой  электромагнитной индукции. Значение индукционного тока, а, следовательно, и э.д.с. электромагнитной индукции определяется только скоростью изменения магнитного потока, т.е.

 

          Активное изображение
 

 

   Теперь необходимо выяснить знак E. Вообще, знак магнитного потока зависит от выбора положительной нормали к контуру. В свою очередь, положительное направление нормали определяется правилом правого винта. Следовательно, выбирая положительное направление нормали, мы определяем как знак потока магнитной индукции, так и направление тока и э.д.с. в контуре.

 

  Пользуясь этими представлениями и выводами, можно соответственно прийти к формулировке закона электромагнитной индукции Фарадея: какова бы ни была причина изменения потока магнитной индукции, охватываемого замкнутым проводящим контуром, возникающая в контуре э.д.с

 

          Активное изображение
 

 

   Знак минус показывает, что увеличение потока (dФ/dt>0) вызывает э.д.с E < 0, т.е. поле индукционного тока направленно навстречу потоку; уменьшение потока (dФ/dt<0) вызывает E > 0, т.е. направление потока и поля индукционного тока совпадают. Знак минус в формуле правилом Ленца - общим правилом для нахождения направления индукционного тока, выведенного в 1833 г.

 

   Закон Фарадея можно сформулировать еще таким образом: э.д.с. электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.

 

   Этот закон является универсальным: э.д.с. не зависит от способа изменения магнитного потока.

 

   Э.д.с. электромагнитной индукции выражается в вольтах. Действительно, учитывая, что единицей магнитного потока является вебер (Вб), получим

 

          Активное изображение
 

 

  Активное изображение
Какова природа э.д.с. электромагнитной индукции? Если проводник (подвижная перемычка контура рис. 3) движется в постоянном магнитном поле, то сила Лоренца, действующая на заряды внутри проводника, движущиеся вместе с проводником, будет направлена противоположно току, т.е. она будет создавать в проводнике индукционный ток противоположного направления (за направление электрического тока принимается движение положительных зарядов).

 

   Таким образом, возбуждение э.д.с. индукции при движении контура в постоянном магнитном поле объясняется действием силы Лоренца, возникающей при движении проводника. Согласно закону Фарадея, возникновение э.д.с. электромагнитной индукции возможно и в случае неподвижного контура, находящемся в переменном магнитном поле. Однако сила Лоренца на неподвижные заряды не действует, поэтому в данном случае ею нельзя объяснить возникновение э.д.с. индукции.

 

   Максвел для объяснения э.д.с. индукции в неподвижных проводниках предложил, что всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле, которое и является причиной возникновения индукционного тока в проводнике. Циркуляция вектора ЕВ  этого поля по любому неподвижному контуру L проводника представляет собой  э.д.с. электромагнитной индукции:

 

          Активное изображение
 

         

 

Комментарии  

 
#1 Александр 23.06.2008 12:05
Добрый день!
Уважаемый администратор, не подскажете ответ на вопрос
об "открытии Мельниченко".
Автор "открытия" заявляет, что разделив обычный трансформатор (с ферритовым сердечником) на две части
и соединив их плотно через любой диэлектрик толщиной 1-2мм
при подаче импульсного постоянного тока на первую часть транса во второй возникает ЭДС и ток, никаким образом не влияющий на первую.
Цитировать
 
 
#2 Chui 24.12.2008 21:39
извините, пожалуйста, спасибо, досвидания и тд.
Цитировать
 
 
#3 Роман1 16.04.2009 22:23
Не влияющий на первую? На первичную обмотку может?
В чем вопрос состоит? Это обычный трансформатор с зазором... что здесь непонятного?
Цитировать
 
 
#4 4541 14.11.2010 21:07
Почему при переменном токе U,B Меньше,чем при постоянном
Цитировать
 
 
#5 777 18.01.2011 15:38
Фарадей рулит
Цитировать
 
 
#6 sewqqrrty 04.05.2011 17:19
извините кнопка заела. электромагнитно й индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.значит это и есть закон
Цитировать
 
 
#7 S.T.A.L.K.E.R. 04.05.2011 19:29
Здравствуйте у меня тут возник вопрос а как можно объяснить электрическое поле и его понятие и, чем оно отличается от электромагнитно го поля.
Цитировать
 
 
#8 S.T.A.L.K.E.R. 04.05.2011 19:32
Уважаемый администратор вы не можете подсказать? а что такое э.д.с
Цитировать
 
 
#9 Rest 08.05.2011 11:37
Спасибо админу
Цитировать
 
 
#10 Эль 03.10.2011 13:55
дорогой админ. подскажите пожалуйста формулу к закону фарадея, самую распространенну ю.
Цитировать
 

Добавить комментарий

Я надеюсь, что наши посетители воспитанные люди, и не будут употреблять не нормативную лексику. Не умеющие выражаться нормальным языком, больше не смогут никогда оставлять комментарии.


Защитный код
Обновить

Добавить в избранное | Сделать стартовой
  • М381

    Сегодня существует много возможностей купить амперметр М381, в том числе и через интернет.

    zapadpribor.com

  • ТСД

    О том, как настроить ТСД и подключить его к 1С.

    www.store.ru

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru

(c)