December 05 2016 16:37:36
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
Электромагнитная индукция
Основы электростатики

1. Явление электромагнитной индукции.

2. Основной закон электромагнитной индукции.

3. Явление самоиндукции. Индуктивность.

4. Правило Ленца.

5. Сторонние силы, определяющие ЭДС электромагнитной индукции.

6. Вихревое электрическое поле.

7. Обобщение теоремы о циркуляции вектора напряженности электрического поля.

8. Вихревые токи (токи Фуко).

Как уже отмечалось, описание электрического и магнитного полей в различных инерциальных системах отсчета показывает относительность разделения единого электромагнитного поля на электрическую и магнитную компоненты. Кроме того, движущийся электрический заряд создает в окружающем пространстве как электрическое, так и магнитное поле. В связи с этим возникает вопрос о том, может ли электрическое поле непосредственно создавать магнитное поле и наоборот. Иными словами, существует ли генетическая связь между электрическими и магнитными полями в отсутствие движущихся и электрических зарядов.

Такие вопросы о причинно-следственной связи между электрическими и магнитными явлениями были поставлены М. Фарадеем (1791-1867г). В 1823 г он записал в своем дневнике: «Обратить магнетизм в электричество». Серия экспериментов, продолжавшаяся около 10 лет, привела в 1831 г к открытию явления электромагнитной индукции. Это явление заключается в том, что при определенных условиях магнитное поле создает электрический ток и электрическое поле. Вопрос о создании магнитного поля электрическим был решен теоретически Д. К. Максвеллом, который ввел понятие тока смещения.

В своих опытах М. Фарадей исходил из принципа симметрии явлений природы. Если электрический ток создает в окружающем пространстве магнитное поле, то вполне возможно возбуждение электрического тока с помощью магнитного поля.

img695

Рис.9.1

Схема опыта М. Фарадея, в котором было открыто явление электромагнитной индукции, показана на рис. 9.1. Здесь М.С. – магнитный сердечник, связывающий проводящие контуры I и II посредствам магнитного поля. Это магнитное поле создается током проводимости, протекающим в контуре I при замкнутом ключе К за счет источника постоянной ЭДС img696. В качестве датчика тока в контуре II М. Фарадей использовал магнитную стрелку, расположенную в плоскости, перпендикулярной проводнику. Предполагалось, что направление вектора магнитной индукции img697 будет указывать направление северного полюса магнитной стрелки.

Основная проблема проводимых опытов связана с тем, что в контуре II ток возникает только тогда, когда в магнитном сердечнике создается переменное во времени магнитное поле. Такое переменное во времени магнитное поле в опытах М. Фарадея существует в очень короткие промежутки времени замыкания и размыкания ключа К. К  счастью, М. Фарадею удалось зафиксировать изменение ориентации магнитной стрелки в один из таких моментов.

На основе своих опытов М. Фарадей сформулировал основной закон электромагнитной индукции: если проводящий контур img698 пронизывает переменный во времени магнитный поток img699, то в этом контуре возникает ЭДС индукции img700 определяемая уравнением

img701,                                                                         (9.1)

где магнитный поток

img702.                                                                             (9.2)

Здесь img703 - площадь элемента поверхности, натянутой на контурimg704, img705 - единичный вектор нормали к данному  элементу. Направление обхода контура img706 при определении ЭДС индукции выбирается таким, чтобы при наблюдении с конца вектора img707 обход совершался прготив хода часовой стрелки. В системе СИ магнитный поток измеряется в веберах (Вб).

Благодаря ЭДС индукции в проводящем контуре возникает индукционный ток

img708 ,                                                                              (9.3)

где R – сопротивление контура, который впервые наблюдал М. Фарадей.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.05 секунд 4,195,184 уникальных посетителей