в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Электромагнитная индукция.

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Индукционный ток в катушке возникает при

перемещении постоянного магнита относительно катушки;

при перемещении электромагнита относительно катушки;

при перемещении сердечника относительно электромагнита, вставленного в катушку;

при регулировании тока в цепи электромагнита;

при замыкании и размыкании цепи

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Появление тока в замкнутом контуре при изменении магнит­ного поля, пронизывающего контур, свидетельствует о действии в контуре сторонних сил (или о возникно­вении ЭДС индукции).

Явление возникновения ЭДС в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля (потока), пронизывающего контур, назы­вается электромагнитной индукцией.

Или: явление возникновения электрического поля при изменении магнитного поля (потока), называется электромагнитной индукцией.

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Закон электромагнитной индукции

При всяком изменении магнитного потока через проводящий замкнутый контур в этом контуре возникает электрический ток. I зависит от свойств контура (сопротивление): в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. e не зависит от свойств контура: в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток.

ЭДС индукции в замкнутом контуре прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через площадь, ограниченную этим контуром.

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Основные применения электромагнитной индукции: генерирование тока (индукционные генераторы на всех электростанциях, динамомашины), трансформаторы.

Правило Ленца

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Источником магнитного поля является ток. Поэтому:

Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток имеет такое направление, что созданный им поток магнитной индукции через площадь, ограниченную контуром, стремится компенсиро­вать то изменение потока магнитной индукции, которое вызывает данный ток (правило Ленца).

Ток в контуре имеет отрицательное направление (в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток),еслив каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный токпротивоположно в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток(т.е. ΔΦ>0). Ток в контуре имеет положительное направление (в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток), если в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный токсовпа­дает с в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток, (т.е. ΔΦ ).

Поэтому с учетом правила Ленца (знака) выражение для закона электромагнитной индукции записывается: в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток.

Данная формула справедлива для СИ (коэффициент пропорциональности равен 1). В других системах единиц коэффициент другой.

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Если контур (например, катушка) состоит из нескольких витков, то в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток,

где n – количество витков. Все предыдущие формулы справедливы в случае линейного (равномерного) изменения магнитного потока. В произвольном случае закон записывается через производную: в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток, где e – мгновенное значение ЭДС индукции.

Источник

Закон электромагнитной индукции

теория по физике 🧲 магнетизм

Магнитный поток наглядно истолковывается как число линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью S. Поэтому скорость изменения этого числа есть не что иное, как скорость изменения магнитного потока.

Сила индукционного тока пропорциональная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

Согласно закону Ома для замкнутой цепи:

Сопротивление проводника не зависит от изменения магнитного потока. Следовательно, сила индукционного тока пропорциональна скорости изменения магнитного потока только потому, что ЭДС индукции тоже пропорциональна этой скорости изменения потока.

Закон электромагнитной индукции

ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

Закон электромагнитной индукции формулируется именно для ЭДС, а не для силы тока. При такой формулировке закон выражает сущность явления, не зависящую от свойств проводников, в которых возникает индукционный ток.

Определение знака ЭДС индукции

На рисунке изображен замкнутый контур. Будем считать положительным направление обхода контура против часовой стрелки. Нормаль → n к контуру образует правый винт с направлением обхода.

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Пример №1. Магнитный поток через контур проводника сопротивлением 3∙10 –2 Ом за 2 с изменился на 1,2∙10 –2 Вб. Найдите силу тока в проводнике, если изменение потока происходило равномерно.

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

ЭДС индукции в движущихся проводниках

Электроны в неподвижном проводнике приводятся в движение электрическим полем, и это поле порождается переменным магнитным полем. Следовательно, изменяясь во времени, магнитное поле порождает электрическое поле. Но если проводник движется в постоянном во времени магнитном поле, то ЭДС индукции в проводнике обусловлена не вихревым электрическим полем, которое в этом случае не может возникнуть, а другой причиной.

При движении проводника его свободные заряды движутся вместе с ним. Поэтому на заряды со стороны магнитного поля действует сила Лоренца. Она и вызывает перемещение зарядов внутри проводника. ЭДС индукции, следовательно, имеет магнитное происхождение.

Вычислим ЭДС индукции, возникающую в проводнике, движущемся в однородном магнитном поле (см. рисунок). Пусть сторона контура MN длиной l скользит с постоянной скоростью → v вдоль сторон NC и MD, оставаясь все это время параллельной стороне CD. Вектор магнитной индукции → B однородного поля перпендикулярен проводнику и составляет угол α с направлением его скорости.

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу, равна по модулю:

Направлена эта сила вдоль проводника MN. Работа силы Лоренца на пути l положительна и составляет:

Формула выше определяет неполную работу силы Лоренца. Кроме силы Лоренца имеется составляющая силы Лоренца, направленная против скорости проводника → v . Такая составляющая тормозит проводник и совершает отрицательную работу. В результате полная работа силы Лоренца оказывается равной нулю.

Электродвижущая сила индукции в проводнике MN равна по определению отношению работы по перемещению заряда q к этому заряду:

Эта формула справедлива для любого проводника длиной l, движущегося со скоростью → v в однородном магнитном поле.

В других проводниках контура ЭДС равна нулю, так как проводники неподвижны. Следовательно, ЭДС во всем контуре MNCD равна ε i и остается неизменной, если скорость движения → v постоянна. Электрический ток при этом будет увеличиваться, так как при смещении проводника MN вправо уменьшается общее сопротивление контура.

С другой стороны, ЭДС индукции можно вычислить с помощью закона электромагнитной индукции. Магнитный поток через контур MNCD равен:

угол 90 ° − α представляет собой угол между векторами → B и нормалью → n к поверхности контура, а S — площадь контура MNCD. Если считать, что в начальный момент времени t=0 проводник MN находится на расстоянии NC от проводника CD, то при перемещении проводника площадь S изменяется со временем следующим образом:

Пример №2. Проводник длиной 50 см движется в однородном магнитном поле со скоростью 4 м/с перпендикулярно силовым линиям. Найдите разность потенциалов, возникающую на концах проводника, если вектор магнитной индукции 8 мТл.

Так как проводник движется перпендикулярно силовым линиям, то угол α равен 90 градусам, а синус прямого угла равен единице. Поэтому:

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный токВ заштрихованной области на рисунке действует однородное магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости рисунка, В = 0,1 Тл. Проволочную квадратную рамку сопротивлением R=10Ом и стороной l=10см перемещают в плоскости рисунка поступательно со скоростью υ=1м/с. Чему равен индукционный ток в рамке в состоянии 1?

Источник

Закон электромагнитной индукции Фарадея и его формулировка в дифференциальной форме

История развития и опыты Фарадея

До середины XIX века считалось, что электрическое и магнитное поле не имеют никакой связи, и природа их существования различна. Но М. Фарадей был уверен в единой природе этих полей и их свойств. Явление электромагнитной индукции, обнаруженное им, впоследствии стало фундаментом для устройства генераторов всех электростанций. Благодаря этому открытию знания человечества о электромагнетизме шагнули далеко вперед.

Фарадей проделал следующий опыт: он замыкал цепь в катушке I и вокруг нее возрастало магнитное поле. Далее линии индукции данного магнитного поля пересекали катушку II, в которой возникал индукционный ток.

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Рис. 1. Схема опыта Фарадея

На самом деле, одновременно с Фарадеем, но независимо от него, другой ученый Джозеф Генри обнаружил это явление. Однако Фарадей опубликовал свои исследования раньше. Таким образом, автором закона электромагнитной индукции стал Майкл Фарадей.

Сколько бы экспериментов не проводил Фарадей, неизменным оставалось одно условие: для образования индукционного тока важным является изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый проводящий контур (катушку).

Закон Фарадея

Явление электромагнитной индукции определяется возникновением электрического тока в замкнутом электропроводящем контуре при изменении магнитного потока через площадь этого контура.

Основной закон Фарадея заключается в том, что электродвижущая сила (ЭДС) прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

Формула закона электромагнитной индукции Фарадея выглядит следующим образом:

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Рис. 2. Формула закона электромагнитной индукции

И если сама формула, исходя из вышесказанных объяснений не порождает вопросов, то знак «-» может вызвать сомнения. Оказывается существует правило Ленца – русского ученого, который проводил свои исследования, основываясь на постулатах Фарадея. По Ленцу знак «-» указывает на направление возникающей ЭДС, т.е. индукционный ток направлен так, что магнитный поток, который он создает, через площадь, ограниченную контуром, стремится препятствовать тому изменению потока, которое вызывает данный ток.

Основные понятия и законы электростатики

Закон Кулона:
сила взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Коэффициент пропорциональности в этом законе
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

В СИ коэффициент k записывается в виде
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
где ε0 = 8, 85 · 10−12 Ф/м (электрическая постоянная).
Точечными зарядами называют такие заряды, расстояния между которыми гораздо больше их размеров.
Электрические заряды взаимодействуют между собой с помощью электрического поля. Для качественного описания электрического поля используется силовая характеристика, которая называется «напряжённостью электрического поля» (E). Напряжённость электрического поля равна отношению силы, действующей на пробный заряд, помещённый в некоторую точку поля, к величине этого заряда:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Направление вектора напряжённости совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд. [E]=B/м. Из закона Кулона и определения напряжённости поля следует, что напряжённость поля точечного заряда
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
где q — заряд, создающий поле; r — расстояние от точки, где находится заряд, до точки, где создаётся поле.
Если электрическое поле создаётся не одним, а несколькими зарядами, то для нахождения напряжённости результирующего поля используется принцип суперпозиции электрических полей: напряжённость результирующего поля равна векторной сумме напряжённостей полей, созданных каждым из зарядов — источников в отдельности:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Работа электрического поля при перемещении заряда: найдём работу перемещения положительного заряда силами Кулона в однородном электрическом поле. Пусть поле перемещает заряд q из точки 1 в точку 2:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
В электрическом поле работа не зависит от формы траектории, по которой перемещается заряд. Из механики известно, что если работа не зависит от формы траектории, то она равна изменению потенциальной энергии с противоположным знаком:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Отсюда следует, что
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Потенциалом электрического поля называют отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Запишем работу поля в виде
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Здесь U = ϕ1 − ϕ2 — разность потенциалов в начальной и конечной точках траектории. Разность потенциалов называют также напряжением
Часто наряду с понятием «разность потенциалов» вводят понятие «потенциал некоторой точки поля». Под потенциалом точки подразумевают разность потенциалов между данной точкой и некоторой заранее выбранной точкой поля. Эту точку можно выбирать в бесконечности, тогда говорят о потенциале относительной бесконечности.
Потенциал поля точечного заряда подсчитывается по формуле
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Проекция напряжённости электрического поля на какую-нибудь ось и потенциал связаны соотношением
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Электроёмкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля

Электроёмкостью тела называют величину отношения
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Формула для подсчёта ёмкости плоского конденсатора имеет вид:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
где S — площадь обкладок, d — расстояние между ними.
Конденсаторы можно соединять в батареи. При параллельном соединении ёмкость батареи C равна сумме ёмкостей конденсаторов:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Разности потенциалов между обкладками одинаковы, а заряды прямо пропорциональны ёмкостям.
При последовательном соединении величина, обратная ёмкости батареи, равна сумме обратных ёмкостей, входящих в батарею:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Заряды на конденсаторах одинаковы, а разности потенциалов обратно пропорциональны ёмкостям.
Заряженный конденсатор обладает энергией. Энергию заряженного конденсатора можно подсчитать по любой из следующих формул:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Основные понятия и законы постоянного тока

Электрический ток — направленное движение электрических зарядов. В разных веществах носителями заряда выступают элементарные частицы разного знака. За положительное направление тока принято направление движения положительных зарядов. Количественно электрический ток характеризуют его силой. Это заряд, прошедший за единицу времени через поперечное сечение проводника:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Закон Ома для участка цепи имеет вид:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Коэффициент пропорциональности R, называемый электрическим сопротивлением, является характеристикой проводника [R]=Ом. Сопротивление проводника зависит от его геометрии и свойств материала:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
где l — длина проводника, ρ — удельное сопротивление, S — площадь поперечного сечения. ρ является характеристикой материала и его состояния. [ρ] = Ом·м.
Проводники можно соединять последовательно. Сопротивление такого соединения находится как сумма сопротивлений:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

При параллельном соединении величина, обратная сопротивлению, равна сумме обратных сопротивлений:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Для того чтобы в цепи длительное время протекал электрический ток, в составе цепи должны содержаться источники тока. Количественно источники тока характеризуют их электродвижущей силой (ЭДС). Это отношение работы, которую совершают сторонние силы при переносе электрических зарядов по замкнутой цепи, к величине перенесённого заряда:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Если к зажимам источника тока подключить нагрузочное сопротивление R, то в получившейся замкнутой цепи потечёт ток, силу которого можно подсчитать по формуле
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Это соотношение называют законом Ома для полной цепи.
Электрический ток, пробегая по проводникам, нагревает их, совершая при этом работу
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

где t — время, I — сила тока, U — разность потенциалов, q — прошедший заряд.
Закон Джоуля-Ленца:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Основные понятия и законы магнитостатики

Основные понятия и законы электромагнитной индукции

Если замкнутый проводящий контур пронизывается меняющимся магнитным потоком, то в этом контуре возникает ЭДС и электрический ток. Эту ЭДС называют ЭДС электромагнитной индукции, а ток — индукционным. Явление их возникновения называют электромагнитной индукцией. ЭДС индукции можно подсчитать по основному закону электромагнитной индукции или по закону Фарадея:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Знак «−» связан с направлением индукционного тока. Оно определяется по правилу Ленца:
индукционный ток имеет такое направление, что его действие противодействует причине, вызвавшей появление этого тока.
Магнитный поток, пронизывающий контур, прямо пропорционален току, протекающему в этом контуре:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Коэффициент пропорциональности L зависит от геометрии контура и называется индуктивностью, или коэффициентом самоиндукции этого контура. [L] = 1 Гн
Энергию магнитного поля тока можно подсчитать по формуле
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
где L — индуктивность проводника, создающего поле; I — ток, текущий по этому проводнику

Электромагнитные колебания и волны

Колебательным контуром называется электрическая цепь, состоящая из последовательно соединённых конденсатора с ёмкостью C и катушки с индуктивностью L (см. рис. 7).
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Для свободных незатухающих колебаний в контуре циклическая частота определяется формулой
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Период свободных колебаний в контуре определяется формулой Томсона:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Если в LC-контур последовательно с L, C и R включить источник переменного напряжения, то в цепи возникнут вынужденные электрические колебания. Такие колебания принято называть переменным электрическим током
В цепь переменного тока можно включать три вида нагрузки — конденсатор, резистор и катушку индуктивности.
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Конденсатор оказывает переменному току сопротивление, которое можно посчитать по формуле
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Ток, текущий через конденсатор, по фазе опережает напряжение на π/2 или на четверть периода, а напряжение отстаёт от тока на такой же фазовый угол.
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Катушка индуктивности оказывает переменному току сопротивление, которое можно посчитать по формуле
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Ток, текущий через катушку индуктивности, по фазе отстаёт от напряжения на π/2 или на четверть периода. Напряжение опережает ток на такой же фазовый угол.
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Трансформатором называется устройство, предназначенное для преобразования переменных токов. Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, на который надеты две катушки. Катушка, которая подключается к источнику переменного напряжения, называется первичной обмоткой, а катушка, которая подключается к потребителю, называется вторичной обмоткой. Отношение напряжения на первичной обмотке и вторичной обмотке трансформатора равно отношению числа витков в этих обмотках:
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
Если K > 1, трансформатор понижающий, если K в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток
в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Закон Фарадея-Максвелла

В 1873 Дж.К.Максвелл по-новому изложил теорию электромагнитного поля. Уравнения, которые он вывел, легли в основу современной радиотехники и электротехники. Они выражаются следующим образом:

Где E – напряженность электрического поля на участке dl; H – напряженность магнитного поля на участке dl; N – поток электрической индукции, t – время.

Симметричный характер данных уравнений устанавливает связь электрических и магнитных явлений, а также магнитных с электрическими. физический смысл, которым определяются эти уравнения, можно выразить следующими положениями:

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Рис. 3. Возникновение вихревого магнитного поля

Также Максвелл установил, что распространение электромагнитного поля равна скорости распространения света.

Что мы узнали?

Ученикам 11 класса необходимо знать, что электромагнитную индукцию впервые как явление обнаружил Майкл Фарадей. Он доказал, что электрическое и магнитное поле имеют общую природу. Самостоятельные исследования на основе опытов Фарадея также проводили такие великие деятели как Ленц и Максвелл, которые расширили наши познания в области электромагнитного поля.

Явление электромагнитной индукции

Электромагнитная индукция – явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его.

Явление электромагнитной индукции было открыто М. Фарадеем.

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Опыты показали, что индукционный ток возникает только при изменении линий магнитной индукции. Направление тока будет различно при увеличении числа линий и при их уменьшении.

Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока. Может изменяться само поле, или контур может перемещаться в неоднородном магнитном поле.

Объяснения возникновения индукционного тока

Ток в цепи может существовать, когда на свободные заряды действуют сторонние силы. Работа этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура равна ЭДС. Значит, при изменении числа магнитных линий через поверхность, ограниченную контуром, в нем появляется ЭДС, которую называют ЭДС индукции.

Электроны в неподвижном проводнике могут приводиться в движение только электрическим полем. Это электрическое поле порождается изменяющимся во времени магнитным полем. Его называют вихревым электрическим полем. Представление о вихревом электрическом поле было введено в физику великим английским физиком Дж. Максвеллом в 1861 году.

Свойства вихревого электрического поля:

Работа этого поля при перемещении единичного положительного заряда по замкнутому контуру равна ЭДС индукции в неподвижном проводнике.

Самоиндукция

Самоиндукция – это явление возникновения ЭДС индукции в проводнике в результате изменения тока в нем.

При изменении силы тока в катушке происходит изменение магнитного потока, создаваемого этим током. Изменение магнитного потока, пронизывающего катушку, должно вызывать появление ЭДС индукции в катушке.

В соответствии с правилом Ленца ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию силы тока при включении и убыванию силы тока при выключении цепи.

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Это приводит к тому, что при замыкании цепи, в которой есть источник тока с постоянной ЭДС, сила тока устанавливается через некоторое время.

При отключении источника ток также не прекращается мгновенно. Возникающая при этом ЭДС самоиндукции может превышать ЭДС источника.

Явление самоиндукции можно наблюдать, собрав электрическую цепь из катушки с большой индуктивностью, резистора, двух одинаковых ламп накаливания и источника тока. Резистор должен иметь такое же электрическое сопротивление, как и провод катушки.

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Опыт показывает, что при замыкании цепи электрическая лампа, включенная последовательно с катушкой, загорается несколько позже, чем лампа, включенная последовательно с резистором. Нарастанию тока в цепи катушки при замыкании препятствует ЭДС самоиндукции, возникающая при возрастании магнитного потока в катушке.

При отключении источника тока вспыхивают обе лампы. В этом случае ток в цепи поддерживается ЭДС самоиндукции, возникающей при убывании магнитного потока в катушке.

ЭДС самоиндукции ​( varepsilon_ )​, возникающая в катушке с индуктивностью ​( L )​, по закону электромагнитной индукции равна:

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в катушке.

Индуктивность

Электрический ток, проходящий по проводнику, создает вокруг него магнитное поле. Магнитный поток ​( Phi )​ через контур из этого проводника пропорционален модулю индукции ​( vec )​ магнитного поля внутри контура, а индукция магнитного поля, в свою очередь, пропорциональна силе тока в проводнике.

Следовательно, магнитный поток через контур прямо пропорционален силе тока в контуре:

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Индуктивность – коэффициент пропорциональности ​( L )​ между силой тока ​( I )​ в контуре и магнитным потоком ​( Phi )​, создаваемым этим током:

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Индуктивность зависит от размеров и формы проводника, от магнитных свойств среды, в которой находится проводник.

Единица индуктивности в СИ – генри (Гн). Индуктивность контура равна 1 генри, если при силе постоянного тока 1 ампер магнитный поток через контур равен 1 вебер:

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Можно дать второе определение единицы индуктивности: элемент электрической цепи обладает индуктивностью в 1 Гн, если при равномерном изменении силы тока в цепи на 1 ампер за 1 с в нем возникает ЭДС самоиндукции 1 вольт.

Энергия магнитного поля

При отключении катушки индуктивности от источника тока лампа накаливания, включенная параллельно катушке, дает кратковременную вспышку. Ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции.

Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки.

Для создания тока в контуре с индуктивностью необходимо совершить работу на преодоление ЭДС самоиндукции. Энергия магнитного поля тока вычисляется по формуле:

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Основные формулы раздела «Электромагнитная индукция»

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Алгоритм решения задач по теме «Электромагнитная индукция»:

1. Внимательно прочитать условие задачи. Установить причины изменения магнитного потока, пронизывающего контур.

2. Записать формулу:

3. Записать выражение для изменения магнитного потока и подставить в формулу закона электромагнитной индукции.

4. Записать математически все дополнительные условия (чаще всего это формулы закона Ома для полной цепи, силы Ампера или силы Лоренца, формулы кинематики и динамики).

5. Решить полученную систему уравнений относительно искомой величины.

6. Решение проверить.

Правило Ленца

Чтобы определить направление индукционного тока, нужно воспользоваться правилом Ленца.

Академически это правило звучит следующим образом: индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток.

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Давайте попробуем чуть проще: катушка в данном случае — это недовольная бабуля. Забирают у нее магнитный поток — она недовольна и создает магнитное поле, которое этот магнитный поток хочет обратно отобрать.

Дают ей магнитный поток, забирай, мол, пользуйся, а она такая — «Да зачем сдался мне ваш магнитный поток!» и создает магнитное поле, которое этот магнитный поток выгоняет.

Задачи на применение закона Фарадея

Условие: проволочный контур помещен в магнитное поле. В нулевой момент времени он пронизывает поток магнитной индукции, равный Φ1 и уменьшающийся после этого до 0. Найдите величину заряда, проходящего по цепи.

Начнем с определения мгновенного значения ЭДС. Это можно сделать с помощью формулы:

Вспомним закон Ома. Согласно ему, мгновенное значение силы тока может быть записано в следующем виде:

Полное сопротивление цепи здесь обозначено буквой R.

Для нахождения заряда, идущего по цепи, нам пригодится выражение:

Поставим эти выражения в нужную формулу и получим:

Автором этой формулы является Фарадей. Он эмпирически подтвердил прямую пропорциональность величины заряда, идущего по цепи, количеству линий магнитной индукции, пересекающей проводник, и его обратную пропорциональность величине сопротивления в цепи.

Условие: квадратная рамка со стороной a помещена в одну плоскость с проводником, сила тока которого равна l. Она движется поступательно с постоянной скоростью v в направлении, обозначенное на иллюстрации ниже. Вычислите ЭДС индукции как функцию εi от расстояния x.

в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Смотреть картинку в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Картинка про в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Фото в каком случае в замкнутом контуре возникает индукционный ток

Найти ответ можно с помощью закона Фарадея.

Для получения искомой функции Ei(x) нам нужно построить функцию Ф(x). Бесконечный проводник с током создает магнитное поле, которое может быть выражено так:

Расстояние до точки рассмотрения здесь обозначено буквой r.

Для решения нам нужно также выделить площадь рамки. Выразим ее такой формулой:

С учетом приведенных выше выражений, а также того факта, что B→⊥S→, мы можем найти величину элементарного магнитного потока, проходящего через элемент квадратной рамки, так:

Далее вычисляем величину полного потока, учитывая, что x≤r≤x+a:

После этого переходим к нахождению ЭДС индукции с помощью закона Фарадея и выражения для магнитного потока, выведенного ранее:

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *