ену цим контуром, називається електромагнітної індукцією. Також ерс індукції, а отже, різниця потенціалів виникає на кінцях разомкнутого провідника, що рухається в магнітному полі і що перетинає силові лінії поля.
Досвід показує, що ерс індукції не залежить від причин зміни магнітного потоку, а визначається швидкістю його зміни.
Згідно закону Фарадея, ерс індукції визначається як межа відносини зміни магнітного потоку до проміжку часу, за який ця зміна відбулася, при прагненні до нуля, або похідної за часом магнітного потоку
. (17.15)
Якщо провідник рухається в магнітному полі, то під розуміємо магнітний потік, «заметений» провідником за проміжок часу.
Сила індукованого струму, поточного по контуру, дорівнює
. (17.16)
Знак мінус у формулі (17.15) дозволяє визначити напрямок індукційного струму, якщо попередньо задати напрямок нормалі до площі, обмеженої контуром. При вирішенні завдань зручніше користуватися правилом Ленца: індукційний струм завжди спрямований так, щоб перешкоджати причини, що його викликає.
Якщо, наприклад, кругової виток поміщений в однорідне магнітне поле, як показано на рис. 17.15, індукція якого зменшується, отже, зменшується магнітний потік через площу витка, то індукційний струм спрямований за годинниковою стрілкою. Магнітне поле, створюване індукційним струмом направлено так, щоб збільшувати магнітний потік, зчеплений з контуром, так як сам струм викликаний зменшенням магнітного потоку через площу контура.
Розглянемо провідник довжиною, що рухається поступально зі швидкістю в магнітному полі (рис. 17.16). За час він «замітає» поверхню ACDE площею, де - кут між сторонами AC і AE. На кінцях провідника наводиться ЕРС індукції:
,
де - кут між векторами і, - нормаль до поверхні, «замітати» провідником. Остаточно,
. (17.17)
При русі провідника в магнітному полі зі швидкістю разом з ним рухаються знаходяться в ньому позитивні і негативні заряди. На ці заряди діє сила Лоренца. Вільні заряди (електрони в металі) під дією сили Лоренца перерозподіляються, зосереджуючись на кінцях провідника. Якщо цей провідник входить до складу замкнутого ланцюга, то в ланцюзі виникає індукційний струм, напрямок якого визначається законом Ленца: напрямок струму таке, що механічна сила, що діє на рухомий провідник зі струмом у магнітному полі, спрямована в бік, протилежний швидкості руху провідника.
Ще раз підкреслимо, що виникнення ерс індукції пов'язане з будь-якою зміною в часі магнітного потоку через контур. Зміна магнітного потоку може відбуватися внаслідок зміни магнітного поля, внаслідок зміни площі поверхні, обмеженою контуром, а також при повороті контуру в поле, коли змінюється кут між нормаллю до поверхні і напрямком магнітного поля.
Явище самоіндукції
Ток, поточний по проводящему контуру, створює навколо нього магнітне поле. Магнітний потік, зчеплений з контуром, прямо пропорційний силі струму в цьому контурі:
, (17.18)
де - індуктивність контуру. Індуктивність провідника залежить від його форми, розмірів, а також від властивостей навколишнього середовища. Якщо сила струму змінюється з часом, то змінюється і магнітний потік, зчеплений з контуром. Зміна магнітного потоку, в свою чергу, викликає поява в провіднику індукці...
