Электромагниттік индукция

Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея

Открытие явления электромагнитной индукции

• Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.

Фарадей (Faraday) Майкл

(22.09.1791–25.08.1867)

Английский физик и химик.

Явление электромагнитной индукции

• Явление электромагнитной индукции:
• заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока , пронизывающего контур.

Переменное электрическое поле

Переменное магнитное

поле

"Я превращал магнетизм в электричество"

Майкл Фарадей

Магнитный поток

• Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину
• Φ = B · S · cos α
• где B – модуль вектора магнитной индукции,
• α – угол между вектором и нормалью к плоскости контура
• Единица магнитного потока в системе СИ называется вебером ( Вб )

Закон электромагнитной индукции Фарадея

• Правило Ленца :
• При изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции E инд , равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:

В этом примере а и нд  I инд течет навстречу выбранному положительному направлению обхода контура.

Правило Ленца

III случай

I случай

II случай

IV случай

Изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, может происходить по двум причинам:

1 . Магнитный поток изменяется вследствие перемещения контура или его частей в постоянном во времени магнитном поле.

• 2 . Изменение во времени магнитного поля при неподвижном контуре .

Выводы Явление электромагнитной индукции наблюдается в случаях:

• движение магнита относительно катушки (или наоборот);
• движение катушек относительно друг друга;
• изменение силы тока в цепи первой катушки ( с помощью реостата или замыканием и размыканием выключателя);
• вращением контура в магнитном поле;
• вращением магнита внутри контура.

Рассмотрим задачи:

При внесении южного полюса магнита в катушку амперметр фиксирует возникновение индукционного тока. Что необходимо сделать, чтобы увеличить силу индукционного тока?

• увеличить скорость внесения магнита
• вносить в катушку магнит северным полюсом
• изменить полярность подключения амперметра
• взять амперметр с меньшей ценой деления

Катушка замкнута на гальванометр. В каких из перечисленных случаев в ней возникает электрический ток? А) В катушку вдвигают электромагнит. Б) В катушке находится электромагнит.

• 1 . Только А.
• 2 . Только Б.
• 3 . В обоих случаях.
• 4 . Ни в одном из перечисленных случаев.

Две одинаковые катушки А и Б замкнуты каждая на свой гальванометр. В катушку А вносят полосовой магнит, а из катушки Б вынимают такой же полосовой магнит. В каких катушках гальванометр зафиксирует индукционный ток?

• ни в одной из
• в обеих катушках
• только в катушке А
• только в катушке

Постоянный магнит вводят в замкнутое алюминиевое кольцо на тонком длинном подвесе (см. рисунок). Первый раз – северным полюсом, второй раз – южным полюсом. При этом

• в обоих опытах кольцо отталкивается от магнита
• в обоих опытах кольцо притягивается к магниту
• в первом опыте кольцо отталкивается от магнита, во втором – кольцо притягивается к магниту
• в первом опыте кольцо притягивается к магниту, во втором – кольцо отталкивается от магнита

Магнит выводят из кольца так, как показано на рисунке. Какой полюс магнита ближе к кольцу?

• северный
• южный
• отрицательный
• положительный

На рисунке приведена демонстрация опыта по проверке правила Ленца. Опыт проводится со сплошным кольцом, а не разрезанным, потому что

• сплошное кольцо сделано из стали, а разрезанное – из алюминия
• в сплошном кольце не возникает вихревое электрическое поле, а в разрезанном – возникает
• в сплошном кольце возникает индукционный ток, а в разрезанном – нет
• в сплошном кольце возникает ЭДС индукции, а в разрезанном – нет

На рисунке показаны два способа вращения рамки в однородном магнитном поле. Ток в рамке

• возникает в обоих случаях
• не возникает ни в одном из случаев
• возникает только в первом случае
• возникает только во втором случае