Электромагнитная индукция

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск
Классическая электродинамика
Solenoid.svg
Магнитное поле соленоида
Электричество · Магнетизм

Электромагни́тная инду́кция — возникновение электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике, находящемся в изменяющемся магнитном поле, или благодаря движению проводника относительно неподвижного магнитного поля.[1]

Немного истории[править]

В 1821 г. Фарадей, Майкл написал в дневнике: «Превратить магнетизм в электричество».

В 1831 году Майклом Фарадеем была открыта электромагнитная индукция. Он обнаружил, что электродвижущая сила, появляющаяся в замкнутом проводящем контуре (проводнике)пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижцщей силы (ЭДС) не зависит от того, что вызывает изменение потока. Это или изменение самого магнитного поля, или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток вызванный этой ЭДС называется индукционным током.

Закон Фарадея[править]

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в системе СИ (система единиц)): $$ \mathcal{E} = - {{d\Phi_B} \over dt}$$

где $$\mathcal{E}$$— электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура, $$\Phi_B$$— магнитный поток через поверхность, натянутую на этот контур.

Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, названное так по имени русского физика Э. Х. Ленца:

Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.

Для катушки, находящейся в переменном магнитном поле, закон Фарадея можно записать следующим образом: $$ \mathcal{E} = - N{{d\Phi_B} \over dt}$$ где $$\mathcal{E}$$— электродвижущая сила,

N — число витков,
ΦB — магнитный поток через один виток.

Векторная форма[править]

В дифференциальной форме закон Фарадея можно записать в следующем виде: $$\operatorname{rot}\,\mathbf{E} = -{\partial \mathbf{B} \over \partial t}$$

(в системе СИ)

и $$\operatorname{rot}\,\mathbf{E} = -{1 \over c}{\partial \mathbf{B} \over \partial t}$$

(в системе СГС).

или с помощью эквивалентной формулы: $$\oint_{\partial C} \mathbf{E} \cdot d\mathbf{l} = -{1 \over c} {\partial \over \partial t} \int_C \mathbf{B} \cdot d\mathbf{s}$$

Здесь \(\mathbf{E}\) — напряжённость электрического поля, \(\mathbf{B}\) — магнитная индукция, \(C\) — произвольная площадка, \(\partial C\) — её граница.

Закон Фарадея входит в систему уравнений Максвелла для электромагнитного поля.

См. также[править]

Ссылки[править]

  1. http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/58525