Закон фарадея Правило ленца

Закон Фарадея: ЭДС электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока Ф сквозь поверхность, ограниченную этим контуром: Индукционный ток — это ток, который образуется, если заряды под действием сил Лоренца начинают перемещаться. Правило Ленца: индукционный ток, появляющийся в замкнутом контуре, всегда имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через площадь, ограниченную контуром, стремится компенсировать то изменение внешнего магнитного поля, которое вызвало этот ток. Порядок использования правила Ленца для определения направления индукционного тока: Поставить направление линий вектора магнитной индукции внешнего поля: Зная направление линий вектора магнитной индукции, употребляя правило буравчика, найти направление индукционного тока. Вихревое поле — это поле, в котором линии напряженности представляют собой замкнутые линии, причиной которых является порождение электрического поля магнитным. Работа вихревого электрического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль замкнутого неподвижного проводника численно равна ЭДС индукции в этом проводнике. Токи Фуко — это большие индукционные токи, появляющиеся в массивных проводниках из-за того, что их сопротивление мало.

Дорогие читатели! Наши статьи рассказывают о типовых способах решения юридических вопросов, но каждый случай носит уникальный характер.

Если вы хотите узнать, как решить именно Вашу проблему - обращайтесь в форму онлайн-консультанта справа или звоните по телефонам, представленным на сайте. Это быстро и бесплатно!

Содержание:

В можно увеличить, применяя мощные постоянные магниты, или в электромагнитах пропускать большие токи.

Главная Категории Закон Фарадея. Руководствуясь результатами своих опытов, М. Фарадей пришел к формулировке закона электромагнитной индукции.

Закон Фарадея. Правило Ленца

Глава XV. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Естественно предположить, что может существовать и обратное явление: возникновение тока в контуре, деформирующемся в магнитном поле. Такое явление было экспериментально обнаружено в г. Более того, Фарадей обнаружил, что электрический ток возбуждается не только при деформации контура, но и в случаях, когда жесткий контур движется поступательно или поворачивается в магнитном поле, а также в случаях, когда неподвижный контур находится в изменяющемся со временем нестационарном магнитном поле при этом изменение поля может осуществляться любым способом.

Ток, возбуждаемый магнитным полем в замкнутом контуре, называется индукционным током, а само явление возбуждения тока посредством магнитного поля — электромагнитной индукцией. Электродвижущая сила, обусловливающая индукционный ток, называется электродвижущей силой индукции. Рассмотрим несколько опытов, с помощью которых Фарадей изучал явление электромагнитной индукции рис.

К замкнутому контуру плоскость которого перпендикулярна плоскости рисунка приближается северный полюо магнита рис. При этом в контуре индуцируется ток вызывающий отклонение стрелки гальванометра Магнитные поля магнита и индукционного тока изображены линиями индукции Если движение магнита прекращается, то индукционный ток исчезает.

Северный полюс магнита удаляется от контура рис. Тогда в контуре индуцируется ток, противоположный току, индуцированному в предыдущем случае. К контуру приближается южный полюс магнита рис. В этом случае индуцированный ток имеет такое же направление, как в случае удаления северного полюса магнита.

Южный полюс магнита удаляется от контура рис. Тогда индуцированный ток направлен так же, как в случае приближения северного полюса магнита. В контуре включается ток ключом К или же в этом контуре увеличивается реостатом имевшийся уже ток рис. Тогда в соседнем контуре индуцируется ток направленный противоположно току прекращается, то индукционный ток исчезает.

В контуре выключается или же уменьшается ток рис. Тогда в соседнем контуре индуцируется ток направленный одинаково с током Характерная особенность рассмотренных случаев состоит в том, что в каждом из них имеет место изменение потока магнитной индукции через площадь, ограниченную контуром. Действительно, в случаях этот поток увеличивается со временем, а в случаях уменьшается со временем. В замкнутом контуре индуцируется ток во всех случаях, когда происходит изменение потока магнитной индукции через площадь, ограниченную контуром.

Величина электродвижущей силы индукции пропорциональна скорости изменения потока магнитной индукции где поток магнитной индукции, время. В г. Ленц установил общее правило для определения направления индукционного тока, получившее название правила Ленца: индуцированный ток имеет такое направление, что его собственное магнитное поле компенсирует изменение потока магнитной индукциич вызывающее этот ток. Иными словами, индукционный ток направлен так, что его собственное магнитное поле препятствует изменению потока магнитной индукции, вызвавшему этот ток.

Нетрудно убедиться, что во всех рассмотренных случаях см. Например, при увеличении тока в первом контуре см. Для компенсации этого увеличения собственное магнитное поле тока индуцированного во втором контуре, должно быть направлено противоположно полю В первого контура. Отсюда следует, что индукционный ток противоположен току При удалении северного полюса магнита см.

Для компенсации этого уменьшения собственное поле индукционного тока должно быть направлено так же, как поле В. Тогда, согласно правилу буравчика, индукционный ток будет направлен по часовой стрелке если смотреть в направлении поля.

В любом случае электромагнитной индукции имеет место превращение энергии из одних видов в другие. Например, при перемещении магнита относительно контура см.

Так как при любых энергетических превращениях соблюдается закон сохранения энергии, то величину электродвижущей силы индукции можно определить исходя из этого закона. Для этого вернемся к рис. Пусть перемещение участка на расстояние Согласно формуле 30 , совершаемая при этом работа равна где сила тока в контуре, изменение потока магнитной индукции через площадь, обтекаемую током или, что то же, через площадь, ограниченную контуром.

Одновременно с перемещением участка т. Работа нагревания контура равна где полное сопротивление контура. Деформация и нагревание контура производятся в конечном счете источником тока, включенным в контур. Так как работа источника тока за время равна то, в соответствии с законом сохранения энергии, откуда Последнее выражение можно рассматривать как закон Ома для контура, в котором помимо электродвижущей силы источника тока имеется добавочная э.

Эта э. Выражение 2 , называемое законом Фарадея, является универсальным: оно справедливо для всех возможных случаев электромагнитной индукции. Знак минус показывает, что э.

Короче говоря, знак минус в формуле 2 есть математическое выражение правила Ленца. Исходя из формулы 2 можно дать другое определение единице потока магнитной индукции — веберу: если поток магнитной индукции через площадь, ограниченную контуром, изменяется на за 1 с, то в контуре индуцируется э. Следовательно, откуда Остановимся теперь на вопросе о природе электродвижущей силы индукции. В случаях движения контура в магнитном поле э. В самом деле, пусть, например, участок металлического контура рис.

Вместе с этим участком движутся находящиеся в нем электроны. Поэтому на каждый электрон будет действовать лоренцева сила направленная вверх учитывая, что электрон заряжен отрицательно. В результате на участке I произойдет разделение зарядов: свободные электроны переместятся кверху и между концами участка возникнет разность потенциалов, равная электродвижущей силе индукции.

В случаях неподвижного контура, находящегося в переменном нестационарном магнитном поле, возникновение э. Для объяснения природы электродвижущей силы индукции в этих случаях необходимо предположить, как это сделал Максвелл см. Силы вихревого электрического поля производят разделение зарядов в проводящем контуре, создавая в нем переменную разность потенциалов, равную электродвижущей силе индукции. Индукционные токи возникают не только в линейных проволочных контурах, но и в массивных сплошных проводниках, пронизываемых изменяющимся магнитным полем.

Такие токи называются токами Фуко по имени французского физика Фуко, впервые обнаружившего их. Токи Фуко являются вихревыми: они замыкаются в толще самого проводника, проходя в плоскостях, перпендикулярных потоку магнитной индукции.

Так как электрическое сопротивление массивного проводника невелико, то токи Фуко могут достигать большой величины, вызывая значительное нагревание проводника. В связи с этим токи Фуко используются для плавки металлов в специальных электропечах.

Для уменьшения потерь электроэнергии на токи Фуко сердечники электромагнитов, трансформаторов, электрогенераторов и электродвигателей собирают из отдельных, электрически изолированных друг от друга пластин или стержней; в последние годы вместо сборных железных сердечников широко применяют сплошные сердечники из феррита см.

Презентация по физике на тему " Закон Фарадея. Правило Ленца"

Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца Правило Ленца 1. Опыты по электромагнитной индукции. Магнитный поток. Правило Ленца. Распространенные ошибки. Явление электромагнитной индукции было открыто Майклом Фарадеем в г.

Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца

Опыты Фарадея. Индукционный ток. Правило Ленца Щелкните по выбранной ссылке " Явление электромагнитной индукции " или " Циркуляция вектора магнитной индукции ", чтобы ознакомиться с презентацией раздела в формате PowerPoint. Для возврата к данной странице закройте окно программы PowerPoint. С момента открытия связи магнитного поля с током что является подтверждением симметрии законов природы , делались многочисленные попытки получить ток с помощью магнитного поля. Задача была решена Майклом Фарадеем в г. Американец Джозеф Генри тоже открыл, но не успел опубликовать свои результаты.

Сила Ампера направлена навстречу движению проводника; поэтому она совершает отрицательную механическую работу.

Поток вектора магнитной индукции. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Правило Ленца.

Этот факт и отражён в правиле Ленца. Правило Ленца носит обобщённый характер и справедливо в различных физических ситуациях, которые могут отличаться конкретным физическим механизмом возбуждения индукционного тока. Так, если изменение магнитного потока вызвано изменением площади контура например, за счёт движения одной из сторон прямоугольного контура , то индукционный ток возбуждается силой Лоренца , действующей на электроны перемещаемого проводника в постоянном магнитном поле. Если же изменение магнитного потока связано с изменением величины внешнего магнитного поля, то индукционный ток возбуждается вихревым электрическим полем, появляющимся при изменении магнитного поля. Однако в обоих случаях индукционный ток направлен так, чтобы скомпенсировать изменение потока магнитного поля через контур. Если внешнее магнитное поле, пронизывающее неподвижный электрический контур, создаётся током, текущим в другом контуре, то индукционный ток может оказаться направлен как в том же направлении, что и внешний, так и в противоположном: это зависит от того, уменьшается или увеличивается внешний ток.

Электромагнитная индукция. Правило Ленца

История[ править править код ] Электромагнитная индукция была обнаружена независимо друг от друга Майклом Фарадеем и Джозефом Генри в году, однако Фарадей первым опубликовал результаты своих экспериментов [3] [4]. В первой экспериментальной демонстрации электромагнитной индукции август Фарадей обмотал двумя проводами противоположные стороны железного тора конструкция похожа на современный трансформатор. Основываясь на своей оценке недавно обнаруженного свойства электромагнита, он ожидал, что при включении тока в одном проводе особого рода волна пройдёт сквозь тор и вызовет некоторое электрическое влияние на его противоположной стороне. Он подключил один провод к гальванометру и смотрел на него, когда другой провод подключал к батарее. Диск Фарадея Фарадей объяснил электромагнитную индукцию с использованием концепции так называемых силовых линий.

Закон электромагнитной индукции Фарадея

Контур интегрирования подразумевается фиксированным неподвижным. Следует отметить, что закон Фарадея в такой форме, очевидно, описывает лишь ту часть ЭДС, что возникает при изменении магнитного потока через контур за счёт изменения со временем самого поля без изменения движения границ контура об учете последнего см. Если же, скажем, магнитное поле постоянно, а магнитный поток изменяется вследствие движения границ контура например, при увеличении его площади , то возникающая ЭДС порождается силами, удерживающими заряды на контуре в проводнике исилой Лоренца, порождаемой прямым действием магнитного поля на движущиеся с контуром заряды.

Закон Фарадея и правило Ленца

Глава XV. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца.

Магнитный поток Ф, пронизывающий площадь контура, зависит от: величины вектора магнитной индукции; площади контура; его ориентации относительно линий индукции магнитного поля. Магнитный поток, равный 1 Вб, создается магнитным полем с индукцией 1 Тл, пронизывающим по направлению нормали плоский контур площадью 1 м2: 29 слайд Описание слайда: Направление индукционного тока Вспомним опыт Фарадея: направление отклонения стрелки амперметра а значит, и направление тока может быть различным. Это отталкивание можно объяснить только тем, что в кольце возникает индукционный ток, обусловленный возрастанием магнитного потока через кольцо, а кольцо с током взаимодействует с магнитом. Определить направление вектора В внешнего магнитного поля 2. Выяснить, это поле усиливается или ослабевает 3. Определить направление вектора Вi поля индукционного тока: а если поле усиливается, то векторы сонаправлены б если поле ослабевает, то векторы противоположно направлены 4.

В России частота переменного тока равна 50 Гц. Процесс превращения механической энергии в электрическую энергию обратим. Если в рамке, помещенной в магнитное поле, пропускать электрический ток, то возникает вращающий момент: , где - вектор магнитного момента рамки. В результате рамка начнет вращаться и электрическая энергия превратиться в механическую энергию. Вихревые токи токи Фуко Индукционный ток возникает не только в линейных проводниках, но и в массивных сплошных проводниках, помещенных в переменное магнитное поле. Эти токи замыкаются в толще проводника и поэтому называются вихревыми. Токи Фуко подчиняются правилу Ленца: их магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, индуцирующему вихревые токи. Вихревые токи вызывают нагревание проводников и торможение движения массивных металлических тел.

Главная Закон электромагнитной индукции. Затем изучением этого явления занимались русские ученый Э. Ленц и Б. То есть, благодаря этому явлению мы можем преобразовывать механическую энергию в электрическую - и это замечательно. Когда проводник оказывается под действием магнитного поля, в нем возникает ЭДС, которую количественно можно выразить через закон электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции Электродвижущая сила, индуцируемая в проводящем контуре, равна скорости изменения магнитного потока, сцепляющегося с этим контуром. В катушке, которая имеет несколько витков, общая ЭДС зависит от количества витков n: Но в общем случае, применяют формулу ЭДС с общим потокосцеплением: ЭДС возбуждаемая в контуре, создает ток. Направление индуцируемого тока можно определить с помощью правила Ленца. Ток, индуцируемый при изменении магнитного поля проходящего через контур, своим магнитным полем препятствует этому изменению. В том случае, когда мы вводим магнит в катушку, магнитный поток в контуре увеличивается, а значит магнитное поле, создаваемое индуцируемым током, по правилу Ленца, направлено против увеличения поля магнита.

Полезное видео: Правило Ленца
Комментариев: 0
  1. Пока нет комментариев.

Спасибо! Ваш комментарий появится после проверки.
Добавить комментарий

© 2018 Юридическая консультация.