Электромагнитная индукция
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Электромагни́тная инду́кция — возникновение электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике, находящемся в изменяющемся магнитном поле.
Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем в 1831 году. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводнике пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина ЭДС не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение проводника в неоднородном магнитном поле. Электрический ток вызванный этой ЭДС называется индукционным током.
[править] Закон Фарадея
Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея (в системе СИ):
где
- — электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура,
- ΦB — магнитный поток через поверхность, натянутую на этот контур.
Знак «минус» в формуле отражает правило (или закон) Ленца, названный так по имени русского физика Э. Х. Ленца:
- Индукционный ток всегда имеет такое направление, что создаваемый им магнитный поток компенсирует изменения внешнего магнитного потока.
Правило Ленца является следствием закона сохранения энергии.
Для катушки, находящейся в переменном магнитном поле, закон Фарадея можно записать следующим образом:
где
- — электродвижущая сила,
- N — число витков,
- ΦB — магнитный поток через один виток.
[править] Векторная форма
В дифференциальной форме закон Фарадея можно записать в следующем виде:
или с помощью эквивалентной формулы:
Здесь — напряжённость электрического поля, — магнитная индукция, C — произвольная площадка, — её граница.
Закон Фарадея входит в систему уравнений Максвелла для электромагнитного поля.