Электромагнитная индукция
Если в магнитном поле поместить проводник и перемещать его перпендикулярно магнитным силовым линиям поля, то на концах этого проводника будет возникать разность потенциалов. Это явление было открыто английским физиком Майклом Фарадеем (1791-1867г.г.) и названо электромагнитной индукцией.
Рассмотрим возникновение ЭДС электромагнитной индукции в прямолинейном проводе, перемещающемся с постоянной скоростью в однородном магнитном поле перпендикулярно магнитным силовым линиям. Так как движение провода происходит в магнитном поле, то на каждую заряженную элементарную частицу (электрон) действует электромагнитная сила, направление которой определяется по правилу левой руки. Под действием этой силы свободные электроны перемещаются на один конец проводника, создавая на этом конце избыточный отрицательный заряд. На другом конце ввиду недостатка электронов возникает положительный заряд. Таким образом, на концах проводника создаются равные по величине и противоположные по знаку заряды. По мере накопления зарядов усиливается напряженность электрического тока в проводнике. Кроме электромагнитной силы, в проводнике будет действовать сила электрического поля, которая направлена противоположно силе магнитного поля. Разделение зарядов, возникающие под действием электромагнитной силы, можно рассматривать как результат действия ЭДС, которую называют ЭДС электромагнитной индукции.
Наведенная в прямолинейном переводе, пересекающем линии магнитного поля, ЭДС электромагнитной индукции пропорциональна магнитной индукции поля, длине проводника и скорости его движения.
|
|
|
Для случая плоского витка, вращающегося в однородном магнитном поле с угловой скоростью w, так что ось вращения лежит в плоскости витка и перпендикулярна магнитной индукции, ЭДС электромагнитной индукции в витке будет:
|
|
|
,где S – площадь витка.
ЭДС максимальна в те моменты времени, когда плоскость рамки параллельна направлению поля:
|
|
|
Если рамка состоит из n витков, соединенных последовательно, то ЭДС
|
|
|
