Магнитное поле и его свойства. Магнитная индукция. Сила Ампера. Работа при перемещении проводника в магнитном поле. Намагничивание веществ, страница 7

В электрическую цепь включим через реостат катушку. Изменяя ток в катушке, мы добьёмся изменения магнитного потока, пронизывающего проводящий контур.

Проводя опыты, замечаем, что при изменении магнитного потока в замкнутом контуре возникает индукционный ток, индукционная ЭДС, величина, которая прямопропорциональна скорости изменения магнитного потока rr 

Для катушки индукционная ЭДС будет, rr где число витков катушки.

Направление индукционного тока в этом случае определяется по правилу Ленца: индукционный ток течёт в таком направлении, что своим магнитным полем, он препятствует изменению магнитного потока, вызывающему явление индукции, чтобы воспользоваться этим правилом, нужно соблюдать следующую последовательность операций:

а) определить направление внешнего поля;

б) выяснить изменение этого поля;

в) узнать направление индукционного поля;

г) по правилу буравчика определить направление индукционного тока.

Объяснение электромагнитной индукции в неподвижном проводнике было дано Максвеллом, выдающимся английским учёным. Чтобы в неподвижном проводнике возник электрический ток, в нём нужно создать электрическое поле. Откуда же оно берётся? Максвелл теоретически обосновал, что в пространстве, где изменяется магнитное поле, возникает вихревое электрическое поле, а изменение электрического поля вызывает появление вихревого магнитного поля. Совокупность переменного электрического поля и неразрывно связано с ним переменного магнитного поля называется электромагнитным полем. Переменное поле может быть только электромагнитным.

На рисунке изображено электромагнитное поле при усилении индукции магнитного поля.

Вернёмся к нашему опыту. Так как магнитное поле вокруг проводника изменяется, то в пространстве, где располагается проводник, возникает вихревое электрическое поле. Это поле пронизывает проводник, и в нём возникает электрический ток. Следует подчеркнуть ещё раз, что электрическое поле возникает независимо от проводника. Электромагнитное поле существует объективно и является видом материи.

Явление возбуждения индукционного тока в цепях с переменным током называется самоиндукцией.

15 Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля

Пусть в цепи течёт электрический ток. Вокруг проводников образуется магнитное поле. Если изменить электрический ток, то изменится и магнитный поток, пронизывающий контур, что приведёт к возбуждению индукционной ЭДС и индукционного тока в этой цепи. Явление самоиндукции есть частный случай электромагнитной индукции и к ней применимы все законы электромагнитной индукции, т.е. , а направление тока самоиндукции определяется по правилу Ленца.

Самоиндукция особенно проявляется в цепях, где имеются катушки с большим количеством витков и при наличии ферромагнитных сердечников в катушках, т.к. магнитный поток в этом случае может изменяться в больших пределах.

Пусть в цепь включена катушка. Тогда  но  

Поставим значение в формулу самоиндукции и найдём , где

– число витков катушки,

– площадь поперечного сечения катушки,

– её длина, а  - магнитная проницаемость сердечника.

Все эти величины для данной катушки будут постоянными, следовательно, их можно обозначить одной величиной, которую называют индуктивностью катушки.

Магнитное поле

Структурно-логический блок

 

ЧО₁ Магнитное поле и его свойства. Магнитная индукция. Сила Ампера

1 Взаимодействие токов.

Мы уже рассмотрели взаимодействие. электрических зарядов. Выясним теперь, взаимодействуют ли между собой проводники с токами.

Возьмем две одинаковые катушки, сделанные из металлических проводов, и подвесим так, чтобы их можно было включать в цепь, а их оси располагались на одной прямой. Пропустив по катушкам

	Рисунок 1 – отталкивание притяжение токов одинакового направления