Закон электромагнитной индукции Фарадея, страница 2

              Т.о. в системе отсчета, относительно которой контур неподвижен, должна существовать сила, заставляющая начать двигаться в проводнике изначально покоившиеся электрические заряды. В качестве источника такой силы в электростатике было введено электрическое поле. Логично предположить, что в рассматриваемой ситуации так же возникает электрическое поле, происхождение которого связано с изменением магнитного потока через неподвижный контур, вызванным изменением магнитного поля в области пространства, ограниченной этим контуром. В отличие от электростатического это новое поле не является потенциальным и имеет вихревой характер. Действительно, циркуляция вектора напряженности этого поля Е по произвольному контуру, внутри которого изменяется магнитное поле, численно равен ЭДС в контуре и определяется скоростью изменения магнитного потока через него (12.10). Дифференциальный аналог полученного соотношения (12.11) уточняет ранее сделанное в электростатике утверждение о равенстве нулю ротора электрического поля: последнее верно лишь в случае отсутствия изменяющихся во времени магнитных полей.

              Т.о. изменяющееся во времени магнитное поле порождает вихревое электрическое поле. В пользу изложенной концепции свидетельствует третий тип экспериментов по наблюдению индуцированных магнитным полем электрических токов. Если в одном из замкнутых контуров каким-либо способом возбудить электрический ток (например, замкнуть ключ в электрической цепи, содержащей батарею), то в расположенном вблизи от него другом замкнутом проводящем контуре так же возникает электрический ток. В рассмотренной ситуации на языке классической физики возникновение тока не может быть объяснено, исходя из рассмотрения силы Лоренца, поскольку никакого механического перемещения контуров вообще не происходит. Концепция же вихревого электрического поля полностью описывает наблюдаемую на опыте картину. При этом математическое описание всех трех разобранных и изображенных на рис.12.1 типов экспериментов оказывается одинаковым и дается соотношением (12.4).

              Выше рассмотренные эксперименты были впервые поставлены  Фарадеем, ему же принадлежит создание концепции вихревого электрического поля. С сегодняшних позиций весьма курьезным выглядит тот факт, что сам Фарадей полностью отрицал какую-либо практическую значимость сделанного им открытия. Закон электромагнитной индукции Фарадея лежит в основе работы электрических генераторов (преобразователей механической энергии в электрическую) и трансформаторов (устройств, предназначенных для преобразования токов и напряжений в электрических цепях), без которых была бы немыслима современная энергетика (рис.11.2)

              Направление возникающего вихревого электрического поля или связанного с ним индукционного тока на практике удобно определять с помощью правила Ленца, наиболее общая формулировка которого состоит в следующем: индукционный ток препятствует порождающему его изменению магнитного потока. Нетрудно понять, что это правило является простым следствием закона сохранения энергии. Действительно, индукционный ток, согласно закону Джоуля-Ленца неизбежно приводит к превращению части энергии рассматриваемой системы в тепловую. Если бы возникновение индукционного тока усиливало причины, приведшие к породившему его изменению магнитного потока, это привело бы к саморазвивающемуся процессу, в результате которого количество выделяемого тепла непрерывно бы возрастало.