Рис. 11. Движение проводника в магнитном поле пересекает поле под прямым углом, величина индуктированной ЭДС будет наибольшей. Если проводник движется вдоль силовых линий и не пересекает их, ЭДС Е = 0. Если проводник движется под некоторым углом a к направлению магнитных силовых линий, то ЭДС будет пропорциональна проекции скорости на плоскость, перпендикулярную силовым линиям, т.е. пропорциональна v∙sina(рис.11).
Зависимость между ЭДС и указанными параметрами определяется формулой
Е = В∙l∙v∙sina.
В – величина индукции магнитного поля, Тл (тесла),
l – длина проводника, м;
v – скорость движения проводника, м/сек;
a– угол направления движения проводника, град.
Направление индуктированной э.д.с. определяется по правилу правой руки (рис. 12): если расположить правую в магнитном поле так,, чтобы силовые линии входили в ладонь, а отогнутый большой палец совпадал с направлением движения проводника, то четыре вытянутых пальца покажет направление индуктированной э.д.с.
Рис. 12. Определение направления индуктированной ЭДС по правилу правой руки.
Примерные контрольные вопросы
1. Что возникает в проводнике при перемещении его в магнитном поле и как это явление называется?
2. Как называется ЭДС и ток, возникающие в проводнике, при его перемещении в магнитном поле?
3. От каких параметров зависит величина индуктированной ЭДС? Математическое выражение этой зависимости.
4. Как определяется направление индуктированной ЭДС?
2. Самоиндукция
При прохождении электрического тока по проводнику вокруг него образуется магнитное поле. При изменении направления тока в проводнике магнитный поток также меняется. При этом силовые линии поля будут пересекать проводник. При пересечении проводника магнитными силовыми линиями в нём наводится э.д.с. электромагнитной индукции. В данном случае проводник пересекается силовыми линиями не внешнего, а своего собственного поля.
Рис. 13. Возникновение ЭДС самоиндукции при замыкании размыкании цепи
Явление возникновения ЭДС в проводнике при изменении в нём тока называется самоиндукцией, а возникающая ЭДС называется ЭДС самоиндукции. Направление ЭДС самоиндукции EL определяется по правилу Ленца.
Так, при замыкании цепи, состоящей из батареи напряжением Uб (рис. 13, а) и катушки, ЭДС самоиндукции будет направлена так, чтобы противодействовать нарастанию тока, т.е. навстречу ЭДС батареи. Результирующая ЭДС Ер , которая будет действовать в цепи,
Ер = Uб – EL.
При размыкании цепи (рис.13, б) ЭДС самоиндукции стремится противодействовать исчезновению тока и, следовательно, по направлению совпадает с ЭДС батареи. Результирующая ЭДС в этом случае
Ер = Uб + EL.
Величина ЭДС самоиндукции пропорциональна (так же, как и ЭДС электромагнитной индукции) скорости пересечения проводником поля, т.е. применительно к явлению самоиндукции пропорциональна скорости изменения магнитного потока
При отсутствии «железа», т. е. стального сердечника, магнитный поток пропорционален току, поэтому и ЭДС самоиндукции будет пропорциональна скорости изменения тока в проводнике.
Кроме того, ЭДС самоиндукции зависит от параметров проводника (катушки). При увеличении числа витков катушки и площади её сечения ЭДС самоиндукции увеличивается.
Примерные контрольные вопросы
1. Условия и процесс возникновения в проводнике ЭДС самоиндукции.
2. Как определяется направление ЭДС самоиндукции?
3. От каких параметров зависит величина ЭДС самоиндукции?
3. Взаимоиндукция
Если взять две катушки, расположенные одна
возле другой, и пропустить по одной из них изменяющийся по величине ток,
например, замыкать и размыкать цепь (рис. 14), то часть силовых линий
магнитного поля этой катушки будет пересекать витки второй катушки, и в ней
возникнет индуктированная ЭДС.
Рис. 14. Возникновение ЭДС взаимоиндукции.
При замыкании цепи второй катушки по ней потечёт ток. Магнитные силовые линии поля второй катушки будут пересекать витки первой катушки. При этом в первой катушке также наведётся ЭДС.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.