Электромагнитная индукция (ЭМИ)

1. Электромагнитная индукция (ЭМИ)

2. Явление электромагнитной индукции

Открыто
Майклом
Фарадеем в
1831 году

3.

Майкл Фарадей
(1791 — 1867)
Выдающийся английский физик и
химик, член Лондонского
королевского общества,
основоположник учения об
электромагнитном поле
Открыл:
закон электромагнитной индукции
законы электролиза,
явление вращения плоскости
поляризации света в магнитном
поле,
явления диамагнетизма и
парамагнетизма
Первый получил хлор в жидком
состоянии.

4. Явление электромагнитной индукции

Переменное магнитное поле B,Ф
Порождает в
замкнутом проводящем
контуре
Индукционный ток Ii

5. Что называют электрическим током?

Ток – это упорядоченное движение
заряженных частиц

6.

Переменное магнитное поле B,Ф
порождает
ε,
Вихревое электрическое поле i E
действует на
Свободные заряды в контуре q0, , N
приходят в движение, создавая
Индукционный ток Ii

7. ЭДС индукции

εi
εi
Aвихр .
q
1 Дж
1 Кл
1В
A
εi q 1
вихр .
ЭДС индукции
показывает, какую
работу совершает
вихревое
электрическое поле по
перемещению
единичного заряда по
замкнутому контуру

8. Сравните

Напряжение
ЭДС индукции
εi
Aвих р .
U
q
A
U
εi q 1
вихр .
εi
1 Дж
1 Кл
1В
A
q
A
q 1
U 1 Кл
1 Дж
1В

9.

Переменное магнитное поле B,Ф
порождает
ε,
Вихревое электрическое поле i E
действует на
Свободные заряды в контуре q0, , N
приходят в движение, создавая
Индукционный ток Ii

10. Закономерности явления эми

Анализ формулы
N витков в контуре
меняет его S
N вносимых
Ii N вносимых
(выносимых)
(выносимых)
магнитов меняет
магнитов
численное значение B
BScos
Скорость внесения
Ii скорости
(вынесения)
внесения (вынесения)
магнитов в контур
магнитов
влияет на быстроту
Сила индукционного тока изменения Ф
Опытные факты
Ii N витков в катушке
зависит от быстроты изменения магнитного
потока

11. Сравните

Закон Ома
I
U
R
I
ε
R r
Ii
εi
R

12.

Индукционный ток зависит от быстроты
изменения магнитного потока
Переменное магнитное поле B,Ф
порождает
ε,
Вихревое электрическое поле i E
действует на
Свободные заряды в контуре q0, , N
приходят в движение, создавая
Индукционный ток Ii
Ii
t
Ii
εi
R
i
t
ε

13.

F
B A max
Il
B 1 Тл 1
BScos 1Вб 1 Тл м
I 1A
q
I
t
q It
A Fs
εi
Aвих р .
q
Н
А м
2
t
q 1 Кл 1 А с
A 1 Дж 1 Н м
εi
1 Дж
1 Кл
Н
м2
А м
с
Тл м
с
Вб
с
Н м2
А м
с
Н м 1
А с
Н м
А с
Дж
Кл
В
1В
Н м
А
с
2

14. Закон ЭМИ

εi
t
ЭДС индукции прямо пропорциональна
быстроте изменения магнитного потока
В такой записи справедлив
для случая линейного
(равномерного) изменения
магнитного потока.

15.

Электромагнитная индукция –
явление, возникновения вихревого
электрического поля, создающего
электрический ток в замкнутом
проводящем контуре при изменении
потока магнитной индукции через
поверхность, ограниченную этим
контуром.
Возникающий при этом ток называют
индукционным.

16.

Способы получения индукционного тока
(магнитное поле создано постоянным магнитом)
i
Ф
t
BScos
BScos
Вносить и выносить
магнит в контур
B Scos
Деформировать весь
контур
S NS1
Менять число витков
S NS1 в контуре
Деформировать один
S N S1 виток контура
BS (cos )
Поворачивать магнит
или контур
относительно оси
контура

17.

Способы получения индукционного тока
(магнитное поле создано током)
i
Ф
t
BScos
LI
BScos
L I
LI
0 N 2 S
L
l
Способ
Перемещать катушку
относительно контура
(и наоборот)
Включать (выключать)
ток в катушке
Менять силу тока в
катушке
0 N 2 S
L
l
Вносить (выносить)
сердечник
0 N 2 S
L
l
0 ( N 2 ) S
L
l
1
L 0 N 2 S
l
Деформировать
контур
Менять число витков
в катушке
Менять расстояние
между витками
катушки

18. Направление индукционного тока

Правило Ленца (1834 год):
Возникающий в замкнутом проводящем контуре
индукционный ток всегда имеет такое
направление, что его собственное магнитное
поле мешает изменению того магнитного потока,
которым этот ток порожден.
Или: индукционный ток всегда препятствует
причине его порождающей.

19.

ЛЕНЦ, Эмилий
Христианович
( 1804 – 1863 )
Выдающийся русский физик,
один из создателей учения об
электричестве и теоретических
основ электротехники.
Долгие годы возглавлял
кафедру физики и физической
географии в Петербургском
университете, а с 1863 г. был
ректором университета.
В курсе физики основные
выводы Ленца известны как
"Правило Ленца" и "Закон
Джоуля - Ленца".

20.

порождает
ε,
Вихревое электрическое поле i E
действует на
Свободные заряды в контуре q0,
приходят в движение, создавая
Индукционный ток Ii
создает
Свое магнитное поле Bi
Мешает изменению
Переменное магнитное поле B,Ф

21.

S
B 0
N
B
B

22.

S
N
B
B
B 0

23.

N
υ
S
B
B
B 0

24.

N
υ
S
B
B
B 0

25.

S
B 0
N
N
S
B
B
Отталкиваются

26.

S
B 0
N
S
N
B
Притягиваются
B

27.

N
υ
B 0
S
S
N
B
B Отталкиваются

28.

N
υ
B 0
S
N
S
B
Притягиваются
B

29. Учет правила Ленца в формуле закона электромагнитной индукции

Ток в контуре имеет
отрицательное
направление
( i 0 ), если B B , (т.е. >0).
Ток в контуре имеет положительное направление
0
( i
), если B B , (т.е. <0).
C учетом правила Ленца (знака) выражение для
закона электромагнитной индукции
записывается: .
ε
ε
i
Ф
t

30.

Закон ЭМИ
i
Ф
t
ЭДС индукции равна взятой с
обратным знаком скорости
изменения магнитного потока
В такой записи справедлив для случая
линейного (равномерного) изменения
магнитного потока