ЭДС индукции в прямом проводнике длиной, движущемся в однородном магнитном поле.

ЭДС индукции в прямом проводнике длиной, движущемся в однородном магнитном поле.

Итак, давайте представим магнитное поле, в которое помещается проводник с неподвижными частицами, который совершает движение. Мы знаем, что ток в проводниках создается зарядами, более того, на любой заряд в магнитном поле действует сила Лоренца. А теперь давайте предположим, что проводник, в котором находятся частицы, так же совершает движение в магнитном поле по двум рельсам, по которым бежит ток.

Так как работа - это сила, приложенная для перемещения проводника или частицы, а в качестве силы примем силу Лоренца, получим следующие выражения:  ,  .

Из-за изменения положения проводника будет возникать ЭДС, а это значит, что по такому проводнику будет бежать ток.  .

А так как, в свою очередь, ЭДС связано с потоком, получим следующую формулу:  .

Таким образом, можно сделать вывод, что ток в проводнике будет изменяться в случае изменения магнитного потока, или же при действии на него силы Лоренца.

Рассмотрим внешний магнитный поток, который приводит к появлению индукционного тока, а также само внешнее магнитное поле, приводящее к образованию потока. Если некоторое изменение потока приводит к появлению тока в проводнике, то вокруг данного проводника также будет образовываться собственное магнитное поле, которое имеет поток. Если существует два различных магнитных поля, то по принципу суперпозиций мы имеем право их сложить. Оба данных потока и поля связаны между собой. Согласно правилу Ленца, любой индукционный ток стремится противодействовать изменению внешнего магнитного потока. От этого зависит направление индукционного тока. Данное правило дает возможность определить, в каком направлении движется индукционный ток. То есть, если происходит увеличение внешнего потока, то и поток вокруг индукционного тока также будет увеличиваться. Это говорит о том, что если ток бежит по часовой стрелке, то создаваемый им индукционный ток будет направлен против часовой стрелки. В законе Фарадея мы видим, что отношение потока ко времени находится под модулем. Определить знак данного отношения можно с помощью направления движения индукционного тока. Если ток индукции течет против часовой стрелки, то величина ЭДС будет положительно, если же движение происходит в обратном направлении, то данная ФВ будет отрицательной.

Самоиндукция.

Считается, что индуктивный ток действует сам на себя некоторым образом. Так как индуктивный ток достаточно нестабилен, то он вызывает собственное изменение магнитного потока, а это значит, что в таком проводнике должен бежать ток, в результате изменения потока. Такое явление называется самоиндукцией.

Итак, давайте представим некоторый проводник в виде кольца. Если ток индукции в нем течет против часовой стрелки (он увеличивается), то магнитное поле будет направлено вертикально вверх (оно увеличивается). Это значит, что появляется некоторое вихревое поле, направленное в противоположном направлении относительно направления движения тока. Таким образом, оно пытается тормозить ток. Однако моментально ток затормозить не может, поэтому магнитное поле изменяется на протяжении некоторого времени. Если же ток в проводнике будет уменьшаться, что также приводит к уменьшению магнитного поля, то вихревое электрическое поле наоборот начнет ускорять ток в проводнике. Таким образом, можно сделать вывод, что любое изменение тока и поля будет приводить к появлению внутреннего ЭДС, которое будет либо тормозить, либо ускорять индукционный ток.

Итак, поток описывает магнитное поле, значит, величина потока пропорциональна индукции. Коэффициент, связывающий индукцию и поток, называется индуктивностью L:  .

Определяется индуктивность с помощью геометрических размеров проводника, а также материалом, из которого он создан. Единицами измерения индуктивности являются Генри (Гн).

Если использовать данную формулу для ЭДС индукции, можно получить:  . То есть ЭДС пропорциональна производной силы тока.