В чем состоит явление электромагнитной индукции?
В чем состоит явление электромагнитной индукции? Как связаны между собой явление электромагнитной индукции и закон Фарадея? Что такое потокосцепление?
Сначала определимся, в чем состоит явление электромагнитной индукции. Явлением электромагнитной индукции называют возникновение ЭДС (электродвижущей силы) в проводящем контуре под воздействием переменного магнитного поля. Основной закон, который относят к рассматриваемому нами явлению, это закон М. Фарадея. Он говорит о том, что ЭДС электромагнитной индукции () в контуре, равна по модулю и имеет противоположный знак по отношению к скорости изменения магнитного потока (), через поверхность, которую ограничивает заданный контур. В виде формулы данный закон записывают так:
В том случае, если скорость изменения магнитного потока постоянна, то от производной по времени можно перейти к отношению:
где — изменение магнитного потока за промежуток времени .
Надо заметить, что направление обхода рассматриваемого в законе Фарадея, контура и внешней нормали , которые принимаются при нахождении ЭДС индукции и магнитного потока, являются взаимосвязанными. Если смотреть от конца вектора , то обход контура должен происходить против часовой стрелки.
Часто в задачах встречается замкнутый контур, который имеет не один, а несколько, например, витков, соединенных последовательно. Если такие витки одинаковы, то говорят, что имеется катушка из витков. Тогда под магнитным потоком в выражениях (1) или (2) понимают полный магнитный поток, через поверхности, которые ограничены всем витками. Величину равную:
и называют потокосцеплением контура. В данном случае закон Фарадея принимает вид:
Если мы имеем дело с катушкой, состоящей из одинаковых витков, то формулу (4) можно представить как:
что означает, что ЭДС индукции в катушке в раз больше, чем одиночном контуре.
Еще информацию о явлении электромагнитной индукции см. в ответах на вопросы: «Какой процесс объясняется явлением электромагнитной индукции?», «Кто открыл явление электромагнитной индукции?», «В чем заключается явление электромагнитной индукции?»