Відкриття Фарадея та Ленца: закон електромагнітної індукції – формула явища. Від чого залежать сила та напрямок індукційного струму

МАГНІТНЕ ПОЛЕ

Магнітна взаємодія рухомих електричних зарядів згідно з уявленнями теорії поля пояснюється таким чином: кожен рухомий електричний зарядстворює в навколишньому просторі магнітне поле, здатне діяти на інші електричні заряди, що рухаються.

В - фізична величина, що є силовою характеристикою магнітного поля. Вона називається магнітною індукцією (або індукцією магнітного поля).

Магнітна індукція- Векторна величина. Модуль вектора магнітної індукції дорівнює відношенню максимального значення сили Ампера, що діє на прямий провідник зі струмом, до сили струму у провіднику та його довжині:

Одиниця магнітної індукції. В Міжнародній системіодиниць за одиницю магнітної індукції прийнято індукцію такого магнітного поля, в якому на кожен метр довжини провідника при силі струму 1 А діє максимальна силаАмпера 1 Н. Ця одиниця називається тесла (скорочено: Тл), на честь видатного югославського фізика Н. Тесла:

СИЛА ЛОРЕНЦЯ

Рух провідника зі струмом в магнітному полі показує, що магнітне поле діє на електричні заряди, що рухаються. На провідник діє сила Ампера F А = IBlsin a, а сила Лоренца діє на заряд, що рухається:

де a- кут між векторами B та v.

Рух заряджених частинок у магнітному полі. В однорідному магнітному полі на заряджену частинку, що рухається зі швидкістю перпендикулярно лініям індукції магнітного поля, діє сила м, постійна за модулем і спрямована перпендикулярно вектору швидкості. Під дією магнітної сили частка набуває прискорення, модуль якого дорівнює:

У однорідному магнітному полі ця частка рухається по колу. Радіус кривизни траєкторії, по якій рухається частка, визначається з умови, звідки слід,

Радіус кривизни траєкторії є постійною величиною, оскільки сила, перпендикулярна вектору швидкості, змінюється тільки її напрямок, але не модуль. А це і означає, що ця траєкторія є коло.

Період обігу частинки в однорідному магнітному полі дорівнює:

Останній вираз показує, що період обігу частинки в однорідному магнітному полі не залежить від швидкості та радіусу траєкторії її руху.

Якщо напруженість електричного полядорівнює нулю, то сила Лоренца л дорівнює магнітній силі м:

ЕЛЕКТРОМАГНІТНА ІНДУКЦІЯ

Явище електромагнітної індукціївідкрив Фарадей, який встановив, що в замкнутому провідному контурі виникає електричний струм при будь-якій зміні магнітного поля, що пронизує контур.

МАГНІТНИЙ ПОТІК

Магнітний потік Ф(Потік магнітної індукції) через поверхню площею S- величина, що дорівнює добутку модуля вектора магнітної індукції на площу Sта косинус кута аміж вектором та нормаллю до поверхні:

Ф=BScos

У СІ одиниця магнітного потоку 1 Вебер (Вб) - магнітний потік через поверхню площею 1 м 2 розташовану перпендикулярно напрямку однорідного магнітного поля, індукція якого дорівнює 1 Тл:

Електромагнітна індукція-Явлення виникнення електричного струмуу замкнутому провідному контурі при будь-якій зміні магнітного потоку, що пронизує контур.

Виникає в замкнутому контурі, індукційний струм має такий напрям, що своїм магнітним полем протидіє зміні магнітного потоку, яким він викликаний (правило Ленца).

ЗАКОН ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ

Досліди Фарадея показали, що сила індукційного струму I i у контурі, що проводить, прямо пропорційна швидкості зміни числа ліній магнітної індукції, що пронизують поверхню, обмежену цим контуром.

Тому сила індукційного струму пропорційна швидкості зміни магнітного потоку через поверхню, обмежену контуром:

Відомо, що й у ланцюга з'явився струм, це, що у вільні заряди провідника діють сторонні сили. Робота цих сил з переміщення одиничного заряду вздовж замкненого контуру називається електрорушійною силою (ЕРС). Знайдемо ЕРС індукції ε i.

За законом Ома для замкнутого ланцюга

Оскільки R не залежить від , то

ЕРС індукції збігається у напрямку з індукційним струмом, а цей струм відповідно до правила Ленца спрямований так, що створений ним магнітний потік протидіє зміні зовнішнього магнітного потоку.

Закон електромагнітної індукції

ЕРС індукції в замкнутому контурі дорівнює взятій з протилежним знаком швидкості зміни магнітного потоку, що пронизує контур:

САМОІНДУКЦІЯ. ІНДУКТИВНІСТЬ

Досвід показує, що магнітний потік Ф, Пов'язаний з контуром, прямо пропорційний силі струму в цьому контурі:

Ф = L * I .

Індуктивність контуру L- коефіцієнт пропорційності між струмом, що проходить по контуру, і створеним ним магнітним потоком.

Індуктивність провідника залежить від його форми, розмірів та властивостей навколишнього середовища.

Самоіндукція- явище виникнення ЕРС індукції в контурі при зміні магнітного потоку, викликаному зміною струму, що проходить через контур.

Самоіндукція - окремий випадокелектромагнітної індукції

Індуктивність – величина, чисельно рівна ЕРС самоіндукції, що виникає в контурі за зміни сили струму в ньому на одиницю за одиницю часу. У СІ за одиницю індуктивності приймають індуктивність такого провідника, в якому при зміні сили струму на 1 А за 1 с виникає ЕРС самоіндукції 1 В. Ця одиниця називається генрі (Гн):

ЕНЕРГІЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ

Явище самоіндукції аналогічне явище інерції. Індуктивність при зміні струму відіграє ту ж роль, що й маса при зміні швидкості тіла. Аналогом швидкості є сила струму.

Значить енергію магнітного поля струму можна вважати величиною, подібною до кінетичної енергії тіла :

Припустимо, що після відключення котушки від джерела струм у ланцюгу зменшується з часом за лінійним законом.

ЕРС самоіндукції має у цьому випадку постійне значення:

де I - початкове значення струму, t - проміжок часу, протягом якого сила струму зменшується від I до 0.

За час t в ланцюзі проходить електричний заряд q = I cp t. Так як I cp = (I + 0)/2 = I/2, то q=It/2. Тому робота електричного струму:

Ця робота відбувається за рахунок енергії магнітного поля котушки. Таким чином, знову отримуємо:

приклад.Визначте енергію магнітного поля котушки, у якій за струму 7,5 А магнітний потік дорівнює 2,3*10 -3 Вб. Як зміниться енергія поля, якщо сила струму зменшиться вдвічі?

Енергія магнітного поля котушки W1 = LI12/2. За визначенням індуктивність котушки L = Ф/I 1 . Отже,

Індукційний струм це такий струм, який виникає в замкнутому провідному контурі, що знаходиться в змінному магнітному полі. Цей струм може виникати у двох випадках. Якщо є нерухомий контур, що пронизується потоком магнітної індукції, що змінюється. Або коли в постійному магнітному полі рухається провідний контур, що також викликає зміну магнітного потоку пронизливого контуру.

Рисунок 1 — Провідник переміщується у постійному магнітному полі

Причиною виникнення індукційного струму є вихрове електричне поле, що породжується магнітним полем Це електричне поле діє на вільні заряди, що знаходяться у провіднику, поміщеному в це вихрове електричне поле.

Рисунок 2 - вихрове електричне поле

Також можна зустріти і таке визначення. Індукційний струм – це електричний струм, який виникає внаслідок дії електромагнітної індукції. Якщо не заглиблюється в тонкощі закону електромагнітної індукції, то двома словами її можна описати так. Електромагнітна індукція - це виникнення струму в провідному контурі під дію змінного магнітного поля.

З допомогою цього закону можна визначити величину індукційного струму. Оскільки він дає значення ЭРС, що виникає у контурі під дію змінного магнітного поля.

Формула 1 - ЕРС індукції магнітного поля.

Як очевидно з формули 1 величина ЭРС індукції, отже, і індукційного струму залежить від швидкості зміни магнітного потоку пронизуючого контур. Тобто чим швидше змінюватиметься магнітний потік, тим більший індукційний струм можна отримати. Якщо ми маємо постійне магнітне поле, в якому рухається провідний контур, то величина ЕРС буде залежати від швидкості руху контуру.

Щоб визначити напрямок індукційного струму використовують правило Ленца. Яке свідчить, індукційний струм спрямований назустріч тому струму, який його викликав. Звідси і знак мінус у формулі для визначення ЕРСіндукції.

Індукційний струм відіграє важливу роль у сучасній електротехніці. Наприклад, індукційний струм, що виникає в роторі асинхронного двигуна, взаємодіє зі струмом, що підводиться від джерела живлення у його статорі, внаслідок чого ротор обертається. На цьому принципі збудовані сучасні електродвигуни.

Малюнок 3 – асинхронний двигун.

У трансформаторі індукційний струм, що виникає у вторинній обмотці, використовується для живлення різних електротехнічних приладів. Розмір цього струму може бути задана параметрами трансформатора.

Рисунок 4 – електричний трансформатор.

І нарешті, індукційні струми можуть виникати й у потужних провідниках. Це звані струми Фуко. Завдяки їм можна проводити індукційне плавлення металів. Тобто вихрові струми, що течуть у провіднику, викликають його розігрів. Залежно від величини цих струмів провідник може розігріватися вище за точку плавлення.

Рисунок 5 – індукційна плавка металів.

Отже, ми з'ясували, що індукційний струм може мати механічну, електричну та теплову дію. Всі ці ефекти повсюдно використовуються в сучасному світі, як у промислових масштабах, і на побутовому рівні.

Якщо зміни магнітного поля не відбувається, то не буде жодного електричного струму. Навіть якщо магнітне поле існує. Ми можемо сказати, що індукційний електричний струм прямо пропорційний, по-перше, кількості витків, по-друге, швидкості магнітного поля, з якої змінюється це магнітне поле щодо витків котушки.

Рис. 3. Від чого залежить величина індукційного струму?

Для характеристики магнітного поля використається величина, яка називається магнітний потік. Вона характеризує магнітне поле в цілому, ми про це говоритимемо на наступному уроці. Тепер зазначимо лише, що зміна магнітного потоку, тобто. числа ліній магнітного поля, що пронизують контур зі струмом (котушку, наприклад), призводить до виникнення в цьому контурі індукційного струму.

фізика. 9 клас

Тема: Електромагнітне поле

Урок 44. Магнітний потік

Єрюткін Є.С., вчитель фізики вищої категорії ГОУ ЗОШ №1360

Вступ. Досліди Фарадея

Продовжуючи вивчення теми «Електромагнітна індукція», давайте докладніше зупинитися на такому понятті, як магнітний потік.

Ви вже знаєте, як виявити явище електромагнітної індукції – якщо замкнутий провідник перетинають магнітні лінії, У цьому провіднику виникає електричний струм. Такий струм називається індукційним.

Тепер давайте обговоримо, за рахунок чого утворюється цей струм і що є головним для того, щоб цей струм з'явився.

Насамперед, звернемося до досвіду Фарадеяі ще раз подивимося на його важливі особливості.

Отже, у нас є амперметр, котушка з великою кількістювитків, яка коротко прикріплена до цього амперметру.

Беремо магніт, і так само, як на попередньому уроці, опускаємо цей магніт усередину котушки. Стрілка відхиляється, тобто у цьому ланцюзі існує електричний струм.

Рис. 1. Досвід виявлення індукційного струму.

А ось коли магніт знаходиться усередині котушки електричного струму в ланцюзі немає. Але варто тільки спробувати цей магніт дістати з котушки, як у ланцюзі знову утворюється електричний струм, але напрямок цього струму змінюється на протилежне.

Зверніть увагу також на те, що значення електричного струму, що протікає в ланцюзі, залежить ще й від властивостей самого магніту. Якщо взяти інший магніт і зробити той самий експеримент, значення струму суттєво змінюється, в даному випадку струм стає меншим.

Провівши експерименти, можна дійти невтішного висновку у тому, що електричний струм, що виникає у замкнутому провіднику (в котушці), пов'язані з магнітним полем постійного магніту.

Іншими словами, електричний струм залежить від якоїсь характеристики магнітного поля. А ми вже запровадили таку характеристику - магнітна індукція.

Нагадаємо, що магнітна індукція позначається буквою , це векторна величина. І вимірюється магнітна індукція у теслах.

⇒ - Тесла - на честь європейського та американського вченого Миколи Тесла.

Магнітна індукціяхарактеризує дію магнітного поля на провідник зі струмом, вміщений у це поле.

Але коли ми говоримо про електричний струм, то повинні розуміти, що електричний струм, і це ви знаєте з 8 класу, виникає під дією електричного поля.

Отже, можна дійти невтішного висновку у тому, що електричний індукційний струм утворюється з допомогою електричного поля, що у своє чергу утворюється внаслідок дії магнітного поля. І такий взаємозв'язок якраз здійснюється за рахунок магнітного потоку.

Взаємозв'язок електричних та магнітних полів помічений дуже давно. Цей зв'язок ще в 19 столітті виявив англійський вчений-фізик Фарадей і дав йому назву. Вона виникає тоді, коли магнітний потік пронизує поверхню замкнутого контуру. Після того, як відбувається зміна магнітного потоку протягом певного часу, в цьому контурі спостерігається поява електричного струму.

Взаємозв'язок електромагнітної індукції та магнітного потоку

Суть магнітного потоку відображається відомою формулою: Ф = BS cos α. У ній Ф є магнітним потоком, S - поверхня контуру (площа), - вектор магнітної індукції. Кут утворюється за рахунок напрямку вектора магнітної індукції та нормалі до поверхні контуру. Звідси випливає, що максимального порога магнітний потік досягне при cos = 1, а мінімального - при cos = 0.

У другому варіанті вектор буде перпендикулярний до нормалі. Виходить, що лінії потоку не перетинають контур, а лише ковзають його площиною. Отже, визначати характеристики будуть лінії вектора, що перетинають поверхню контуру. Для розрахунку як одиниця виміру використовується вебер: 1 вб = 1в х 1с (вольт-секунда). Ще однією, дрібнішою одиницею виміру служить максвел (мкс). Він становить: 1 мб = 108 мкс, тобто 1 мкс = 10-8 мб.

Для дослідження Фарадеєм були використані дві дротяні спіралі, ізольовані між собою та розміщені на котушці з дерева. Одна з них з'єднувалася із джерелом енергії, а інша – з гальванометром, призначеним для реєстрації малих струмів. У той момент, коли ланцюг первісної спіралі замикався і розмикався, в іншому ланцюгу стрілка вимірювального пристроювідхилялася.

Проведення досліджень явища індукції

У першій серії дослідів Майкл Фарадей вставляв намагнічений металевий брусок у котушку, підключену до струму, а потім виймав його назовні (мал. 1, 2).

1 2

У разі поміщення магніту в котушку, підключену до вимірювального приладу, в ланцюзі починає протікати індукційний струм. Якщо магнітний брусок видаляється з котушки, індукційний струм все одно з'являється, але його напрямок стає протилежним. Отже, параметри індукційного струму будуть змінені у напрямку руху бруска та залежно від полюса, яким він поміщається в котушку. На силу струму впливає швидкість переміщення магніту.

У другій серії дослідів підтверджується явище, при якому струм, що змінюється, в одній котушці, викликає індукційний струм в іншій котушці (рис. 3, 4, 5). Це відбувається в моменти замикання та розмикання ланцюга. Від того, замикається або розмикається електричний ланцюг, залежатиме і напрямок струму. Крім того, ці дії є ні що інше, як способи зміни магнітного потоку. При замиканні ланцюга він збільшуватиметься, а при розмиканні - зменшуватиметься, одночасно пронизуючи першу котушку.

3 4

5

В результаті дослідів було встановлено, що виникнення електричного струму всередині замкнутого провідного контуру можливе лише у тому випадку, коли вони поміщаються в змінне магнітне поле. При цьому потік може змінюватися в часі будь-якими способами.

Електричний струм, що з'являється під дією електромагнітної індукції, отримав назву індукційного, хоча це не буде струмом у загальноприйнятому розумінні. Коли замкнутий контур виявляється в магнітному полі, відбувається генерація ЕРС з точним значенням, а чи не струму, залежить від різних опорів.

Дане явище отримало назву ЕРС індукції, яку відображає формула: Еінд = - ∆Ф/∆t. Її значення співпадає зі швидкістю змін магнітного потоку, що пронизує поверхню замкнутого контуру, взятого з негативним значенням. Мінус, присутній у цьому вираженні, є відображенням правила Ленца.

Правило Ленца щодо магнітного потоку

Відоме правило було виведено після проведення циклу досліджень у 30-ті роки 19 століття. Воно сформульовано у такому вигляді:

Напрямок індукційного струму, що збуджується в замкнутому контурі магнітним потоком, що змінюється, впливає на створюване ним магнітне поле таким чином, що воно в свою чергу створює перешкоду магнітному потоку, що викликає появуіндукційного струму

Коли магнітний потік збільшується, тобто стає Ф > 0, а ЕРС індукції знижується і стає Еінд< 0, в результате этого появляется электроток с такой направленностью, при которой под влиянием его магнитного поля происходит изменение потока в сторону уменьшения при его прохождении через плоскость замкнутого контура.

Якщо потік знижується, то настає зворотний процес, коли Ф< 0 и Еинд >0, тобто дія магнітного поля індукційного струму відбувається збільшення магнітного потоку, що проходить через контур.

Фізичний сенс правила Ленца полягає у відображенні закону збереження енергії, коли при зменшенні однієї величини, інша збільшується, і, навпаки, зі збільшенням однієї величини інша зменшуватиметься. Різні чинники впливають і ЕРС індукції. При введенні в котушку по черзі сильного і слабкого магніту, прилад відповідно буде показувати у першому випадку більш високе, тоді як у другому - нижче значення. Те саме відбувається, коли змінюється швидкість руху магніту.

На представленому малюнку видно, як визначається напрямок індукційного струму із застосуванням правила Ленца. Синій колірвідповідає силовим лініям магнітних полів індукційного струму та постійного магніту. Вони розташовані у напрямку полюсів з півночі на південь, які є у кожному магніті.

Магнітний потік, що змінюється, призводить до виникнення індукційного електричного струму, напрям якого викликає протидію з боку його магнітного поля, що перешкоджає змінам магнітного потоку. У зв'язку з цим, силові лінії магнітного поля котушки спрямовані у бік, протилежний силовим лініям постійного магніту, оскільки його рух відбувається у бік цієї котушки.

Для визначення напрямку струму використовується з правим різьбленням. Він повинен вкручуватися таким чином, щоб напрямок його поступального руху збігався з напрямком індукційних ліній котушки. У цьому випадку напрями індукційного струму та обертання рукоятки свердловина збігатимуться.

Як ми з'ясували, електричний струм здатний породжувати магнітні поля. Виникає питання: чи може магнітне поле спричинити появу електричного струму? Це завдання було вирішено англійським фізиком Майклом Фарадеєм, який відкрив явище електромагнітної індукції в 1831 р. Світий у котушку провідник замикається на гальванометрі (рис. 3.19). Якщо всунути в котушку постійний магніт, то гальванометр покаже наявність струму протягом усього проміжку часу, доки магніт переміщається щодо котушки. При висмикуванні магніту з котушки гальванометр показує наявність протилежного струму напрямку. Зміни напрямку струму відбувається при зміні полюса магніту, що всувається або висувається.

Аналогічні результати спостерігалися заміні постійного магніту електромагнітом (котушкою зі струмом). Якщо обидві котушки закріпити нерухомо, але в одній із них змінювати значення струму, то в цей момент в іншій котушці спостерігається індукційний струм.

ЯВЛЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ полягає у виникненні електрорушійної сили (е.д.с.) індукції у провідному контурі, через який змінюється потік вектора магнітної індукції. Якщо контур є замкнутим, то ньому виникає індукційний струм.

Відкриття явища електромагнітної індукції:

1) показало взаємозв'язок між електричним та магнітним полем;

2) запропонувало спосіб отримання електричного струмуз допомогою магнітного поля.

Основні властивості індукційного струму:

1. Індукційний струм виникає завжди, коли відбувається зміна зчепленого з контуром потоку магнітної індукції.

2. Сила індукційного струму залежить від способу зміни потоку магнітної індукції, а визначається лише швидкістю його зміни.

Досвідами Фарадея було встановлено, що величина електрорушійної сили індукції пропорційна швидкості зміни магнітного потоку, що пронизує контур провідника (закон електромагнітної індукції Фарадея)

Або , (3.46)

де (dF) – зміна потоку протягом часу (dt). МАГНІТНИМ ПОТІКОМабо ПОТОЧКОМ МАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇназивається величина, яка визначається на основі наступного співвідношення: ( магнітний потік через поверхню площею S): Ф=ВScosα, (3.45), кут a – кут між нормаллю до поверхні і напрямком вектора індукції магнітного поля



одиниця магнітного потокуу системі СІ носить назву вебер– [Вб=Тл×м 2 ].

Знак «–» у формулі означає, що е.р.с. індукції викликає індукційний струм, магнітне полі якого протидіє будь-якій зміні магнітного потоку, тобто. при >0 е.д.с. індукції e І<0 и наоборот.

е.д.с. індукції вимірюється у вольтах

Для знаходження напрямку індукційного струму існує правило Ленца (правило встановлено в 1833): індукційний струм має такий напрям, що створюване ним магнітне поле прагне компенсувати зміну магнітного потоку, що викликало цей індукційний струм.

Наприклад, якщо всувати північний полюс магніту в котушку, тобто збільшувати магнітний потік через його витки, в котушці виникає індукційний струм такого напрямку, що на найближчому до магніту кінці котушки виникає північний полюс (рис.3.20). Отже, магнітне поле індукційного струму прагне нейтралізувати зміну магнітного потоку, що викликало його.

Не тільки змінне магнітне поле породжує індукційний струм у замкнутому провіднику, а й при русі замкнутого провідника довжиною l у постійному магнітному полі (В) зі швидкістю v у провіднику виникає едс:

a (B Ùv) (3.47)

Як ви вже знаєте, електрорушійна силав ланцюзі – це результат дії сторонніх сил. При русі провідника у магнітному полі роль сторонніх силвиконує сила Лоренца(яка діє з боку магнітного поля на електричний заряд, що рухається). Під дією цієї сили відбувається поділ зарядів і кінцях провідника виникає різницю потенціалів. Е.Д.С. індукції у провіднику є роботою переміщення одиничних зарядів вздовж провідника.

Напрямок індукційного струмуможна визначити за правилом правої руки:Вектор В входить у долоню, відведений великий палець збігається з напрямом швидкості провідника, а 4 пальці вкажуть напрямок індукційного струму.

Таким чином, змінне магнітне поле викликає появу індукованого електричного поля. Воно не потенційно(на відміну електростатичного), т.к. роботапо переміщенню одиничного позитивного заряду дорівнює е.д.с. індукції, а чи не нулю.

Такі поля називаються вихровими. Силові лінії вихровогоелектричного поля - замкнуті самі на себе,на відміну від ліній напруги електростатичного поля.

Е.Д.С. індукції виникає у сусідніх провідниках, а й у самому провіднику за зміни магнітного поля струму, що йде провіднику. Виникнення е.р.с. у якомусь провіднику при зміні в ньому самому сили струму (отже, магнітного потоку в провіднику) називається самоіндукцією, а струм, що індукується в цьому провіднику, – струмом самоіндукції.

Струм у замкнутому контурі створює в навколишньому просторі магнітне поле, напруженість якого пропорційна силі струму I. Тому магнітний потік Ф, пронизливий контур, пропорційний силі струму в контурі

Ф=L×I, (3.48).

L – коефіцієнт пропорційності, який називається коефіцієнта самоіндукції, чи, просто, індуктивності. Індуктивність залежить від розмірів та форми контуру, а також від магнітної проникності середовища, що оточує контур.

У цьому сенсі індуктивність контуру - аналогелектричної ємності відокремленого провідника, яка також залежить лише від форми провідника, його розмірів та діелектричної проникності середовища.

Одиниця індуктивності – генрі (Гн): 1Гн - індуктивність такого контуру, магнітний потік самоіндукції якого при струмі 1А дорівнює 1Вб (1Гн=1Вб/А=1В·с/А).

Якщо L = const, то е.д.с. самоіндукції можна у наступному вигляді:

, або , (3.49)

де DI (dI) – зміна струму ланцюга, що містить котушку індуктивності (або контур) L, під час Dt (dt). Знак «–» у цьому вираженні означає, що е.р.с. самоіндукції перешкоджає зміні струму (тобто якщо струм у замкнутому контурі зменшується, то е.д.с. самоіндукції призводить до виникнення струму того ж напрямку та навпаки).

Одним із проявів електромагнітної індукції є виникнення замкнутих індукційних струмів у суцільних провідних середовищах: металевих тілах, розчинах електролітів, біологічних органах тощо. Такі струми звуться вихрових струмів або струмів Фуко. Ці струми виникають при переміщенні провідного тіла в магнітному полі та/або зміні з часом індукції поля, в яке поміщені тіла. Сила струмів Фуко залежить від електричного опору тіл, а також швидкості зміни магнітного поля.

Токи Фуко також підкоряються правилу Ленца : їхнє магнітне поле спрямоване так, щоб протидіяти зміні магнітного потоку, що індукує вихрові струми.

Тому потужні провідники гальмуються в магнітному полі. В електричних машинах, щоб мінімізувати вплив струмів Фуко, сердечники трансформаторів та магнітні ланцюги електричних машин збирають із тонких пластин ізольованих один від одного спеціальним лаком або окалиною.

Вихрові струми спричиняють сильне нагрівання провідників. Джоулеве тепло, що виділяється струмами Фуко, використовується в індукційних металургійних печахдля плавки металів, згідно із законом Джоуля-Ленца.

Loading...Loading...