Появление в проводнике ЭДС индукции

Если поместить в магнитное поле проводник и перемещать его так, чтоб он при собственном движении пересекал силовые полосы поля, то в проводнике возникнет
электродвижущая сила, именуемая ЭДС индукции.

ЭДС индукции возникнет в проводнике и в этом случае, если сам проводник остается недвижным, а передвигаться будет магнитное поле, пересекая проводник своими силовыми линиями.

Если проводник, в каком наводится ЭДС индукции, замкнуть на какую-либо внешнюю цепь, то под действием этой ЭДС по цепи потечет ток, именуемый
индукционным током.

Явление индуктирования ЭДС в проводнике при скрещении его силовыми линиями магнитного поля именуется
электрической индукцией.

Электрическая индукция — это оборотный процесс, т. е. перевоплощение механической энергии в электронную.

Явление электрической индукции отыскало широчайшее применение в электротехнике. На использовании его основано устройство разных
электронных машин.

Величина и направление ЭДС индукции

Разглядим сейчас, каковы будут величина и направление индуктированной в проводнике ЭДС.

Величина ЭДС индукции находится в зависимости от количества силовых линий поля, пересекающих проводник в единицу времени, т. е. от скорости движения проводника в поле.

Величина индуктированной ЭДС находится в прямой зависимости от скорости движения проводника в магнитном поле.

Величина индуктированной ЭДС также зависит и от длины той части проводника, которая пересекается силовыми линиями поля. Чем большая часть проводника пересекается силовыми линиями поля, тем большая ЭДС индуктируется в проводнике.
И, в конце концов, чем посильнее магнитное поле, т. е. чем больше его индукция, тем большая ЭДС появляется в проводнике, пересекающем это поле.

Итак, величина ЭДС индукции, возникающей в проводнике при его движении в магнитном поле, прямо пропорциональна индукции магнитного поля, длине проводника и скорости его перемещения.

Зависимость эта выражается формулой
Е = Blv,

где Е — ЭДС индукции;
В — магнитная индукция; I — длина проводника; v — скорость движения проводника.

Следует твердо держать в голове, что в проводнике, перемещающемся в магнитном поле, ЭДС индукции появляется исключительно в том случае, если этот проводник пересекается магнитными силовыми линиями поля.
Если же проводник перемещается повдоль силовых линий поля, т. е. не пересекает, как бы скользит по ним, то никакой ЭДС в нем не индуктируется. Потому приведенная
выше формула справедлива исключительно в том случае, когда проводник перемещается перпендикулярно магнитным силовым линиям поля.

Направление индуктированной ЭДС (также и тока в проводнике) находится в зависимости от того, в какую сторону движется проводник. Для определения направления индуктированной ЭДС существует правило правой руки.

Если держать ладонь правой руки так, чтоб в нее входили магнитные силовые полосы поля, а отогнутый большой палец указывал бы направление движения проводника, то вытянутые четыре пальца укажут направление деяния индуктированной ЭДС и направление тока в проводнике

ЭДС индукции в катушке

Мы уже гласили, что для сотворения в проводнике ЭДС индукции нужно перемещать в магнитном поле либо сам проводник, либо магнитное поле. В том и другом случае проводник должен пересекаться магнитными силовыми линиями поля, по другому ЭДС индуктироваться не будет.
Индуктированную ЭДС, а как следует, и индукционный ток можно получить не только лишь в прямолинейном проводнике, да и в проводнике, свитом в катушку.

При движении снутри катушки неизменного магнита в ней индуктируется ЭДС за счет того, что магнитный поток магнита пересекает витки катушки, т. е. точно так же, как это было при движении прямолинейного проводника в поле магнита.

Если магнит опускать в катушку медлительно, то возникающая в ней ЭДС будет так мала, что стрелка прибора может даже не отклониться. Если же, напротив, магнит стремительно ввести в катушку, то отклонение стрелки будет огромным. Означает, величина индуктируемой ЭДС, а как следует, и сила тока в катушке зависят от скорости движения магнита, т. е. от того, как стремительно силовые полосы поля пересекают витки катушки.
Если сейчас попеременно вводить в катушку с схожей скоростью поначалу сильный магнит, а потом слабенький, то можно увидеть, что при сильном магните стрелка прибора будет отклоняться на больший угол. Означает,
величина индуктируемой ЭДС, а как следует, и сила тока в катушке зависят от величины магнитного потока магнита.

И, в конце концов, если вводить с схожей скоростью один и тот же магнит поначалу в катушку с огромным числом витков, а потом со существенно наименьшим, то в первом случае стрелка прибора отклонится на больший угол, чем во 2-м. Означает, величина индуктируемой ЭДС, а как следует, и сила тока в катушке зависят от числа ее витков.
Те же результаты можно получить, если заместо неизменного магнита использовать электромагнит.

Направление ЭДС индукции в катушке находится в зависимости от направления перемещения магнита. О том, как определять направление ЭДС индукции, гласит закон, установленный Э. X. Ленцем.

Закон Ленца для электрической индукции

Всякое изменение магнитного потока снутри катушки сопровождается появлением в ней ЭДС индукции, при этом чем резвее меняется магнитный поток, пронизывающий катушку, тем большая ЭДС в ней индуктируется.

Если катушка, в какой сотворена ЭДС индукции, замкнута на внешнюю цепь, то по виткам ее идет индукционный ток, создающий вокруг проводника магнитное поле, в силу чего катушка преобразуется в соленоид.
Выходит таким макаром, что изменяющееся наружное магнитное поле вызывает в катушке индукционный ток, которой, в свою очередь, делает вокруг катушки свое магнитное поле — поле тока.

Изучая это явление, Э. X. Ленц установил закон, определяющий направление индукционного тока в катушке, а как следует, и направление ЭДС индукции.
ЭДС индукции, возникающая в катушке при изменении в ней магнитного потока, делает в катушке ток такового направления, при котором магнитный поток катушки, сделанный этим током, препятствует изменению стороннего магнитного потока.

Закон Ленца справедлив
для всех случаев индуктирования тока в проводниках,
независимо от формы проводников и от того, каким методом достигается изменение наружного магнитного поля.

Индукционные токи в мощных проводниках

Изменяющийся магнитный поток способен индуктировать ЭДС не только лишь в витках катушки, да и в мощных железных проводниках. Пронизывая толщу громоздкого проводника, магнитный поток индуктирует в нем ЭДС, создающую индукционные токи. Эти так именуемые
вихревые токи распространяются по громоздкому проводнику и накоротко замыкаются в нем.

Сердечники трансформаторов, магнитопроводы разных
электронных машин и аппаратов представляют собой как раз те мощные проводники, которые греются возникающими в их индукционными токами. Явление это не нужно, потому для уменьшения величины индукционных токов части электронных машин и сердечники трансформаторов делают не громоздкими, а состоящими из тонких листов, изолированных один от другого бумагой либо слоем изоляционного лака. Благодаря этому преграждается путь распространения вихревых токов по массе проводника.

Но время от времени на практике вихревые токи употребляются и как токи полезные. На использовании этих токов базирована, к примеру, работа индукционных нагревательных печей, счетчиков электронной энергии и так именуемых магнитных успокоителей подвижных частей электроизмерительных устройств.