Правило ЛенцаОпыт по­казывает, что направление индукционного тока в контуре зависит от того, возрастает или убывает магнит­ный поток, пронизывающий контур. Наиболее общее правило, позволяющее определить направление индукционного тока, было установлено в 1833г. Э.Х.Ленцем.

Правило Ленца можно наглядно показать с помощью легкого алю­миниевого кольца. При выдвигании постоянного магнита сплошное кольцо отталкивается от него, а при выдвигании притягивается к магниту. Результат опытов не зави­сит от полярности магнита. Если же выдвигать (или вдвигать) магнит в кольцо с прорезью, то кольцо остается неподвижным.

Отталкивание и притяжение сплошного кольца объясняется воз­никновением в нем индукционного тока при изменениях магнитного потока через это кольцо и действи­ем магнитного поля на индукци­онный ток. При выдвигании магнита магнитный поток через кольца воз­растает; отталкивание кольца, при этом показывает, что индукционный ток в нем имеет такое направление, что вектор индукции его магнитного поля противоположен по направлению вектору индукции внешнего маг­нитного поля. Этим вызвано оттал­кивание кольца от магнита. При уменьшении магнитного потока через контур (выдвигание магнита) индукционный ток в нем имеет та­кое направление, что вектор индук­ции его магнитного поля совпадает по направлению с вектором индук­ции внешнего магнитного поля, и этим объясняется притяжение кольца к магниту.

Обобщение результатов опытов приводит к следующему выводу: индукционный ток имеет всегда такое направление, что его магнитное поле препятствует любым изменениям магнитного потока, вызывающим по­явление индукционного тока. Это и есть правило Ленца.

Эта особенность явления электро­магнитной индукции выражена мате­матически знаком «минус» в форму­ле, устанавливающей связь ЭДС ин­дукции со скоростью изменения маг­нитного потока через, контур.

Ясно, почему при вдвигании маг­нита в кольцо с прорезью никакие силы не возникают. В контуре с про­резью не создается индукционный ток (хотя и есть индуцированное поле). А если нет тока, то нет и силы Ампера, которая могла бы действо­вать на кольцо.

Правило Ленца является следст­вием закона сохранения энергии в электромагнитных процессах. Энер­гия индуцированного электрического тока в контуре может идти на на­гревание проводников, превращаться в механическую энергию движущих­ся механизмов и сопровождаться другими превращениями энергии. Эта энергия не может возникнуть сама собой, а может появиться лишь за счет других видов энергии, а именно — за счет работы внешних сил против сил Ампера, возникаю­щих при возбуждении индукционного тока в контуре.

Индукционный ток в сплошных проводниках.

В соответствии с законом электромагнитной индукции любые изменения магнитного потока, пронизывающего проводящее тело, сопровождаются возникновением в нем индукционных токов. Индукционные токи в сплошных проводящих телах (они называются токами Фу­ко) можно обнаружить на опыте с маятником (пластиной), колеблю­щимся в зазоре электромагнита, До включения тока маятник колеблется длительное время без существенного уменьшения размаха колебаний. При пропускании тока через катушку электромагнита маятник быстро останавливается. Тормо­жение маятника объясняется действием магнитного поля на индукцион­ные токи, возникающие в пластине при ее движении в магнитном поле. Если же взять пластину с разре­зами, то ее колебания долго не зату­хают.

Тормозящее действие индукционных токов используется для успокое­ния колебаний стрелок электроизмерительных приборов.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+