Магнитный поток

Магнитный поток

Магнитный поток
Поток вектора индукции магнитного поля через какую-то поверхность площадью S равняется количеству линий индукции, которые пронизывают эту поверхность. Густота линий индукции, S и ориентации поверхности в магнитном поле.

? - угол между вектором и нормалью к поверхности; (вебер).

Электромагнитная индукция. Индукционное электрическое поле. Закон электромагнитной индукции.

В результате многочисленных опытов Майкл Фарадей в 1831 г. обнаружил такое: любое изменение магнитного потока сквозь какой-то контур вызывает появление электрического поля, а если контур замкнутый и ведущий, то в нем возникает ток. Это явление получило название закона электромагнитной индукции.

Электрическое поле и ток, которые возникают при этом, называются индукционными. Известно, что поле электрических зарядов (электростатическое поле) характеризуется незамкнутыми линиями вектора . В отличие от этого поля, электрическое поле, порождаемое переменным магнитным полем (магнитным вихрем), характеризуется замкнутыми линиями вектора и называется вихревым (как и магнитное поле).

Для количественного описания явления электромагнитной индукции пользуются понятиям электродвижущей силы индукции, которая численно равняется быстроте изменения магнитного потока . Это выражение (закон Фарадея) в правой части дополнили знаком "-", который отображает правило Ленца : индукционный ток направлен так, что его магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которое вызывало данный ток.

Индуктивность. Энергия магнитного поля тока. Самоиндукция

Если магнитное поле создается током в проводнике, то индукция этого поля B и магнитный поток Ф прямо пропорциональные силе тока I : Ф?В?I. При одинаковых I потек Ф разный в проводниках разной формы и зависит от окружения. Форму проводников и их окружение учитывает коэффициент пропорциональности L (индуктивность), (генри).

Роль величины L в электромагнетизме похожа на роль массы m в механике: чем большая масса тела, тем дольше оно разгоняется из состояния спокойствия некоторой силой к определенной скорости; чем большая индуктивность ведущего замкнутого контуру, тем более длительный процесс увеличения в контуре силы тока к определенному ее значению под действием электродвижущей силы.

Принцип магнитного потока

В механике кинетической энергией называется энергия тела, которое двигается; в магнетизме энергия магнитного поля - это энергия зарядов, которые двигаются. Быстрота движения тела, быстрота движения заряда . Следовательно, зная формулу кинетической энергии, можно и без выведения записать формулу энергии магнитного поля.

Отдельным случаем явления электромагнитной индукции является самоиндукция - возбуждение ЕРС в катушке в результате пропускания через нее тока, который изменяется.

Чем большая быстрота изменения тока в катушке, тем большая ЕРС в ней приводится: . В катушках разных размеров и формы и при условии разного окружения (наличию разных веществ внутри катушки - то ли воздух, то ли железо) оказывается разной при одинаковом значении, то есть . Коэффициент пропорциональности L в данном случае называют коэффициентом самоиндукции.