Вивчення нового матеріалу. Потік магнітної індукції

Потік магнітної індукції. Під магнітним потоком розуміють потік Ф вектора магнітної індукції В через будь-яку поверхню S (рис.1).

Магнітний потік Ф, що пронизує контур, дорівнює добутку модуля вектора індукції магнітного поля В, площі S, обмеженої цим контуром, та косинуса кута α між нормаллю до площини контуру n та вектором В:

Ф = ВScosα

Добуток Вcosα = В_n є проекцією вектора магнітної індукції на нормаль до площини контуру, тому

Ф = В_nS

Магнітний потік пропорційний числу ліній магнітної індукції, які пронизують поверхню контуру, та характеризують розподіл магнітного поля на поверхні, обмеженій замкненим контуром.

Рис.1

Одиницею потоку магнітної індукції в системі СІ є вебер (Вб). Магнітний потік в 1 Вб створюється однорідним магнітним полем з індукцією 1 Тл через поверхню площею 1м², розташовану перпендикулярно вектору магнітної індукції.

Явище електромагнітної індукції. Явище електромагнітної індукції біло відкрите англійським ученим М.Фарадеєм у 1831 році.

Полягає воно в тому, що за будь-якої зміни магнітного потоку, що пронизує контур замкненого провідника, в цьому провіднику виникає електричний струм, який існує впродовж усього процесу зміни магнітного потоку. Явище електромагнітної індукції можна виявити:

а) при відносному русі котушки та магніту (рис.2а,б);

б) при зміні індукції магнітного поля в контурі, розташованому перпендикулярно лініям магнітного поля (рис.3). На цьому рисунку котушка А, увімкнена в коло джерела струму, вставлена в іншу котушку С, підключену до гальванометра. При замиканні та розмиканні кола котушки А в котушці С виникає індукційний струм. Індукційний струм виникає також при зміні струму в котушці А або при русі котушок відносно одна одної;

в) при зміні положення контуру, розташованого в постійному магнітному полі (рис.4). Струм у контурі з’являється як при обертанні контуру в полі постійного магніту (рис.2а), так і при обертанні самого магніту всередині контуру (рис.2б).

Рис.2 Рис.3

Відкриття електромагнітної індукції належить до найвизначніших відкриттів ХІХ століття. Воно спричинило появу та бурхливий розвиток електротехніки та радіотехніки.

Рис.4

На основі явища електромагнітної індукції були створені потужні генератори електричної енергії, в розробці яких брали участь вчені та техніки різних країн. Серед них були і російські вчені: Емілій Християнович Ленц, Борис Семенович Якобі, Михайло Осипович Доливо-Добровольський та інші, які зробили значний внесок у розвиток електротехніки.

Правило Ленца. Правило Ленца було встановлене Е.Х.Ленцем у 1834р. Воно уточнює закон електромагнітної індукції, відкритий у 1831р. М.Фарадеєм, і визначає напрямок індукційного струму в замкненому контурі при його русі у зовнішньому магнітному полі.