Физика
3.4.3. Закон электромагнитной индукции Фарадея
Закон электромагнитной индукции Фарадея
Формулировки экспериментального закона: в замкнутом контуре при изменении во времени магнитного потока через площадь, охваченную этим контуром, возникает ЭДС индукции (в отсутствие других источников электрического поля).
Формула экспериментальнойсвязи физических величин и словесное изложение формулы: \(\varepsilon = - \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}\). ЭДС индукции в замкнутом контуре прямо пропорциональна величине изменения магнитного потока, пронизывающего площадь, охваченную этим контуром, и обратно пропорциональна времени, за которое происходит это изменение. Знак «минус» в формуле служит напоминанием о том, что возникающая ЭДС создает в контуре ток такого направления, магнитная индукция от которого образует собственный магнитный поток, препятствующий изменению порождающего ЭДС потока. Закон Фарадея может быть получен как следствие закона сохранения энергии.
Расшифровка формулы: магнитный поток может изменяться благодаря многим причинам:
ΔΦ = Ф(t2) – Ф(t1) = В(t2)S(t2)cosα(t2) – В(t1)S(t1)сosα(t1).
- ЭДС индукции возникает, когда изменяется величина магнитной индукции В, а площадь, охваченная контуром S, и угол между направлением индукции и нормалью к площадке α остаются постоянными.
- ЭДС индукции возникает, когда изменяется площадь, охваченная контуром S, а величина магнитной индукции В и угол между направлением индукции и нормалью к площадке α остаются постоянными.
- ЭДС индукции возникает, когда изменяется угол между направлением индукции и нормалью к площадке α, а величина магнитной индукции В и площадь, охваченная контуром S, остаются постоянными.
- ЭДС индукции возникает, когда действуют одновременно две причины в любом сочетании: а) изменяются В и S, α остается постоянным; b) изменяются В и α, S остается постоянной; с) изменяются S и α, В остается постоянной.
- Могут действовать одновременно три причины: когда изменяются и В, и S, и α.
Во всех перечисленных случаях в замкнутом контуре происходит возникновение ЭДС.
Знак «минус» в формуле служит напоминанием о правиле Ленца. Правило Ленца заключается в том, что возникающая ЭДС создает в контуре ток такого направления, магнитная индукция от которого образует собственный магнитный поток, препятствующий изменению порождающего ЭДС потока. (Правило Ленца представляет собой следствие закона сохранения энергии. Вывод приведен в разделе «Теоремы магнетизма».)
Смысл константы (фундаментальная / нефундаментальная): новой константы не возникает.
Условия применения закона: закон применяется всегда.