7. Электромагнитная индукция. Опыт Фарадея

7. Электромагнитная индукция. Опыт Фарадея

Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция — это явление возникновения электрического тока (индукционного тока) в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур.

Магнитный поток (Φ) — это мера того, сколько линий магнитной индукции B пронизывает данную поверхность. Он зависит от:

• величины индукции магнитного поля (B);
• площади поверхности (S);
• угла между вектором B и нормалью к поверхности.

Изменение магнитного потока может происходить за счет:

• Изменения индукции магнитного поля (например, при приближении магнита к катушке).
• Изменения площади контура (например, при растягивании или сжатии проволочного витка).
• Изменения угла между вектором B и нормалью к контуру (например, при вращении контура в магнитном поле).

Опыт Фарадея

Опыт Фарадея (начало XIX века) экспериментально подтвердил явление электромагнитной индукции. Майкл Фарадей провел множество опытов, чтобы понять, как связано электричество и магнетизм:

• Классический опыт: Фарадей брал катушку, подключенную к гальванометру (прибору для измерения малых токов), и вносил внутрь нее магнит.
• Наблюдения:
• Ток возникал только в момент движения магнита относительно катушки (при изменении магнитного потока).
• Скорость движения магнита влияла на величину тока (чем быстрее движение, тем больше ток).
• Направление тока зависело от направления движения магнита (приближение или удаление) и от полюса магнита.
• Если магнит находился внутри катушки неподвижно, ток не возникал.

Закон электромагнитной индукции (Закон Фарадея):

Где:

• &mathcal;_ind — ЭДС индукции (электродвижущая сила), которая вызывает индукционный ток;
• ΔΦ — изменение магнитного потока;
• Δt — промежуток времени, за который произошло изменение.

Знак минус указывает на направление индукционного тока (согласно правилу Ленца), которое противодействует причине его возникновения.

Ответ: Электромагнитная индукция — возникновение тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока. Опыт Фарадея продемонстрировал это явление, показав, что движение магнита относительно катушки вызывает электрический ток.