ГЛАВА VIII. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

§ 60. Явление электромагнитной индукции

В 1831 г. Фарадей обнаружил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром, возникает электрический ток. Это явление называют электромагнитной индукцией, а возникающий ток индукционным.

Явление электромагнитной индукции свидетельствует о том, что при изменениях магнитного потока в контуре возникает электродвижущая сила индукции Величина не зависит от способа, которым осуществляется изменение магнитного потока Ф, и определяется Лишь скоростью изменения Ф, т. е. значением .

При изменении знака направление также меняется.

Рассмотрим следующий пример. На рис. 60.1 изображен контур 1, силу тока в котором можно изменять с помощью реостата. Этот ток создает магнитное поле, пронизывающее контур 2. Если увеличивать ток поток магнитной индукции Ф через контур 2 будет расти. Это приведет к появлению в контуре 2 индукционного тока регистрируемого гальванометром. Уменьшение тока h обусловит убывание магнитного потока через второй контур, что приведет к появлению в нем индукционного тока иного направления, чем в первом случае. Индукционный ток h можно вызвать также, приближая контур 2 к контуру 1 или удаляя второй контур от первого. В обоих случаях направления возникающего тока противоположны. Наконец, электромагнитную индукцию можно вызвать, не перемещая контур 2 поступательно, а поворачивая его так, чтобы изменялся угол между нормалью к контуру и направлением поля.

Рис. 60.1.

Ленц установил правило, позволяющее найти направление индукционного тока. Правило Ленца гласит, что индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать причине, его вызывающей. Если, например, изменение Ф вызвано перемещением контура 2, то возникает индукционный ток такого направления, что сила взаимодействия с первым контуром противится движению контура. При приближении контура 2 к контуру 1 (см. рис. 60.1) возникает ток магнитный момент которого направлен противоположно полю тока h (угол а между векторами и В равен ). Следовательно, на контур 2 будет действовать сила, отталкивающая его от контура (см. формулу (46.11)). При удалении контура 2 от контура 1 возникает ток момент которого совпадает по направлению с полем тока так что сила, действующая на контур 2, направлена к контуру

Пусть оба контура неподвижны и ток в контуре 2 индуцируется путем изменения тока в контуре 1. В этом случае возникает ток h такого направления, что создаваемый им собственный магнитный поток стремится ослабить изменения внешнего потока, приведшие к появлению индукционного тока. При увеличении т. е. возрастании внешнего магнитного потока, направленного вправо, возникает ток создающий поток, направленный влево. При уменьшении h возникает ток собственный магнитный поток которого направлен так же, как и внешний поток, и, следовательно, стремится поддержать внешний поток неизменным.