§ 22.12. Работа при перемещении проводника с током в магнитном поле. Магнитный поток.
Так как на проводник с током в магнитном поле действуют силы, то, очевидно, при перемещении этого проводника будет совершаться работа. Выясним, чем определяется эта работа.
Присоединим два медных стержня к источнику электрической энергии (рис. 22.19) и замкнем их подвижным проводником I. Тогда в цепи пойдет ток
. Создадим в окружающем пространстве перпендикулярное к плоскости контура однородное магнитное поле с индукцией В (на рис. 22.1 линии индукции направлены на
читателя и изображены точками). На проводник I будет действовать сила Ампера
и он начнет перемещаться вправо (покажите, что Еправо). Подсчитаем работу при перемещении проводника I на расстояние
Поскольку в рассматриваемом случае направления силы
перемещения совпадают и так как
то имеем
Если площадь, охваченную замкнутой цепью (рис. 22.19), при начальном положении проводника
обозначить через
при его конечном положении — через
те
есть изменение площади, охваченной током, при перемещении проводника
На рис. 22.19 видно, что
поэтому
Обозначив произведение
через Ф (греч.
получим
Итак, работа при перемещении проводника с током в магнитном поле выражается формулой
Выясним физический смысл величины Ф. Поскольку значение В численно равно количеству линий индукпии, проходящих через единипу площади перпендикулярной к ним, то
есть общее число линий индукции магнитного поля, пронизывающих площадь если индукция В во всех точках поверхности одинакова.
Рис. 22.18.
Рис. 22.19.
Величину Ф принято называть магнитным потоком или потоком вектора В через поверхность
Итак, при однородном поле магнитный поток измеряется произведением В на
Заметим, что магнитный поток Ф является скалярной величиной. Выведем единицу магнитного потока в СИ:
В СИ за единицу Ф принят вебер (Вб). Вебер — это магнитный поток, который пронизывает перпендикулярную линиям индукции поверхность в
при индукции магнитного поля на ней в
Заметим, что по формуле (22.10) можно подсчитать работу, совершаемую при повороте контура с током в магнитном поле
означает изменение магнитного потока, пронизывающего контур).