Електромагнітна індукція. Струми Фуко. Самоіндукція

У замкнутому провідному контурі, вміщеному в магнітне поле, за певних умов виникає електричний струм. Для опису цього явища використовують спеціальну фізичну величину – магнітний потік. Магнітний потік через контур площі S, нормаль якого (n) утворює з напрямком поля кут α. Магнітний потік – це скалярна величина; одиниця виміру вебер [Вб].

За законом Фарадея при всякій зміні магнітного потоку, що пронизує контур, в ньому виникає електрорушійна сила Е (е.р.с. індукції), яка дорівнює швидкості зміни магнітного потоку, що пронизує контур:

Е.р.с. індукції виникає в контурі, який знаходиться в змінному магнітному полі або обертається в постійному магнітному полі. У першому випадку зміна потоку обумовлено зміною магнітної індукції (В), а в другому – зміною кута α. Обертання дротяної рамки між полюсами магніту використовується для виробництва електроенергії.

Струми Фуко

У деяких випадках електромагнітна індукція проявляється і при відсутності спеціально створеного контура. Якщо в змінному магнітному полі знаходиться провідне тіло, то по всьому його об’єму виникають вихрові струми, протікання яких супроводжується виділенням теплоти. Пояснимо механізм їх виникнення на прикладі проводить диска, розташованого в мінливому магнітному полі. Диск можна розглядати як «набір» вкладених один в одного замкнутих контурів. На рис. 10.7 вкладені контури – це кільцеві сегменти між розташованому в однорідному змінному магнітному полі. Напрямок струмів відповідає наростанню В

окружностями. При зміні магнітного поля змінюється і магнітний потік. Тому в кожному контурі індукується струм, зображений стрілкою. Сукупність усіх таких струмів називають струмами Фуко.

У техніці з струмами Фуко доводиться боротися (втрати енергії). Однак у медицині ці струми використовують для прогрівання тканин.

Самоіндукція

Явище електромагнітної індукції можна спостерігати і в тому випадку, коли зовнішнє магнітне поле відсутнє. Наприклад, якщо по замкнутому контуру пропустити змінний струм, то він створить змінне магнітне поле, яке, в свою чергу, створить змінний магнітний потік через контур, і в ньому виникне е.р.с.

Самоіндукцією називається виникнення електрорушійної сили в контурі, по якому протікає змінний струм.

Посилання на основну публікацію