Ответ #1:
Магнитным потоком Ф через поверхность называется произведение модуля индукции магнитного поля, пронзающего поверхность, на площадь поверхности и на косинус угла между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности:
Магнитный поток – это скалярная величина. Единица измерения магнитного потока в СИ называется вебер. Его размерность:
Рассмотрим проводящий контур, помещенный в магнитное поле. Если магнитный поток, пронзающий этот контур, изменяется со временем, то в контуре наводится ЭДС, которая называется ЭДС индукции. Это явление называется электромагнитной индукцией.
Закон электромагнитной индукции гласит, что возникающая в контуре ЭДС индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока. При этом справедливо правило Ленца: направление тока, возникающего в контуре под действием ЭДС индукции, таково, чтобы магнитное поле этого тока было направлено противоположно внешнему полю. Т.е. получающееся по правилу буравчика поле от витка с током должно быть направлено противоположно полю, вызывающему ЭДС индукции. На основании закона электромагнитной индукции и правила Ленца можно записать следующее выражение для ЭДС индукции:
,
где ΔФ – это изменение магнитного потока за время Δt, а знак минус символизирует правило Ленца.
В случае катушки, когда контур состоит из нескольких витков, пронзаемых магнитным полем, несколько, полная ЭДС индукции равняется
,
где N – число витков.
Изменение магнитного потока возможно тремя способами – либо путем изменения индукции магнитного поля, либо путем изменения площади контура, либо путем поворота контура в магнитном поле. В случае движения проводника с током в магнитном поле изменение магнитного потока считается как магнитный поток через площадь, заметаемую проводником в единицу времени.
Пример-задача
Какая разность потенциалов образуется между концами прямолинейного проводнике длиной 0,3 м при движении в магнитном поле с индукцией 6 мТл со скоростью 10 м/с в направлении, перпендикулярном линиям магнитной индукции? Проводник расположен перпендикулярно направлению движения.
Дано:l = 0,3 м, B = 6 мТл = 0,006 Тл, v = 10 м/с.
Найти:
Решение:
Площадь, заметаемая проводником за время Δt:
Магнитный поток через эту площадь
ЭДС индукции, возникающая при этом в проводнике
Разность потенциалов на концах проводника будет равна
Ответ: 0,018 В.