|
Явление ЭДС в контуре при пересечении его магнитным
полем называется электромагнитной индукцией и было открыто английским
физиком М. Фа-радеем в 1831 г.
Проводник, по которому течет электрический ток, окружен магнитным
полем. Если изменять величину или направление тока в проводнике
или размыкать и замыкать электрическую цепь, питающую проводник
током, то магнитное поле, окружающее проводник, будет изменяться.
Изменяясь, магнитное поле проводника пересекает этот же самый проводник
и наводит в нем ЭДС. Это явление называется самоиндукцией. Сама
индуктированная ЭДС называется ЭДС самоиндукции.
Индуктированная ЭДС возникает в следующих случаях.
1. Когда движущийся проводник пересекает неподвижное магнитное поле
или, наоборот, перемещающееся магнитное поле пересекает неподвижный
проводник; или когда проводник и магнитное поле, двигаясь в пространстве,
перемещаются относительно другого.
2. Когда переменное магнитное поле одного проводника, действуя на
другой проводник, индуктирует в нем ЭДС.
3. Когда изменяющееся магнитное поле проводника индуктирует в нем
самом ЭДС (самоиндукция).
Для определения индуктированной ЭДС в проводнике служит «правило
правой руки»: если мысленно расположить правую руку в магнитном
поле вдоль проводника так, чтобы магнитные линии, выходящие из северного
полюса, входили в ладонь, а большой отогнутый палец совпадал с направлением
движения проводника, то четыре вытянутых пальца будут показывать
направление индуктированной эДс в проводнике.
Величина индуктированной ЭДС в проводнике зависит:
1) от величины индукции магнитного поля, так как чем гуще расположены
магнитные индукционные линии, тем большее число их пересечет проводник
за единицу времени;
2) от скорости движения проводника в магнитном поле, так как при
большой скорости движения проводник может пересечь больше индукционных
линий в единицу времени;
3) от рабочей (находящейся в магнитном поле) длины проводника, так
как длинный проводник может больше пересечь индукционных линий в
единицу времени;
4) от величины синуса угла между направлением движения проводника
и направлением магнитного поля.
В 1834 г. русский академик Э.Х. Ленц дал универсальное правило для
определения направления индуктированной ЭДС в проводнике. Это правило,
известное как правило Ленца, формулируется так: направление индуктированной
ЭДС всегда одинаково, что вызванный ею ток и его магнитное поле
имеют такое направление, что стремятся препятствовать причине, порождающей
эту индуктированную ЭДС.
Токи, которые индуктируются в металлических телах при пересечении
их магнитными линиями, называются вихревыми токами, или токами Фуко.
Для уменьшения потерь на вихревые токи якори генераторов, электрических
двигателей и сердечники трансформаторов собирают из отдельных тонких
(0,35-0,5 мм) штампованных листов мягкой стали, расположенных по
направлению линий магнитного потока и изолированных один от другого
лаком или тонкой бумагой. Это делается для того, чтобы вследствие
малого поперечного сечения каждого стального листка уменьшить величину
проходящего через него магнитного потока, а стало быть, уменьшить
индуктируемые в нем ЭДС и ток.
Вихревые токи бывают полезны. Эти токи используют для закалки стальных
изделий токами высокой частоты в работе индукционных электроизмерительных
приборов, счетчиков и реле переменного тока.
|
