Опыт Эрстеда показал, что электрический ток создаёт магнитное поле. Майкл Фарадей обнаружил обратную связь: изменение магнитного поля может вызывать электрические явления в проводнике.
В одном из опытов магнит вдвигали в катушку, соединённую с гальванометром. Пока магнит двигался, стрелка прибора отклонялась — в катушке возникал ток. При остановке магнита ток исчезал, хотя магнитное поле по-прежнему пронизывало катушку. При выдвигании магнита стрелка отклонялась в другую сторону.
Главное в этом опыте — не само наличие магнитного поля, а изменение магнитного потока через контур катушки.
Электромагнитная индукция — явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.
Если контур замкнут, ЭДС индукции создаёт индукционный ток. Если контур разомкнут, тока нет, но ЭДС индукции всё равно может существовать.
Когда возникает электромагнитная индукция
Магнитный поток изменяется, если изменяется хотя бы одна из величин, от которых он зависит. Поэтому электромагнитную индукцию можно наблюдать, если:
- изменяется модуль магнитной индукции ;
- изменяется площадь контура , находящаяся в магнитном поле;
- изменяется угол между вектором и нормалью к плоскости контура;
- контур перемещается в неоднородном магнитном поле.
Например, поток меняется при движении магнита относительно катушки, при движении или повороте контура в магнитном поле, а также при изменении силы тока в соседней катушке.
Важно
Постоянное магнитное поле само по себе не обязательно вызывает индукционный ток. Если магнитный поток через неподвижный контур не меняется, электромагнитной индукции нет.
ЭДС индукции
ЭДС характеризует работу сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда. Это общее понятие уже использовалось при изучении источников тока.
ЭДС индукции — электродвижущая сила, возникающая в проводящем контуре при изменении магнитного потока через него.
ЭДС индукции обозначают и измеряют в вольтах. Она приводит свободные заряды в направленное движение, если электрическая цепь замкнута.
Количественную связь ЭДС индукции со скоростью изменения магнитного потока устанавливает закон Фарадея. Он относится к следующему пункту кодификатора и здесь не используется.
Не путать
- Магнитное поле может существовать без электромагнитной индукции. Для индукции необходимо изменение магнитного потока.
- ЭДС индукции и индукционный ток — не одно и то же. ЭДС может возникнуть и в разомкнутом контуре, а ток течёт только по замкнутой цепи.
- Движение магнита или контура — лишь один из способов изменить магнитный поток. Можно изменять само поле, площадь контура или его ориентацию.
- Направление индукционного тока определяют по правилу Ленца, а величину ЭДС — по закону Фарадея; это отдельные пункты кодификатора.
Коротко
Электромагнитная индукция возникает при изменении магнитного потока через проводящий контур. В контуре появляется ЭДС индукции, а если контур замкнут — индукционный ток. Постоянный магнитный поток индукционного тока не создаёт.