Электромагнитные явления
Электромагнитные явления

Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея

Пёрышкин «Физика 9», §48–50
1

Обратная задача: получить ток из магнита

Эрстед показал, что ток создаёт магнитное поле. Фарадей десять лет искал обратное — и в 1831 году нашёл: меняющееся магнитное поле создаёт ток.
есть токвдвигаемнульстоит внутриесть токвыдёргиваемТок идёт, только пока поток МЕНЯЕТСЯ
Почему поиски заняли десять лет3

Фарадей вставлял магнит в катушку и оставлял его там — тока не было. Наматывал вторую обмотку и пропускал по ней постоянный ток — тока в первой снова не было.

Ток появлялся только в момент замыкания или размыкания цепи, и стрелка тут же возвращалась на ноль. Это выглядело как помеха, а не как явление.

Ключ оказался в слове «меняется». Постоянный магнитный поток тока не даёт, каким бы сильным он ни был.

⚗
Опыт в Физлабе
Опыты Фарадея
Вдвинь магнит и оставь внутри: стрелка вернётся на ноль, хотя магнит никуда не делся. Потом выдерни — стрелка пойдёт в другую сторону.
Открыть опыт
2

Магнитный поток

Магнитный поток через контур тем больше, чем сильнее поле, чем больше площадь контура и чем ближе плоскость контура к перпендикуляру к линиям поля.
Три способа изменить поток — и все три дают ток3

Менять поле: приближать или удалять магнит, усиливать ток в соседней катушке.

Менять площадь контура: растягивать или сжимать рамку.

Менять ориентацию: поворачивать рамку в поле. Именно так работает генератор на любой электростанции.

3

Ток идёт, только пока поток меняется

Индукционный ток возникает лишь при изменении магнитного потока. Чем быстрее меняется поток, тем больше ток.
Где это работает3

Генератор: рамка вращается в поле, поток меняется непрерывно, ток идёт всё время. Так получают почти всё электричество в мире.

Трансформатор: переменный ток в первичной обмотке создаёт меняющийся поток, тот наводит ЭДС во вторичной.

Индукционная плита: меняющееся поле наводит токи прямо в дне кастрюли, и оно греется само.

Самая частая ошибка: «магнит внутри катушки — значит, идёт ток». Нет. Магнит может лежать в катушке сколько угодно — пока он неподвижен, тока нет.
Разобранные примеры
В катушку вдвигают магнит. Возникнет ли ток и почему?разбор
  1. Магнитный поток через катушку меняется.
  2. По закону электромагнитной индукции в катушке возникает индукционный ток.
  3. Если магнит остановить — поток перестанет меняться и ток исчезнет, хотя поле осталось.
Ответ: да, пока поток меняется
От чего зависит величина индукционного тока в опытах Фарадея?разбор
  1. От скорости изменения магнитного потока: быстрее двигаешь магнит — больше ток.
  2. От числа витков катушки.
  3. От силы самого магнита. Но не от того, движется магнит или катушка — важно лишь их относительное движение.
Ответ: от скорости изменения потока
Электромагнит. Действие по…Электромагнитные волны