ЭДС при движении проводника в магнитном поле
Сделать конспект в тетради (все что подчеркнуто переписать, перерисовать рисунки)
Вихревое электрическое поле. ЭДС-индукции в движущихся проводниках
Возьмем трансформатор. Включив одну из обмоток в сеть переменного тока, получим ток в другой катушке. На свободные заряды действует электрическое поле. Электроны в неподвижном проводнике приводятся в движение электрическим полем, и электрическое поле непосредственно порождается переменным магнитным полем. Изменяясь во времени, магнитное поле порождает электрическое поле. Поле приводит в движение электроны в проводнике и тем самым обнаруживает себя. Электрическое поле, возникающее при изменении магнитного поля, имеет другую структуру, чем электростатическое. Оно не связано с зарядами, оно нигде не начинается и нигде не заканчивается. Представляет собой замкнутые линии. Его называют вихревым электрическим полем.
В отличие от электростатического поля индуцированное электрическое поле является непотенциальным, так как работа, совершаемая в индуцированном электрическом поле, при перемещении единичного положительного заряда по замкнутому контуру равна э. д. с. индукции, а не нулю.
Суть механизма электромагнитной индукции состоит в том, что изменение магнитного поля порождает вихревое электрическое поле, которое и приводит заряды в контуре в движение, создавая ЭДС индукции.
|
|
Это фундаментальное положение электродинамики установлено Максвеллом как обобщение закона электромагнитной индукции Фарадея.
Направление вектора напряженности вихревого электрического поля устанавливается в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея и правилом Ленца. Направление силовых линий вихревого эл. поля совпадает с направлением индукционного тока.
Так как вихревое электрическое поле существует и в отсутствие проводника, то его можно применять для ускорения заряженных частиц до скоростей, соизмеримых со скоростью света. Именно на использовании этого принципа основано действие ускорителей электронов — бетатронов.
Индукционное электрическое поле имеет совершенно другие свойства в отличии от электростатического поля.
Отличие вихревого электрического поля от электростатического
1) Оно не связано с электрическими зарядами;
2) Силовые линии этого поля всегда замкнуты;
3) Работа сил вихревого поля по перемещению зарядов на замкнутой траектории не равна нулю.
электростатическое поле | индукционное электрическое поле ( вихревое электр. поле ) |
1. создается неподвижными электр. зарядами | 1. вызывается изменениями магнитного поля |
2. силовые линии поля разомкнуты - потенциальное поле | 2. силовые линии замкнуты - вихревое поле |
3. источниками поля являются электр. заряды | 3. источники поля указать нельзя |
4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути = 0. | 4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути = ЭДС индукции |
Индукционный ток в массивных проводниках называют токами Фуко.
|
|
Применение: плавка металлов в вакууме.
Вредное действие: бесполезная потеря энергии в сердечниках трансформаторов и в генераторах.
ЭДС при движении проводника в магнитном поле
(Перерисовать рисунок, все формулы написать и описать, задачу переписать и разобрать)
При движении перемычки U на электроны действует сила Лоренца, совершающая работу. Электроны перемещаются от С к Л. Перемычка-источник ЭДС, следовательно,
Формула используется в любом проводнике, движущемся в магнитном поле, если Если между векторами есть угол α, то используется формула:
Так как то
Причина возникновения ЭДC - сила Лоренца. Знак е можно определить по правилу правой руки.
|
|
Закрепление изученного материала
- Какое поле называется индукционными или вихревым электрическим полем?
- Что является источником индукционного электрического поля?
- Что такое токи Фуко? Приведите примеры их использования. В каких случаях с ними приходится бороться?
- Какими отличительными свойствами обладает индукционное электрическое поле по сравнению с магнитным полем? Стационарным или электростатическим полем?
Домашнее задание
п. 12; 13.
(на вопросы устно отвечать)
Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!