Явление электромагнитной индукции. ЭДС электромагнитной индукции. Закон Фарадея. Правило Ленца. Связь закона Фарадея и правила Ленца с законом сохранения энергии.

Явление электромагнитной индукции — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

ЭДС электромагнитной индукции:

Фв — магнитный поток через поверхность, натянутую на этот контур.

Закон Фарадея:

N - число витков

Фв - магнитный поток через один виток

Закон Фарадея в дифференциальной форме:

Правило Ленца: Индукционный ток, возникающий при относительном движении проводящего контура и источника магнитного поля, всегда имеет такое направление, что его собственный магнитный поток компенсирует изменения внешнего магнитного потока, вызвавшего этот ток.

Связь закона Фарадея и правила Ленца с законом сохранения энергии:

Закон Фарадея (см. (2)) может быть выведен из закона сохранения энергии , как это впервые сделал Г. Гельмгольц. Возьмем проводник с током I, помещенный в однородное магнитное поле, которое перпендикулярное плоскости контура, и может свободно двигаться (см. рис. 1). Под действием силы Ампера F, направление которой показано на рисунке, проводник передвигается на отрезок dx. Значит, сила Ампера производит работу dA=IdФ, где dФ — пересеченный проводником магнитный поток.

Используя закон сохранения энергии , работа источника тока за время dt ( ξIdt ) будет складываться из работы на теплоту Джоуля-Ленца (I2Rdt) и работы по перемещению проводника в магнитном поле (IdФ):

, где R — полное сопротивление контура.

Значит:

-(dФ/dt) = ξi есть как раз закон Фарадея (2).