Размышления перед сном. Явление электромагнитной и

Явление электромагнитной индукции — возникновение электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его. Это явление было открыто Майклом Фарадеем в 1831 году.

Некоторые законы, описывающие явление электромагнитной индукции: закон Фарадея, правило Ленца и уравнения Максвелла.

Наблюдение явления электромагнитной индукции (I)
Закон Фарадея
Гласит: для любого замкнутого контура порождаемая в нём магнитным полем электродвижущая сила (ЭДС) равна скорости изменения магнитного потока через этот контур, взятой со знаком минус.

Объяснение: при изменении магнитного потока через контур в контуре возникает электрический ток, который Фарадей назвал индукционным. Знак «минус» в формуле позволяет учесть направление индукционного тока: создаваемое индукционным током магнитное поле направлено так, что препятствует изменению магнитного потока, который вызвал ток.

Формула: ;=-;;/;t, где Е — электродвижущая сила, ;; — показатель изменения магнитного потока, ;t — время, за которое был изменён магнитный поток.

Правило Ленца
Определяет направление индукционного тока:

Индукционный ток всегда имеет такое направление, что он ослабляет действие причины, возбуждающей этот ток.

Объяснение: правило Ленца носит обобщённый характер и справедливо в различных физических ситуациях, которые могут отличаться конкретным физическим механизмом возбуждения индукционного тока. Например:

Если изменение магнитного потока вызвано изменением площади контура (например, за счёт движения одной из сторон прямоугольного контура), то индукционный ток возбуждается силой Лоренца, действующей на электроны перемещаемого проводника в постоянном магнитном поле.
Если изменение магнитного потока связано с изменением величины внешнего магнитного поля, то индукционный ток возбуждается вихревым электрическим полем, появляющимся при изменении магнитного поля.

Уравнения Максвелла
Максвелл обобщил закон электромагнитной индукции Фарадея, постулировав равенство для произвольного замкнутого контура, проходящего в любой среде, в том числе и для воображаемого контура.

Первое уравнение Максвелла гласит: циркуляция вектора напряжённости электрического поля вдоль замкнутого контура (или ЭДС индукции) определяется скоростью изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную данным контуром.

Применение
Законы электромагнитной индукции используются в технике:

На эффекте индукции основано устройство электрических генераторов, преобразующих энергию из механической в электрическую.
По тому же принципу работают электрические трансформаторы, преобразующие переменный ток одного напряжения в ток другого.
Действие электромагнитной индукции лежит в основе электродвигателей, которые широко используются в различных областях техники, производства и быта.
На электромагнитной индукции основано действие индукционных нагревателей, используемых как в быту, так и в промышленности.
 
В науке эффект электромагнитной индукции используется в ускорителях частиц, а также как источник и способ удержания плазмы в термоядерных реакторах.


28 января 2026