Глава шестая. Электромагнитная индукция

§ 44. Получение индуктированной электродвижущей силы (э.д.с.)

Возьмем постоянный магнит 1 (рис. 91, а) и будем опускать его в катушку 2 (соленоид). Мы увидим, что стрелка гальванометра 3, включенного в цепь, отклонится (например, вправо). Это указывает на возникновение э.д.с. и появление тока в соленоиде.

Рис. 91. Зависимость направления индуктированной э.д.с. от направления магнитного поля и направления движения магнитного поля по отношению к проводнику

Если прекратить движение магнита, то стрелка гальванометра вернется в нулевое положение (рис. 91, б). Это показывает, что для появления индуктированной э.д.с. недостаточно иметь магнитное поле и проводник, нужно еще, чтобы они двигались одно относительно другого.

Вынимая магнит из катушки (рис. 91, в), можно заметить, что стрелка гальванометра отклонится, но уже в другую сторону (влево). Это показывает, что направление индуктированной э.д.с. зависит от направления движения магнитного поля, пересекающего неподвижный проводник, или от направления движения проводника, пересекающего магнитное поле.

В приведенном опыте мы видели, что при опускании постоянного магнита в катушку стрелка гальванометра отклонялась вправо в том случае, когда магнит был расположен северным полюсом вниз (см. рис. 91, а). Если повернуть магнит северным полюсом вверх и снова опускать в катушку, то стрелка гальванометра отклонится в другую сторону, т. е. влево (рис. 91, г). Это показывает, что направление индуктированной э.д.с. зависит еще от направления магнитного поля.

Явление возникновения э.д.с. в контуре при пересечении его магнитным полем называется электромагнитной индукцией и было открыто английским физиком М. Фарадеем в 1831 г.

Если к замкнутому проводнику 1 (рис. 92) приближать (или удалять) проводник 2, по которому проходит электрический ток I, то в проводнике 1 будет индуктироваться э.д.с. Точно так же, если оба проводника 1 и 2 оставлять неподвижными, но изменять ток, либо разрывать или замыкать цепь, в которую входит проводник 2, то в проводнике 1 будет появляться индуктированная э.д.с. Возникновение э.д.с. во втором контуре вследствие изменения тока в первом контуре называется взаимоиндукцией. Она имеет место в трансформаторах, индукционных катушках и т. д. Индуктированную э.д.с. можно получить еще следующим образом.

Рис. 92. Взаимоиндукция

Известно, что проводник, по которому течет электрический ток, окружен магнитным полем. Если изменять величину или направление тока в проводнике или размыкать и замыкать электрическую цепь, питающую проводник током, то магнитное поле, окружающее этот проводник, будет изменяться. Изменяясь, магнитное поле проводника пересекает этот же самый проводник и наводит в нем э.д.с. Это явление называется самоиндукцией. Сама индуктированная э.д.с. называется э.д.с. самоиндукции.