§ 45. Величина и направление индуктированной э.д.с

Индуктированная э.д.с. возникает в следующих трех случаях:

когда движущийся проводник пересекает неподвижное магнитное поле или, наоборот, перемещающееся магнитное поле пересекает неподвижный проводник; или когда проводник и магнитное поле, двигаясь в пространстве, перемещаются один относительно другого;

когда переменное магнитное поле одного проводника, действуя на другой проводник, индуктирует в нем э.д.с. (взаимоиндукция);

когда изменяющееся магнитное поле какого-либо проводника индуктирует в нем самом э.д.с. (самоиндукция).

Таким образом, всякое изменение во времени величины магнитного потока (^ΔΦ/_Δt), пронизывающего проводящий контур (виток, рамку), сопровождается появлением в этом проводниковом контуре индуктированной э.д.с. е:

где ΔΦ - магнитный поток, пересеченный проводником за промежуток времени Δt.

Величина индуктированной э.д.с. в проводнике зависит:

от величины индукции В магнитного поля, так как чем плотнее расположены магнитные линии, тем большее число их пересечет проводник за единицу времени (секунду);

от скорости движения проводника V в магнитном поле, так как при большей скорости движения проводник может больше пересечь магнитных линий в секунду;

от активной (находящейся в магнитном поле) длины проводника, так как длинный проводник может больше пересечь магнитных линий в секунду; от величины синуса угла а между направлением движения проводника и направлением магнитного поля (рис. 93).

Рис. 93. Разложение скорости движения проводника в магнитном поле

Раскладываем вектор скорости движения проводника в магнитном поле на две составляющие: V_н - составляющую, нормальную к направлению поля (V_н = V ⋅ sin α), и V_t - тангенциальную составляющую (V_t = V ⋅ cos α), которая не принимает участия в создании э.д.с., так как при движении под воздействием тангенциальной составляющей проводник двигался бы параллельно вектору В и не пересекал бы линий магнитной индукции.

Величина индуктированной э.д.с. может быть найдена по формуле

где В - величина магнитной индукции, тл;

l - активная длина проводника, м;

V - скорость движения проводника, м/сек;

α - угол пересечения.

Как было отмечено выше, направление индуктированной э.д.с. зависит от направления движения проводника и от направления магнитного поля.

Для определения направления индуктированной э.д.с. в проводнике, движущемся в магнитном поле, служит "правило правой руки". Оно заключается в следующем: если мысленно расположить правую руку в магнитном поле вдоль проводника так, чтобы магнитные линии, выходящие из северного полюса, входили в ладонь, а большой отогнутый палец совпадал с направлением движения проводника, то четыре вытянутых пальца будут показывать направление э.д.с., индуктированной в проводнике (рис. 94).

Рис. 94. Определение направления индуктированной э.д.с. в проводнике по 'правилу правой руки'

В случаях, когда проводник остается неподвижным, а магнитное поле движется, для определения направления индуктированной э.д.с. следует предположить, что поле остается неподвижным, а проводник движется в сторону, обратную движению поля, и применить также "правило правой руки".