§ 55. Явление электромагнитной индукции

В 1831 г. Фарадей открыл, что во всяком замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим конту­ром, возникает электрический ток. Это явление назы­вают электромагнитной индукцией, а воз­никающий ток индукционным.

Величина индукционного тока не зависит от способа, которым вызывается изменение потока магнитной ин­дукции Ф, н определяется лишь скоростью изменения Ф, т. е. значением d<&/dt. При изменении знака dQ>ldt ме­няется также направление тока. Поясним сказанное сле« дующим примером. На рис. 105 изображен контур 1,

силу тока в котором h можно менять с помощью рео­стата. Ток t'i создает магнитное поле, пронизывающее контур 2. Если увеличивать ток i\, поток магнитной ин­дукции Ф через контур 2 будет расти. Это приведет к появлению в контуре 2 индукционного тока i2, регистри­руемого гальванометром. Уменьшение тока ц обусловит убывание потока магнитной индукции через второй кон­тур, что приведет к появлению в нем индукционного тока иного направления, чем в первом случае. Индук­ционный ток t2 можно вызвать также, приближая кон­тур 2 к первому контуру, или удаляя второй контур от первого. В обоих случаях направления возникающего тока будут противоположными. Наконец, электромаг­нитную индукцию можно вызвать, не перемещая контур 2 поступательно, а поворачивая его так, чтобы менялся угол между нормалью к контуру и направлением поля.

Заполнение всего пространства, в котором поле от­лично от нуля, однородным магнетиком приводит, при прочих равных условиях, к увеличению индукционного тока в р раз. Этим подтверждается то, что индукцион­ный ток обусловлен изменением не потока вектора Н, а потока магнитной индукции.

Ленц установил правило, с помощью которого можно найти направление индукционного тока. Правило ЛеНца гласит, что индукционный ток всегда направ­лен так, чтобы противодействовать причине, его вызы­вающей.' Если, например, изменение Ф вызвано переме­щением контура, то возникает индукционный ток такого направления, что сила, действующая на него во внеш­нем поле, противится движению контура. При прибли­жении контура 2 к первому контуру возникает ток i2 (рис. 105), магнитный момент которого направлен про­тив внешнего поля (угол а между векторами р'т и В равен п). Следовательно, согласно формуле (48.8) на контур 2 будет действовать сила, отталкивающая его от первого контура. При удалении контура 2 от первого контура возникает ток i2, момент которого Рт совпа­дает по направлению с В (а = 0), так что сила, дей­ствующая на контур 2, имеет направление к первому контуру.

Пусть контур 2 неподвижен, и ток индуцируется в нем путем изменения тока it в первом контуре. В этом

случае индуцируется ток i2 такого направления, что со­здаваемый им собственный магнитный поток стремится ослабить изменения внешнего потока, приведшие к по­явлению индукционного тока. При увеличении и, т. е. возрастании внешнего магнитного потока, направлен­ного вправо, возникнет ток i2, создающий поток, направ­ленный влево. При уменьшении i\ возникает ток L собственный магнитный поток которого направлен так же, как и внешний поток, и, следовательно, стремится поддержать внешний поток неизменным.