Vírivé elektrické pole je fenomén samoindukcie. Vírivé elektrické pole. Lenzove pravidlo. Samoindukcia. Indukčnosť. Zákon elektromagnetickej indukcie

Ako vzniká elektromotorická sila vo vodiči, ktorý je v striedavom magnetickom poli? Čo je to vírivé elektrické pole, jeho povaha a príčiny jeho vzniku? Aké sú hlavné vlastnosti tohto poľa? Dnešná lekcia odpovie na všetky tieto a mnohé ďalšie otázky.

Téma: Elektromagnetická indukcia

lekcia:Vírivé elektrické pole

Pripomeňme si, že Lenzovo pravidlo nám umožňuje určiť smer indukovaného prúdu v obvode umiestnenom vo vonkajšom magnetickom poli so striedavým tokom. Na základe tohto pravidla bolo možné sformulovať zákon elektromagnetickej indukcie.

Zákon elektromagnetickej indukcie

Keď sa magnetický tok prenikajúci do oblasti obvodu zmení, v tomto obvode sa objaví elektromotorická sila, ktorá sa číselne rovná rýchlosti zmeny magnetického toku so znamienkom mínus.

Ako táto elektromotorická sila vzniká? Ukazuje sa, že EMF vo vodiči, ktorý je v striedavom magnetickom poli, je spojený so vznikom nového objektu - vírivé elektrické pole.

Zoberme si skúsenosti. Existuje cievka z medeného drôtu, do ktorej je vložené železné jadro, aby sa zvýšilo magnetické pole cievky. Cievka je pripojená cez vodiče k zdroju striedavého prúdu. K dispozícii je tiež cievka drôtu umiestnená na drevenom podstavci. K tejto cievke je pripojená elektrická žiarovka. Materiál drôtu je pokrytý izoláciou. Základ cievky je vyrobený z dreva, teda materiálu, ktorý nevedie elektrický prúd. Rám cievky je tiež vyrobený z dreva. Odpadá tak akákoľvek možnosť kontaktu žiarovky s obvodom pripojeným k zdroju prúdu. Keď je zdroj zatvorený, žiarovka sa rozsvieti, preto v cievke prúdi elektrický prúd, čo znamená, že v tejto cievke pôsobia vonkajšie sily. Je potrebné zistiť, odkiaľ prichádzajú vonkajšie sily.

Magnetické pole prenikajúce do roviny cievky nemôže spôsobiť vznik elektrického poľa, pretože magnetické pole pôsobí iba na pohybujúce sa náboje. Podľa elektronickej teórie vodivosti kovov sú v nich elektróny, ktoré sa môžu voľne pohybovať v kryštálovej mriežke. Tento pohyb v neprítomnosti vonkajšieho elektrického poľa je však náhodný. Takáto porucha vedie k tomu, že celkový účinok magnetického poľa na vodič s prúdom je nulový. Tým sa odlišuje elektromagnetické pole od elektrostatického poľa, ktoré pôsobí aj na stacionárne náboje. Elektrické pole teda pôsobí na pohybujúce sa a stacionárne náboje. Avšak typ elektrického poľa, ktorý bol študovaný skôr, je vytvorený iba elektrickými nábojmi. Indukovaný prúd zasa vzniká striedavým magnetickým poľom.

Predpokladajme, že elektróny vo vodiči sa dajú do usporiadaného pohybu pod vplyvom nejakého nového druhu elektrického poľa. A toto elektrické pole nie je generované elektrickými nábojmi, ale striedavým magnetickým poľom. Faraday a Maxwell prišli na podobný nápad. Hlavná vec v tejto myšlienke je, že časovo premenné magnetické pole generuje elektrické. Vodič s voľnými elektrónmi v ňom umožňuje detekovať toto pole. Toto elektrické pole uvádza do pohybu elektróny vo vodiči. Fenomén elektromagnetickej indukcie nespočíva ani tak v objavení sa indukčného prúdu, ale v objavení sa nového typu elektrického poľa, ktoré uvádza do pohybu elektrické náboje vo vodiči (obr. 1).

Vírové pole sa líši od statického. Nie je generovaný stacionárnymi nábojmi, preto čiary intenzity tohto poľa nemôžu začínať a končiť na náboji. Podľa výskumu sú čiary intenzity vírového poľa uzavreté čiary podobné indukčným čiaram magnetického poľa. V dôsledku toho je toto elektrické pole vírom - rovnako ako magnetické pole.

Druhá vlastnosť sa týka práce síl tohto nového poľa. Štúdiom elektrostatického poľa sme zistili, že práca vykonaná silami elektrostatického poľa pozdĺž uzavretej slučky je nulová. Pretože keď sa náboj pohybuje jedným smerom, posunutie a efektívna sila sú v spoločnom smere a práca je kladná, potom keď sa náboj pohybuje v opačnom smere, posunutie a efektívna sila sú opačne smerované a práca je záporná, celková práca bude nulová. V prípade vírového poľa sa práca pozdĺž uzavretej slučky bude líšiť od nuly. Takže, keď sa náboj pohybuje pozdĺž uzavretej čiary elektrického poľa, ktoré má vírový charakter, práca v rôznych sekciách si zachová konštantné znamienko, pretože sila a posun v rôznych častiach trajektórie si zachovajú rovnaký smer vzhľadom na každý z nich. iné. Práca síl vírivého elektrického poľa na pohyb náboja pozdĺž uzavretej slučky je nenulová, preto môže vírivé elektrické pole generovať elektrický prúd v uzavretej slučke, čo sa zhoduje s výsledkami experimentu. Potom môžeme povedať, že sila pôsobiaca na náboje z vírového poľa sa rovná súčinu preneseného náboja a sile tohto poľa.

Táto sila je vonkajšia sila, ktorá vykonáva prácu. Práca vykonaná touto silou, súvisiaca s množstvom preneseného náboja, je indukované emf. Smer vektora intenzity vírového elektrického poľa v každom bode čiar intenzity je určený Lenzovým pravidlom a zhoduje sa so smerom indukčného prúdu.

V stacionárnom obvode umiestnenom v striedavom magnetickom poli vzniká indukovaný elektrický prúd. Samotné magnetické pole nemôže byť zdrojom vonkajších síl, pretože môže pôsobiť iba na usporiadané pohybujúce sa elektrické náboje. Nemôže existovať elektrostatické pole, pretože je generované stacionárnymi nábojmi. Po predpoklade, že časovo premenné magnetické pole generuje elektrické pole, sme sa dozvedeli, že toto striedavé pole je vírového charakteru, t.j. jeho čiary sú uzavreté. Práca vírivého elektrického poľa pozdĺž uzavretej slučky sa líši od nuly. Sila pôsobiaca na prenesený náboj z vírivého elektrického poľa sa rovná veľkosti tohto preneseného náboja vynásobenej intenzitou vírivého elektrického poľa. Táto sila je vonkajšia sila, ktorá vedie k výskytu EMF v obvode. Elektromotorická sila indukcie, t.j. pomer práce vonkajších síl k množstvu preneseného náboja, sa rovná rýchlosti zmeny magnetického toku so znamienkom mínus. Smer vektora intenzity vírového elektrického poľa v každom bode čiar intenzity je určený Lenzovým pravidlom.

1. Kasyanov V.A., Fyzika 11. ročník: Učebnica. pre všeobecné vzdelanie inštitúcií. - 4. vyd., stereotyp. - M.: Drop, 2004. - 416 s.: il., 8 l. farba na
2. Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Fyzika 11. - M.: Mnemosyne.
3. Tikhomirova S.A., Yarovsky B.M., Fyzika 11. - M.: Mnemosyne.
   

1. Elektronická učebnica fyziky ().
2. Skvelá fyzika ().
3. Xvatit.com ().

1. Ako vysvetliť fakt, že úder blesku môže roztaviť poistky a poškodiť citlivé elektrospotrebiče a polovodičové zariadenia?
2. * Pri otvorení prstenca vzniklo v cievke samoindukčné emf 300 V Aká je intenzita vírivého elektrického poľa v závitoch cievky, ak je ich počet 800 a polomer závitov je 4 cm?

Elektrický prúd v obvode je možný, ak vonkajšie sily pôsobia na voľné náboje vodiča. Práca vykonaná týmito silami na pohyb jedného kladného náboja pozdĺž uzavretej slučky sa nazýva emf. Keď sa magnetický tok mení cez povrch obmedzený obrysom, v obvode sa objavujú cudzie sily, ktorých pôsobenie je charakterizované indukovaným emf.

Vzhľadom na smer indukčného prúdu podľa Lenzovho pravidla:

Indukované emf v uzavretej slučke sa rovná rýchlosti zmeny magnetického toku cez povrch ohraničený slučkou, brané s opačným znamienkom.

prečo? - pretože indukovaný prúd pôsobí proti zmene magnetického toku, indukované emf a rýchlosť zmeny magnetického toku majú rôzne znamienka.

Ak neberieme do úvahy jeden okruh, ale cievku, kde N je počet závitov cievky:

kde R je odpor vodiča.

ELEKTRICKÉ POLE VORTEX

Dôvodom výskytu elektrického prúdu v stacionárnom vodiči je elektrické pole.
Akákoľvek zmena magnetického poľa generuje indukčné elektrické pole, bez ohľadu na prítomnosť alebo neprítomnosť uzavretého obvodu, a ak je vodič otvorený, potom na jeho koncoch vzniká potenciálny rozdiel; Ak je vodič uzavretý, potom je v ňom pozorovaný indukovaný prúd.

Indukčné elektrické pole je vírové.
Smer siločiar vírového elektrického poľa sa zhoduje so smerom indukčného prúdu
Indukčné elektrické pole má úplne iné vlastnosti v porovnaní s elektrostatickým poľom.

Elektrostatické pole- je tvorené stacionárnymi elektrickými nábojmi, siločiary sú otvorené - - potenciálne pole, zdrojmi poľa sú elektrické náboje, práca síl poľa na pohyb skúšobného náboja po uzavretej dráhe je 0

Indukčné elektrické pole (vírové elektrické pole)- spôsobené zmenami magnetického poľa, siločiary sú uzavreté (vírové pole), zdroje poľa nemožno špecifikovať, práca síl poľa na pohyb skúšobného náboja po uzavretej dráhe sa rovná indukovanému emf.

Vírivé prúdy

Indukčné prúdy v masívnych vodičoch sa nazývajú Foucaultove prúdy. Foucaultove prúdy môžu dosahovať veľmi veľké hodnoty, pretože Odpor masívnych vodičov je nízky. Preto sú jadrá transformátorov vyrobené z izolovaných dosiek.
Vo feritoch - magnetických izolátoroch vírivé prúdy prakticky nevznikajú.

Použitie vírivých prúdov

Ohrievanie a tavenie kovov vo vákuu, klapky v elektrických meracích prístrojoch.

Škodlivé účinky vírivých prúdov

Ide o straty energie v jadrách transformátorov a generátorov v dôsledku uvoľnenia veľkého množstva tepla.

Elektromagnetické pole - Cool fyzika

Pre zvedavcov

Kliknite na chrobák salto

Ak pošteklite klikacieho chrobáka ležiaceho na chrbte, vyskočí o 25 centimetrov a ozve sa hlasné kliknutie. Nezmysel, poviete si.
V skutočnosti však ploštica bez pomoci nôh zatlačí s počiatočným zrýchlením 400 g a potom sa vo vzduchu prevráti a pristane na nohách. 400 g - úžasné!
Ešte prekvapivejšie je, že sila vyvinutá počas tlače je stokrát väčšia ako sila, ktorú môže poskytnúť ktorýkoľvek zo svalov ploštice. Ako sa ploštici podarí vyvinúť takú obrovskú silu?
Ako často je schopný robiť svoje úžasné skoky? Aké je obmedzenie frekvencie ich opakovania?

Ukazuje sa...
Keď ploštica leží hore nohami, špeciálny výčnelok na prednej strane tela jej bráni narovnať sa a urobiť skok. Na nejaký čas hromadí svalové napätie, potom sa prudko ohýba a vrhá sa hore.
Než bude ploštica opäť skákať, musí opäť pomaly „napnúť“ svaly.

Lenzove pravidlo (1883)indukčný prúd vybudený v uzavretej slučke pri zmene magnetického toku smeruje vždy tak, že magnetické pole, ktoré vytvára, zabráni zmene magnetického toku spôsobujúceho indukovaný prúd.

Lenze skusenosti

Popis zážitku:uzavretý krúžok je odpudzovaný magnetom, ak je zatlačený do krúžku, a priťahovaný, ak je magnet vytiahnutý.

Pohyb krúžku je spôsobený magnetické pole indukčného prúdu.

Aplikácia Lenzovho pravidla

Príklad Magnet sa pohybuje doprava (presunie sa do obvodu)

1. Určite smer vonkajších siločiarB.

2. Určte, či sa magnetický tok zvyšuje alebo znižuje

obvod.

3. Určte smer indukčného magnetického poľaB i

Ak sa magnetický tok zvýši,B i namierené protiB, ktoré kompenzujú tento nárast. Ak sa magnetický tok zníži,B i rovnakým smerom akoBkompenzujúce tento pokles.

Pomocou gimletovho pravidla určte smer indukčného prúdu.

Vírivé elektrické pole

Dôvodom vzniku indukovaného emf v uzavretej slučke pri zmene magnetického toku je vznikvírivé elektrické pole v akejkoľvek oblasti vesmíru, kde je striedavé magnetické pole. – Maxwellova hypotéza. Vortexové siločiary ZATVORENÉ.

Uveďme si vlastnosti nám známych polí

1. elektrostatický, sa vyskytuje všade tam, kde je elektrina. poplatky. Siločiary začínajú a končia pri náložiach. Potenciál, t.j. práca v uzavretej slučke je nulová. napätie, potenciál.

2. Aktuálne pole – magnetická, vírová, práca pozdĺž uzavretej slučky nie je nulová. Prúd tečie v smere klesajúceho potenciálu. Pole pôsobí iba na pohybujúce sa náboje.

3. Vírivé elektrické pole. Funguje na akékoľvek poplatky. Práca v uzavretej slučke sa rovná indukovanému emf. Indukované emf je určené Faradayovým zákonom.

2. Samoindukcia. Indukčnosť

Samoindukcia je dôležitý špeciálny prípad

elektromagnetická indukcia pri zmene

magnetický tok spôsobujúci indukované emf,

je vytvorený prúd v samotnom obvode.

V akomkoľvek okruhu, cez ktorý preteká prúd,

vzniká magnetické pole.Čiary poľa tohto poľa

permeát všetok okolitý priestor vrátane pretínania oblasti samotného obrysu.

Magnetický tok, ktorý je spôsobený prúdom v tomto obvode, sa nazýva vlastný magnetický tok.

Pretože magnetický tok je úmerný indukcia magnetického poľa, vlastný magnetický tok je úmerný sile prúdu v obvode

Preto môžeme zaviesť koeficient proporcionality

Faktor proporcionalityLmedzi vlastným magnetickým tokom v obvode a intenzitou prúdu v ňom sa nazýva indukčnosť obvodu.

Indukčnosť vodiča závisí od veľkosť, tvar vodiča, magnetické vlastnosti média.

Jednotka indukčnosti sa nazýva Henry

Magnetický tok Ф= BS cos. Zmena magnetického toku obvodom môže nastať: 1) v prípade stacionárneho vodivého obvodu umiestneného v časovo premennom poli; 2) v prípade vodiča pohybujúceho sa v magnetickom poli, ktoré sa v priebehu času nemusí meniť. Hodnota indukovaného emf v oboch prípadoch je určená zákonom elektromagnetickej indukcie, ale pôvod tohto emf je odlišný.

Uvažujme najskôr o prvom prípade výskytu indukčného prúdu. Umiestnime kruhovú drôtenú cievku s polomerom r do časovo premenného rovnomerného magnetického poľa (obr. 2.8).

Nech sa indukcia magnetického poľa zvýši, potom sa magnetický tok cez povrch obmedzený cievkou bude časom zvyšovať. Podľa zákona elektromagnetickej indukcie sa v cievke objaví indukovaný prúd. Keď sa indukcia magnetického poľa zmení podľa lineárneho zákona, indukčný prúd bude konštantný.

Aké sily spôsobujú pohyb nábojov v cievke? Samotné magnetické pole, prenikajúce do cievky, to nedokáže, keďže magnetické pole pôsobí výlučne na pohybujúce sa náboje (tým sa líši od elektrického) a vodič s elektrónmi v ňom je nehybný.

Na náboje, pohybujúce sa aj stacionárne, pôsobí okrem magnetického poľa aj elektrické pole. Ale tie polia, o ktorých sa doteraz hovorilo (elektrostatické alebo stacionárne), sú vytvárané elektrickými nábojmi a indukovaný prúd sa objavuje v dôsledku pôsobenia meniaceho sa magnetického poľa. Preto môžeme predpokladať, že elektróny v stacionárnom vodiči sú poháňané elektrickým poľom a toto pole je priamo generované meniacim sa magnetickým poľom. Toto vytvára novú základnú vlastnosť poľa: meniace sa v čase, magnetické pole vytvára elektrické pole. K tomuto záveru ako prvý dospel J. Maxwell.

Teraz sa fenomén elektromagnetickej indukcie pred nami objavuje v novom svetle. Hlavná vec v ňom je proces generovania elektrického poľa magnetickým poľom. V tomto prípade prítomnosť vodivého obvodu, napríklad cievky, nemení podstatu procesu. Vodič so zásobou voľných elektrónov (alebo iných častíc) zohráva úlohu zariadenia: umožňuje iba detekovať vznikajúce elektrické pole.

Pole uvádza do pohybu elektróny vo vodiči a tým sa odhaľuje. Podstatou fenoménu elektromagnetickej indukcie v stacionárnom vodiči nie je ani tak vzhľad indukčného prúdu, ale skôr vzhľad elektrického poľa, ktoré uvádza do pohybu elektrické náboje.

Elektrické pole, ktoré vzniká pri zmene magnetického poľa, má úplne inú povahu ako elektrostatické.

Nie je priamo spojená s elektrickými nábojmi a jej línie napätia na nich nemôžu začínať ani končiť. Vôbec nikde nezačínajú ani nekončia, ale sú to uzavreté čiary, podobné indukčným čiaram magnetického poľa. Toto je tzv vírivé elektrické pole(obr. 2.9).

Čím rýchlejšie sa mení magnetická indukcia, tým väčšia je intenzita elektrického poľa. Podľa Lenzovho pravidla s rastúcou magnetickou indukciou tvorí smer vektora intenzity elektrického poľa ľavú skrutku so smerom vektora. To znamená, že keď sa skrutka s ľavostranným závitom otáča v smere siločiar elektrického poľa, translačný pohyb skrutky sa zhoduje so smerom vektora magnetickej indukcie. Naopak, pri poklese magnetickej indukcie tvorí smer vektora intenzity pravú skrutku so smerom vektora.

Smer ťahových čiar sa zhoduje so smerom indukčného prúdu. Sila pôsobiaca z vírivého elektrického poľa na náboj q (vonkajšia sila) sa stále rovná = q. Ale na rozdiel od prípadu stacionárneho elektrického poľa nie je práca vírového poľa pri pohybe náboja q po uzavretej dráhe nulová. V skutočnosti, keď sa náboj pohybuje pozdĺž uzavretej čiary intenzity elektrického poľa, práca na všetkých úsekoch dráhy má rovnaké znamenie, pretože sila a pohyb sa zhodujú v smere. Práca vírivého elektrického poľa pri pohybe jediného kladného náboja pozdĺž uzavretého stacionárneho vodiča sa číselne rovná indukovanému emf v tomto vodiči.

Indukčné prúdy v masívnych vodičoch. Indukčné prúdy dosahujú obzvlášť veľkú číselnú hodnotu v masívnych vodičoch, pretože ich odpor je nízky.

Takéto prúdy, nazývané Foucaultove prúdy podľa francúzskeho fyzika, ktorý ich študoval, sa dajú použiť na zahrievanie vodičov. Konštrukcia indukčných pecí, ako sú mikrovlnné rúry používané v každodennom živote, je založená na tomto princípe. Tento princíp sa používa aj pri tavení kovov. Okrem toho sa fenomén elektromagnetickej indukcie využíva v detektoroch kovov inštalovaných pri vchodoch do budov letiskových terminálov, divadiel atď.

V mnohých zariadeniach však výskyt Foucaultových prúdov vedie k zbytočným a dokonca nechceným stratám energie v dôsledku tvorby tepla. Preto železné jadrá transformátorov, elektromotorov, generátorov atď. nie sú vyrobené ako pevné, ale pozostávajú zo samostatných dosiek, ktoré sú od seba izolované. Povrchy dosiek musia byť kolmé na smer vektora intenzity vírového elektrického poľa. Odolnosť dosiek voči elektrickému prúdu bude maximálna a tvorba tepla bude minimálna.

Aplikácia feritov. Elektronické zariadenia pracujú v oblasti veľmi vysokých frekvencií (milióny vibrácií za sekundu). Tu už použitie cievkových jadier zo samostatných dosiek nedáva požadovaný efekt, pretože v každej doske vznikajú veľké Foucaultove prúdy.

Počas obrátenia magnetizácie nevznikajú vo feritoch vírivé prúdy. V dôsledku toho sa minimalizujú energetické straty v dôsledku tvorby tepla v nich. Z feritov sa preto vyrábajú jadrá vysokofrekvenčných transformátorov, magnetické antény tranzistorov a pod. Feritové jadrá sa vyrábajú zo zmesi práškov východiskových látok. Zmes sa lisuje a podrobí výraznému tepelnému spracovaniu.

Pri rýchlej zmene magnetického poľa v obyčajnom feromagnetiku vznikajú indukčné prúdy, ktorých magnetické pole v súlade s Lenzovým pravidlom bráni zmene magnetického toku v jadre cievky. Z tohto dôvodu zostáva magnetický indukčný tok prakticky nezmenený a jadro sa nemagnetizuje. Vo feritoch sú vírivé prúdy veľmi malé, takže sa dajú rýchlo premagnetizovať.

Spolu s potenciálnym Coulombovým elektrickým poľom existuje vírivé elektrické pole. Čiary intenzity tohto poľa sú uzavreté. Vírivé pole je generované meniacim sa magnetickým poľom.

Ako vzniká elektromotorická sila vo vodiči, ktorý je v striedavom magnetickom poli? Čo je to vírivé elektrické pole, jeho povaha a príčiny jeho vzniku? Aké sú hlavné vlastnosti tohto poľa? Dnešná lekcia odpovie na všetky tieto a mnohé ďalšie otázky.

Téma: Elektromagnetická indukcia

lekcia:Vírivé elektrické pole

Pripomeňme si, že Lenzovo pravidlo nám umožňuje určiť smer indukovaného prúdu v obvode umiestnenom vo vonkajšom magnetickom poli so striedavým tokom. Na základe tohto pravidla bolo možné sformulovať zákon elektromagnetickej indukcie.

Zákon elektromagnetickej indukcie

Keď sa magnetický tok prenikajúci do oblasti obvodu zmení, v tomto obvode sa objaví elektromotorická sila, ktorá sa číselne rovná rýchlosti zmeny magnetického toku so znamienkom mínus.

Ako táto elektromotorická sila vzniká? Ukazuje sa, že EMF vo vodiči, ktorý je v striedavom magnetickom poli, je spojený so vznikom nového objektu - vírivé elektrické pole.

Zoberme si skúsenosti. Existuje cievka z medeného drôtu, do ktorej je vložené železné jadro, aby sa zvýšilo magnetické pole cievky. Cievka je pripojená cez vodiče k zdroju striedavého prúdu. K dispozícii je tiež cievka drôtu umiestnená na drevenom podstavci. K tejto cievke je pripojená elektrická žiarovka. Materiál drôtu je pokrytý izoláciou. Základ cievky je vyrobený z dreva, teda materiálu, ktorý nevedie elektrický prúd. Rám cievky je tiež vyrobený z dreva. Odpadá tak akákoľvek možnosť kontaktu žiarovky s obvodom pripojeným k zdroju prúdu. Keď je zdroj zatvorený, žiarovka sa rozsvieti, preto v cievke prúdi elektrický prúd, čo znamená, že v tejto cievke pôsobia vonkajšie sily. Je potrebné zistiť, odkiaľ prichádzajú vonkajšie sily.

Magnetické pole prenikajúce do roviny cievky nemôže spôsobiť vznik elektrického poľa, pretože magnetické pole pôsobí iba na pohybujúce sa náboje. Podľa elektronickej teórie vodivosti kovov sú v nich elektróny, ktoré sa môžu voľne pohybovať v kryštálovej mriežke. Tento pohyb v neprítomnosti vonkajšieho elektrického poľa je však náhodný. Takáto porucha vedie k tomu, že celkový účinok magnetického poľa na vodič s prúdom je nulový. Tým sa odlišuje elektromagnetické pole od elektrostatického poľa, ktoré pôsobí aj na stacionárne náboje. Elektrické pole teda pôsobí na pohybujúce sa a stacionárne náboje. Avšak typ elektrického poľa, ktorý bol študovaný skôr, je vytvorený iba elektrickými nábojmi. Indukovaný prúd zasa vzniká striedavým magnetickým poľom.

Predpokladajme, že elektróny vo vodiči sa dajú do usporiadaného pohybu pod vplyvom nejakého nového druhu elektrického poľa. A toto elektrické pole nie je generované elektrickými nábojmi, ale striedavým magnetickým poľom. Faraday a Maxwell prišli na podobný nápad. Hlavná vec v tejto myšlienke je, že časovo premenné magnetické pole generuje elektrické. Vodič s voľnými elektrónmi v ňom umožňuje detekovať toto pole. Toto elektrické pole uvádza do pohybu elektróny vo vodiči. Fenomén elektromagnetickej indukcie nespočíva ani tak v objavení sa indukčného prúdu, ale v objavení sa nového typu elektrického poľa, ktoré uvádza do pohybu elektrické náboje vo vodiči (obr. 1).

Vírové pole sa líši od statického. Nie je generovaný stacionárnymi nábojmi, preto čiary intenzity tohto poľa nemôžu začínať a končiť na náboji. Podľa výskumu sú čiary intenzity vírového poľa uzavreté čiary podobné indukčným čiaram magnetického poľa. V dôsledku toho je toto elektrické pole vírom - rovnako ako magnetické pole.

Druhá vlastnosť sa týka práce síl tohto nového poľa. Štúdiom elektrostatického poľa sme zistili, že práca vykonaná silami elektrostatického poľa pozdĺž uzavretej slučky je nulová. Pretože keď sa náboj pohybuje jedným smerom, posunutie a efektívna sila sú v spoločnom smere a práca je kladná, potom keď sa náboj pohybuje v opačnom smere, posunutie a efektívna sila sú opačne smerované a práca je záporná, celková práca bude nulová. V prípade vírového poľa sa práca pozdĺž uzavretej slučky bude líšiť od nuly. Takže, keď sa náboj pohybuje pozdĺž uzavretej čiary elektrického poľa, ktoré má vírový charakter, práca v rôznych sekciách si zachová konštantné znamienko, pretože sila a posun v rôznych častiach trajektórie si zachovajú rovnaký smer vzhľadom na každý z nich. iné. Práca síl vírivého elektrického poľa na pohyb náboja pozdĺž uzavretej slučky je nenulová, preto môže vírivé elektrické pole generovať elektrický prúd v uzavretej slučke, čo sa zhoduje s výsledkami experimentu. Potom môžeme povedať, že sila pôsobiaca na náboje z vírového poľa sa rovná súčinu preneseného náboja a sile tohto poľa.

Táto sila je vonkajšia sila, ktorá vykonáva prácu. Práca vykonaná touto silou, súvisiaca s množstvom preneseného náboja, je indukované emf. Smer vektora intenzity vírového elektrického poľa v každom bode čiar intenzity je určený Lenzovým pravidlom a zhoduje sa so smerom indukčného prúdu.

V stacionárnom obvode umiestnenom v striedavom magnetickom poli vzniká indukovaný elektrický prúd. Samotné magnetické pole nemôže byť zdrojom vonkajších síl, pretože môže pôsobiť iba na usporiadané pohybujúce sa elektrické náboje. Nemôže existovať elektrostatické pole, pretože je generované stacionárnymi nábojmi. Po predpoklade, že časovo premenné magnetické pole generuje elektrické pole, sme sa dozvedeli, že toto striedavé pole je vírového charakteru, t.j. jeho čiary sú uzavreté. Práca vírivého elektrického poľa pozdĺž uzavretej slučky sa líši od nuly. Sila pôsobiaca na prenesený náboj z vírivého elektrického poľa sa rovná veľkosti tohto preneseného náboja vynásobenej intenzitou vírivého elektrického poľa. Táto sila je vonkajšia sila, ktorá vedie k výskytu EMF v obvode. Elektromotorická sila indukcie, t.j. pomer práce vonkajších síl k množstvu preneseného náboja, sa rovná rýchlosti zmeny magnetického toku so znamienkom mínus. Smer vektora intenzity vírového elektrického poľa v každom bode čiar intenzity je určený Lenzovým pravidlom.

1. Kasyanov V.A., Fyzika 11. ročník: Učebnica. pre všeobecné vzdelanie inštitúcií. - 4. vyd., stereotyp. - M.: Drop, 2004. - 416 s.: il., 8 l. farba na
2. Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Fyzika 11. - M.: Mnemosyne.
3. Tikhomirova S.A., Yarovsky B.M., Fyzika 11. - M.: Mnemosyne.
   

1. Elektronická učebnica fyziky ().
2. Skvelá fyzika ().
3. Xvatit.com ().

1. Ako vysvetliť fakt, že úder blesku môže roztaviť poistky a poškodiť citlivé elektrospotrebiče a polovodičové zariadenia?
2. * Pri otvorení prstenca vzniklo v cievke samoindukčné emf 300 V Aká je intenzita vírivého elektrického poľa v závitoch cievky, ak je ich počet 800 a polomer závitov je 4 cm?