Почему в формуле эдс самоиндукции минус

Закон электромагнитной индукции Фарадея для начинающих

Что может быть лучше, чем вечером понедельника почитать про основы электродинамики. Правильно, можно найти множество вещей, которые будут лучше. Тем не менее, мы все равно предлагаем Вам прочесть эту статью. Времени занимает не много, а полезная информация останется в подсознании. Например, на экзамене, в условиях стресса, можно будет успешно извлечь из недр памяти закон Фарадея. Так как законов Фарадея несколько, уточним, что здесь мы говорим о законе индукции Фарадея.

Электродинамика – раздел физики, изучающий электромагнитное поле во всех его проявлениях.

Это и взаимодействие электрического и магнитного полей, электрический ток, электро-магнитное излучение, влияние поля на заряженные тела.

Здесь мы не ставим целью рассмотреть всю электродинамику. Упаси Боже! Рассмотрим лучше один из основных ее законов, который называется законом электромагнитной индукции Фарадея.

История и определение

Фарадей, параллельно с Генри, открыл явление электромагнитной индукции в 1831 году. Правда, успел опубликовать результаты раньше. Закон Фарадея повсеместно используется в технике, в электродвигателях, трансформаторах, генераторах и дросселях. В чем суть закона Фарадея для электромагнитной индукции, если говорить просто? А вот в чем!

При изменении магнитного потока через замкнутый проводящий контур, в контуре возникает электрический ток. То есть, если мы скрутим из проволоки рамку и поместим ее в изменяющееся магнитное поле (возьмем магнит, и будем крутить его вокруг рамки), по рамке потечет ток!

Этот ток Фарадей назвал индукционным, а само явление окрестил электромагнитной индукцией.

Электромагнитная индукция – возникновение в замкнутом контуре электрического тока при изменении магнитного потока, проходящего через контур.

Формулировка основного закона электродинамики – закона электромагнитной индукции Фарадея, выглядит и звучит следующим образом:

ЭДС, возникающая в контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока Ф через контур.

А откуда в формуле минус, спросите Вы. Для объяснения знака минус в этой формуле есть специальное правило Ленца. Оно гласит, что знак минус, в данном случае, указывает на то, как направлена возникающая ЭДС. Дело в том, что создаваемое индукционным током магнитное поле направлено так, что препятствует изменению магнитного потока, который вызвал индукционный ток.

Для определения направления индукционного тока применяется знаменитое правило буравчика, или правило правой руки, оно же правило правого винта. Если ладонь правой руки расположить так, чтобы в неё входили силовые линии магнитного поля, а отогнутый большой палец направить по движению проводника, то четыре вытянутых пальца укажут направление индукционного тока.

Примеры решения задач

Вот вроде бы и все. Значение закона Фарадея фундаментально, ведь на использовании данного закона построена основа почти всей электрической промышленности. Чтобы понимание пришло быстрее, рассмотрим пример решения задачи на закон Фарадея.

И помните, друзья! Если задача засела, как кость в горле, и нет больше сил ее терпеть — обратитесь к нашим авторам! Теперь вы знаете где заказать курсовую работу. Мы быстро предоставим подробное решение и разъясним все вопросы!

Мы поможем сдать на отлично и без пересдач

• Контрольная работа от 1 дня / от 120 р. Узнать стоимость
• Дипломная работа от 7 дней / от 9540 р. Узнать стоимость
• Курсовая работа от 5 дней / от 2160 р. Узнать стоимость
• Реферат от 1 дня / от 840 р. Узнать стоимость

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Почему в формуле эдс самоиндукции минус

Явление электромагнитной индукции.

Открытое в 1831 году Фарадеем явление электромагнитной индукции состоит в том, что в любом замкнутом контуре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром, возникает электродвижущая сила, величина которой пропорциональна скорости изменения магнитного потока:

E инд =- D Ф / D t

Магнитный поток — это физическая величина, численно равная количеству ЛМИ, пронизывающих контур.

В проводящем контуре существование ЭДС индукции приводит к появлению индукционного тока. Знак минус в формуле соответствует правилу Ленца, согласно которому направление индукционного тока всегда таково, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток.

ЭДС индукции в движущихся проводниках.

Изменение магнитного потока через контур, вызывающее появление ЭДС индукции, может происходить как за счет изменения магнитного поля, так и за счет изменения ориентации и формы контура.

В тех случаях, когда магнитное поле не изменяется во времени, а магнитный поток через контур изменяется из-за движения проводников контура в магнитном поле (изменения площади контура S ), причиной возникновения ЭДС индукции является сила Лоренца.

Рассмотрим прямоугольный контур в однородном магнитном поле, вектор индукции В которого составляет угол a с плоскостью контура. Если провод скользит с постоянной скоростью v , то с такой же скоростью двигаются и заряды в нем. Следовательно, на них будет действовать сила Лоренца, равная F л =qvBsina, и направленная вдоль проводника. Работа этой силы по переносу заряда по проводнику равна A=Fl , и ЭДС индукции по модулю равна E=A/q .

С другой стороны, за время D t площадь контура изменяется на величину D S=l V D t, а магнитный поток : D Ф=B V lsina D t.

Итак, ЭДС индукции будет равна: E = BVlsina

ЭДС индукции в неподвижных проводниках.

Если изменение магнитного потока через контур связано с изменением магнитного поля, то причина возникновения ЭДС индукции иная. В общем случае, сила, действующая на электрический заряд q , складывается из силы qE и силы Лоренца qVBsina . Т.к. движущихся проводников в данном случае нет, то сила Лоренца уже не может быть ответственной за возникновение ЭДС индукции.

Остаётся допустить, что в области, где существует переменное магнитное поле, возникает электрическое поле, которое и обусловливает возникновение индукционного тока в замкнутом контуре, т.е. работа сил этого электрического поля поля по замкнутому контуру уже не равна нулю. Поэтому, в отличие от потенциального электростатического поля, это электрическое поле называют вихревым.

Итак, переменное магнитное поле создает в каждой точке пространства

вихревое электрическое поле. Чем быстрее меняется магнитное поле В, тем больше величина вихревого электрического E .

Самоиндукция. Индуктивность.

Если по катушке идет п epe м e нный ток, то магнитный поток, пронизывающий катушку, меняется. Поэтому возникает ЭДС индукции в том же самом проводнике, по которому идет ток. Это явление называют самоиндукцией. При самоиндукции проводящий контур играет двоякую роль: по нему протекает ток, создающий переменное магнитное поле, и в нем же возникает ЭДС индукции.

Явление самоиндукции подобно явлению инерции в механике. За счет самоиндукции при замыкании цепи сила тока не сразу приобретает определенное значение, а нарастает постепенно. Выключая источник, мы прекращаем ток сразу. Самоиндукция его поддерживает некоторое время, несмотря на сопротивление цепи.

Модуль B вектора индукции магнитного поля, создаваемого током, пропорционален силе тока. Так как магнитный поток Ф пропорционален В, то Ф~В~ I , следовательно:

где L- индуктивность контура. Это физическая величина, числено равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1 А за 1 с. Зависит от числа витков, размеров, формы и сердечника катушки. Измеряется в генри (Гн).

Используя закон электромагнитной индукции и формулу для индуктивности контура, получаем равенство:

E инд =-L( D I/ D t)

объясните почему знак минус в формуле E(i) = — L dI/dt

E — самоиндукция
Надо очень срочно
и еще помогите с рисунком к задаче:
Определить, при какой скорости пучок заряженных частиц, двигаясь перпендикулярно скрещенным под прямым углом однородным электрическому ( Е — 100кВ / м) и магнитному ( В50мТл) полям, не отклоняется.

Лучший ответ

1).В приведенной формуле знак «минус» указывает на то, что ЭДС самоиндукции всегда направлена против «основного тока»: если ток в цепи не меняется, ЭДС индукции не возникает, если ток в цепи нарастает, сразу же возникает индукционный ток такого направления, чтобы препятствовать нарастанию тока (пусть будет, как было!) , то есть, в противоположном направлении, поэтому быстрое нарастание тока в цепях, содержащих большую индуктивность, не происходит. И, наконец, если ток в цепи убывает, тогда индукционный ток стремится поддержать исчезающее магнитное поле основного тока (опять, пусть будет, как было!) . В этом проявляется свойство, сходное с механической инерцией: массивное тело и трудно разогнать быстро и так же трудно уменьшить его скорость и остановить. Индукционный ток ВСЕГДА направлен ПРОТИВ любых изменений, его вызывающих, именно на это и указывает знак минус.
2) на заряженные частицы, движущиеся в пространстве, в котором есть и магнитное и электрическое поля, действуют силы — кулоновская F = qE, направление которой для положительно заряженных частиц совпадает с направлением силовых линий электрического поля, и сила Лореца F = eBv sina, направление которой определяется по «правилу левой руки». При таком направлении полей, которое указано в задаче (sin a = 1) обе силы должны быть направлены в противоположном направлении и равны по модулю, чтобы компенсировать одна другую. Следовательно, qE = qvB, откуда v = E/B. То есть, скорость должна быть равной отношению напряженности электрического поля к магнитной индукции. Успеха Вам и «питерки»!

Источник: законы природы

Остальные ответы

Похожие вопросы

Что показывает знак «минус» в формуле закона электромагнитной индукции?

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.

решение вопроса

Похожие вопросы

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.

• Все категории
• экономические 43,679
• гуманитарные 33,657
• юридические 17,917
• школьный раздел 612,703
• разное 16,911

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

• Обратная связь
• Правила сайта