ФІЗИКА

Магнітне поле. Електромагнітна індукція.

Електромагні́тна інду́кція — явище створення в просторі вихрового електричного поля змінним магнітним потоком. Одним із наслідків електромагнітної індукції є зв'язок між змінними електричним та магнітними полями в електромагнітній хвилі, інший наслідок, практично важливий для генерації електричного струму, — виникнення електрорушійної сили в провідному контурі, магнітний потік через який змінюється.
Явище електромагнітної індукції відкрив у 1831 році Майкл Фарадей. До того було відомо, що електричний струм у провіднику створює магнітне поле. Однак оберненого явища не спостерігалося. Постійне магнітне поле не створює електричного струму. Фарадей встановив, що струм виникає при зміні магнітного поля. Якщо підносити й віддаляти до рамки з провідного матеріалу постійний магніт, то стрілка підключеного до рамки вольтметра відхилятиметься, детектуючи електричний струм. Ще краще це явище проявляється, якщо вставляти (виймати) магнітне осердя в котушку з намотаним провідником.

Фарадей встановив кількісний закон електромагнітної індукції, описавши його рівнянням:

${\displaystyle {\mathcal {E}}=-N{{d\Phi } \over dt}}$,

де

${\displaystyle {\mathcal {E}}}$ — електрорушійна сила (ЕРС), яка виникає в котушці, що перебуває у змінному магнтіному полі, у вольтах

N — кількість витків у котушці

Φ — магнітний потік у веберах: t — час, за який струм проходить у провіднику.

Якщо в провіднику виникає електрорушійна сила, то відповідно, індукований в ньому струм буде визначатися за законом Ома формулою

${\displaystyle I={\frac {\mathcal {E}}{R}}}$,

де R — опір провідника. Такий струм називається індукційним струмом.

Застосування електромагнітної індукції
 На використанні законів електромагнітної індукції заснована дія багатьох двигунів і генераторів струму. Принцип їх роботи зрозуміти досить просто.

Зміна магнітного поля можна викликати, наприклад, переміщенням магніту. Тому, якщо будь-яким стороннім впливом пересувати магніт усередині замкнутого ланцюга, то в цьому ланцюзі виникне струм. Так можна створити генератор струму.

Якщо ж навпаки, пустити струм від стороннього джерела по ланцюгу, то що знаходиться всередині ланцюга магніт почне рухатися під впливом магнітного поля, утвореного електричним струмом. Таким чином можна зібрати електродвигун.

Описаними вище генераторами струму перетворюють механічну енергію в електричну на електростанціях. Механічна енергія це енергія вугілля, дизельного палива, вітру, води і так далі. Електрика надходить по дротах до споживачів і там зворотним чином перетворюється в механічну в електродвигунах.

Електродвигуни пилососів, фенів, міксерів, кулерів, електром’ясорубок і інших численних приладів, використовуваних нами щодня, засновані на використанні електромагнітної індукції та магнітних сил. Про використання в промисловості цих же явищ і говорити не доводиться, зрозуміло, що воно повсюдно.