9.5. Induktionsstrom
9.5.1. Thermische Wirkung Induktionsstrom
Das Auftreten von EMF führt zum Auftreten im leitenden Stromkreis Induktionsstrom, deren Stärke durch die Formel bestimmt wird
ich ich = | ℰ ich | R,
wobei ℰ i die Induktions-EMK ist, die im Stromkreis auftritt; R ist der Schleifenwiderstand.
Wenn im Stromkreis ein Induktionsstrom fließt, wird Wärme freigesetzt, deren Menge durch einen der Ausdrücke bestimmt wird:
Q. ich = ich ich 2 R. t , Q. ich = ℰ ich 2 t R. , Q. ich = ich ich | ℰ ich | t ,
wo I i - die Stärke des Induktionsstroms im Stromkreis; R ist der Schleifenwiderstand; t - Zeit; ℰ i - EMK der Induktion, die im Stromkreis auftritt.
Induktionsstromstärke berechnet nach einer der Formeln:
P. ich = ich ich 2 R. , P. ich = ℰ ich 2 R. , P. ich = ich ich | ℰ ich | ,
wo I i - die Stärke des Induktionsstroms im Stromkreis; R ist der Schleifenwiderstand; ℰ i - EMK der Induktion, die im Stromkreis auftritt.
Wenn in einem leitenden Stromkreis ein induktiver Strom fließt, wird eine Ladung durch die Querschnittsfläche des Leiters übertragen, deren Wert nach der Formel berechnet wird
q ich = ich ich ∆t ,
wo I i - die Stärke des Induktionsstroms im Stromkreis; Δt ist das Zeitintervall, während dessen der induktive Strom durch die Schaltung fließt.
Beispiel 21. Ein Ring aus Draht mit einem spezifischen Widerstand von 50,0 ⋅ 10 −10 Ohm ⋅ m wird in ein homogenes Magnetfeld mit einer Induktion von 250 mT gebracht. Die Länge des Drahtes beträgt 1,57 m und seine Querschnittsfläche 0,100 mm 2 . Was ist die maximale Ladung, die durch den Ring fließt, wenn das Feld ausgeschaltet ist?
Entscheidung . Das Auftreten der Induktions-EMK im Ring wird durch eine Änderung des Flusses des Induktionsvektors verursacht, der die Ebene des Rings durchdringt, wenn das Magnetfeld abgeschaltet wird.
Der magnetische Feldinduktionsfluss durch die Ringfläche wird durch die Formeln bestimmt:
- bevor Sie das Magnetfeld abschalten
Ä 1 = B 1 S cos α,
wobei B 1 der Anfangswert des Magnetfeldinduktionsmoduls ist, B 1 = 250 mT; S ist die Fläche des Rings; α ist der Winkel zwischen den Richtungen des magnetischen Induktionsvektors und dem Vektor der Normalen (Senkrechten) zur Ebene des Rings;
- nach Abschalten des Magnetfeldes
Ä 2 = B 2 S cos α = 0,
wobei B 2 der Wert des Induktionsmoduls nach dem Abschalten des Magnetfelds ist, B 2 = 0.
∆Ä = Ä 2 − Ä 1 = −Ä 1,
oder unter Berücksichtigung der expliziten Form Ф 1 ,
∆Ä = −B 1 S cos α.
Der Durchschnittswert der Induktions-EMK, der im Ring auftritt, wenn das Feld ausgeschaltet ist,
| ℰ ich | = | Δ Ä Δ t | = | − B 1 S cos α Δ t | = B 1 S | cosα | Δt,
wobei ∆t das Zeitintervall ist, während dessen das Feld ausgeschaltet ist.
Das Vorhandensein der Induktions-EMK führt zum Auftreten eines induktiven Stroms; Die Stärke des Induktionsstroms wird durch das Ohmsche Gesetz bestimmt:
ich ich = | ℰ ich | R = B 1 S | cosα | R ∆ t ,
wobei R der Widerstand des Rings ist.
Wenn ein induktiver Strom durch den Ring fließt, wird eine induktive Ladung übertragen
q ich = ich ich Δ t = B. 1 S. | cosα | R.
Der Maximalwert der Ladung entspricht dem Maximalwert der Kosinusfunktion (cos α = 1):
q ich max \u003d ich ich Δ t \u003d B 1 S R .
Die resultierende Formel bestimmt den maximalen Wert der Ladung, die den Ring passiert, wenn das Feld ausgeschaltet ist.
Um die Ladung zu berechnen, müssen Sie jedoch Ausdrücke erhalten, mit denen Sie die Fläche des Rings und seinen Widerstand ermitteln können.
Die Fläche des Rings ist die Fläche eines Kreises mit dem Radius r, dessen Umfang durch die Umfangsformel bestimmt wird und mit der Länge des Drahtes übereinstimmt, aus dem der Ring besteht:
l = 2πr ,
wobei l die Länge des Drahtes ist, l = 1,57 m.
Daraus folgt, dass der Radius des Rings durch die Beziehung bestimmt wird
r \u003d l 2 π,
und seine Fläche ist
S. \u003d π r 2 \u003d π l 2 4 π 2 \u003d l 2 4 π.
Der Ringwiderstand wird durch die Formel angegeben
R = ρ l S 0 ,
wobei ρ der spezifische Widerstand des Drahtmaterials ist, ρ = 50,0 × 10 −10 Ohm ⋅ m; S 0 - Querschnittsfläche des Drahtes, S 0 = = 0,100 mm 2.
Lassen Sie uns die erhaltenen Ausdrücke für die Fläche des Rings und seinen Widerstand in die Formel einsetzen, die die gewünschte Ladung bestimmt:
q ich max = B. 1 l 2 S. 0 4 π ρ l = B. 1 l S. 0 4 π ρ .
Rechnen wir:
q i max = 250 ⋅ 10 − 3 ⋅ 1,57 ⋅ 0,100 ⋅ 10 − 6 4 ⋅ 3,14 ⋅ 50,0 ⋅ 10 − 10 = 0,625 C = 625 mC.
Wenn das Feld abgeschaltet wird, fließt eine Ladung von 625 mC durch den Ring.
Beispiel 22. Ein Stromkreis mit einer Fläche von 2,0 m 2 und einem Widerstand von 15 mΩ befindet sich in einem gleichmäßigen Magnetfeld, dessen Induktion um 0,30 mT pro Sekunde zunimmt. Finden Sie die maximal mögliche Leistung des Induktionsstroms im Stromkreis.
Entscheidung . Das Auftreten der Induktions-EMK im Stromkreis wird durch eine Änderung des Flusses des Induktionsvektors verursacht, der die Ebene des Stromkreises durchdringt, mit einer zeitlichen Änderung der Magnetfeldinduktion.
Die Änderung des Flusses des Magnetfeldinduktionsvektors wird durch die Differenz bestimmt
∆Ф = ∆BS cos α,
wobei ∆B die Änderung des Magnetfeld-Induktionsmoduls für das ausgewählte Zeitintervall ist; S - von der Kontur begrenzter Bereich, S = 2,0 m 2; α ist der Winkel zwischen den Richtungen des magnetischen Induktionsvektors und des Normalenvektors (senkrecht) zur Konturebene.
Der Mittelwert der EMF der Induktion, die im Stromkreis auftritt, wenn sich die Magnetfeldinduktion ändert:
| ℰ ich | = | Δ Ä Δ t | = | Δ B S cos α Δ t | = ∆BS | cosα | Δt,
wobei ∆B /∆t die Änderungsrate des Moduls des Magnetfeldinduktionsvektors über die Zeit ist, ∆B /∆t = 0,30 mT/s.
Das Auftreten der EMF der Induktion führt zum Auftreten eines induktiven Stroms; Die Stärke des Induktionsstroms wird durch das Ohmsche Gesetz bestimmt:
ich ich = | ℰ ich | R = ∆BS | cosα | R ∆ t ,
wobei R der Schleifenwiderstand ist.
Induktionsstromstärke
P. ich = ich ich 2 R. = (Δ B. Δ t) 2 S. 2 R. cos 2 α R. 2 = (Δ B. Δ t) 2 S. 2 cos 2 α R. .
Der Maximalwert der Induktionsstromleistung entspricht dem Maximalwert der Kosinusfunktion (cos α = 1):
P ich max \u003d (Δ B Δ t) 2 S 2 R.
Rechnen wir:
P ich max \u003d (0,30 ⋅ 10 - 3) 2 (2,0) 2 15 ⋅ 10 - 3 \u003d 24 ⋅ 10 - 6 W \u003d 24 μW.
Die maximale Leistung des Induktionsstroms in dieser Schaltung beträgt 24 μW.
Der Zusammenhang zwischen elektrischen und magnetischen Feldern ist schon sehr lange bekannt. Dieser Zusammenhang wurde im 19. Jahrhundert vom englischen Physiker Faraday entdeckt und gab ihm einen Namen. Es erscheint in dem Moment, in dem der magnetische Fluss die Oberfläche eines geschlossenen Stromkreises durchdringt. Nachdem für eine bestimmte Zeit eine Änderung des Magnetflusses auftritt, tritt in diesem Stromkreis ein elektrischer Strom auf.
Die Beziehung zwischen elektromagnetischer Induktion und magnetischem Fluss
Das Wesen des magnetischen Flusses wird durch die bekannte Formel dargestellt: Ф = BS cos α. Darin ist F ein magnetischer Fluss, S ist die Oberfläche der Kontur (Fläche), B ist der Vektor der magnetischen Induktion. Der Winkel α wird aufgrund der Richtung des magnetischen Induktionsvektors und der Normalen zur Konturoberfläche gebildet. Daraus folgt, dass der magnetische Fluss die maximale Schwelle bei cos α = 1 und die minimale Schwelle bei cos α = 0 erreicht.
Bei der zweiten Variante steht der Vektor B senkrecht zur Normalen. Es stellt sich heraus, dass die Stromlinien die Kontur nicht kreuzen, sondern nur entlang ihrer Ebene gleiten. Daher werden die Eigenschaften durch die Linien des Vektors B bestimmt, die die Oberfläche der Kontur schneiden. Zur Berechnung wird Weber als Maßeinheit verwendet: 1 wb \u003d 1v x 1s (Voltsekunde). Eine weitere kleinere Maßeinheit ist der Maxwell (µs). Es ist: 1 wb \u003d 108 μs, dh 1 μs \u003d 10-8 wb.
Für die Forschung von Faraday wurden zwei Drahtspiralen verwendet, voneinander isoliert und auf eine Holzspule gelegt. Einer von ihnen war an eine Energiequelle angeschlossen, der andere an ein Galvanometer, das kleine Ströme aufzeichnen sollte. In dem Moment, als sich der Stromkreis der ursprünglichen Spirale schloss und öffnete, wich im anderen Stromkreis der Pfeil des Messgeräts ab.
Erforschung des Phänomens der Induktion
In der ersten Versuchsreihe führte Michael Faraday einen magnetisierten Metallstab in eine mit Strom verbundene Spule ein und zog ihn dann heraus (Abb. 1, 2).
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2 
Wenn ein Magnet in eine Spule eingesetzt wird, die mit einem Messgerät verbunden ist, beginnt ein induktiver Strom im Stromkreis zu fließen. Wird der Magnetstab von der Spule entfernt, erscheint der Induktionsstrom immer noch, aber seine Richtung ist bereits umgekehrt. Folglich werden die Parameter des Induktionsstroms in Richtung des Stabs und abhängig von dem Pol, mit dem er in die Spule eingebracht wird, geändert. Die Stärke des Stroms wird durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Magneten beeinflusst.
In der zweiten Versuchsreihe wird ein Phänomen bestätigt, bei dem ein sich ändernder Strom in einer Spule einen Induktionsstrom in einer anderen Spule verursacht (Abb. 3, 4, 5). Dies geschieht in den Momenten des Schließens und Öffnens des Stromkreises. Die Richtung des Stroms hängt davon ab, ob der Stromkreis schließt oder öffnet. Darüber hinaus sind diese Aktionen nichts anderes als Möglichkeiten, den magnetischen Fluss zu ändern. Wenn der Stromkreis geschlossen wird, nimmt er zu, und wenn er geöffnet wird, nimmt er ab und durchdringt gleichzeitig die erste Spule.
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Als Ergebnis der Experimente wurde festgestellt, dass das Auftreten eines elektrischen Stroms innerhalb eines geschlossenen Stromkreises nur möglich ist, wenn sie in ein magnetisches Wechselfeld gebracht werden. Dabei kann sich die Strömung zeitlich beliebig ändern.
Der elektrische Strom, der unter dem Einfluss elektromagnetischer Induktion auftritt, wird als Induktion bezeichnet, obwohl dies kein Strom im herkömmlichen Sinne sein wird. Wenn sich ein geschlossener Stromkreis in einem Magnetfeld befindet, wird eine EMF mit einem genauen Wert erzeugt und kein Strom, der von verschiedenen Widerständen abhängt.
Dieses Phänomen wird als Induktions-EMK bezeichnet, was sich in der Formel widerspiegelt: Eind = - ∆F / ∆t. Sein Wert stimmt mit der Änderungsrate des magnetischen Flusses überein, der die Oberfläche einer geschlossenen Schleife durchdringt, angenommen mit einem negativen Wert. Das in diesem Ausdruck vorhandene Minus spiegelt die Regel von Lenz wider.
Lenzsche Regel für den magnetischen Fluss
Eine bekannte Regel wurde nach einer Reihe von Studien in den 30er Jahren des 19. Jahrhunderts abgeleitet. Es ist wie folgt formuliert:
Die Richtung des Induktionsstroms, der in einem geschlossenen Stromkreis durch einen sich ändernden Magnetfluss angeregt wird, beeinflusst das von ihm erzeugte Magnetfeld so, dass er wiederum ein Hindernis für den Magnetfluss erzeugt, der das Auftreten des Induktionsstroms verursacht .
Wenn der magnetische Fluss zunimmt, das heißt, er wird Ф > 0, und die Induktions-EMK nimmt ab und wird zu Eind< 0, в результате этого появляется электроток с такой направленностью, при которой под влиянием его магнитного поля происходит изменение потока в сторону уменьшения при его прохождении через плоскость замкнутого контура.
Wenn der Fluss abnimmt, tritt der umgekehrte Vorgang auf, wenn F< 0 и Еинд >0, dh die Wirkung des Magnetfelds des Induktionsstroms, erhöht sich der magnetische Fluss, der durch den Stromkreis fließt.
Die physikalische Bedeutung der Lenz-Regel besteht darin, das Energieerhaltungsgesetz widerzuspiegeln, wenn eine Größe abnimmt, die andere zunimmt, und umgekehrt, wenn eine Größe zunimmt, die andere abnimmt. Verschiedene Faktoren beeinflussen auch die Induktions-EMK. Wenn abwechselnd ein starker und ein schwacher Magnet in die Spule eingeführt werden, zeigt das Gerät im ersten Fall jeweils einen höheren und im zweiten Fall einen niedrigeren Wert an. Dasselbe passiert, wenn sich die Geschwindigkeit des Magneten ändert.
Die folgende Abbildung zeigt, wie die Richtung des Induktionsstroms mit der Lenz-Regel bestimmt wird. Die blaue Farbe entspricht den Kraftlinien der Magnetfelder des Induktionsstroms und des Permanentmagneten. Sie befinden sich in Richtung der Nord-Süd-Pole, die in jedem Magneten vorhanden sind.
Der sich ändernde Magnetfluss führt zur Entstehung eines induktiven elektrischen Stroms, dessen Richtung seinem Magnetfeld entgegenwirkt, was Änderungen des Magnetflusses verhindert. Dabei sind die Kraftlinien des Magnetfelds der Spule den Kraftlinien des Permanentmagneten entgegengesetzt gerichtet, da seine Bewegung in Richtung dieser Spule erfolgt.
Zur Bestimmung der Stromrichtung wird er mit einem Rechtsgewinde verwendet. Es muss so eingeschraubt werden, dass die Richtung seiner Vorwärtsbewegung mit der Richtung der Induktionslinien der Spule übereinstimmt. In diesem Fall stimmen die Richtungen des Induktionsstroms und die Drehung des Handbohrers überein.
Die Abbildung zeigt die Richtung des induktiven Stroms, der in einer kurzgeschlossenen Drahtspule auftritt, wenn die Spule relativ zu ihr bewegt wird.
Kreuzen Sie an, welche der folgenden Aussagen richtig und welche falsch sind.
A. Der Magnet und die Spule werden voneinander angezogen.
B. Innerhalb der Spule ist das Magnetfeld des Induktionsstroms nach oben gerichtet.
B. Innerhalb der Spule sind die magnetischen Induktionslinien des Feldes des Magneten nach oben gerichtet.
D. Der Magnet wird von der Spule entfernt.
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25. Hängt die Arbeit der elastischen Kraft von der Form der Flugbahn ab?
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32. Wie wird die Kraft der Gleit- und Rollreibung berechnet?
33. Wann entsteht die Haftreibungskraft? Was ist gleich?
34. Hängt die Gleitreibungskraft von der Fläche der Kontaktflächen ab?
35. Von welchen Parametern hängt die Gleitreibungskraft ab?
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37. Was nennt man Körpergewicht? Was ist der Unterschied zwischen dem Gewicht eines Körpers und der auf einen Körper wirkenden Schwerkraft?
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39. Was ist Schwerelosigkeit? Was ist Überlastung?
40. Wie berechnet man das Gewicht eines Körpers während seiner beschleunigten Bewegung? Ändert sich das Gewicht eines Körpers, wenn er sich mit Beschleunigung entlang einer festen horizontalen Ebene bewegt?
41. Wie ändert sich das Gewicht eines Körpers, wenn er sich entlang der konvexen und konkaven Teile des Kreises bewegt?
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48. Erklären Sie den Einfluss der Rotation der Erde um ihre Achse auf den Wert der Beschleunigung des freien Falls.
49. Wie ändert sich der Wert der Schwerkraft, wenn: a) der Körper von der Erdoberfläche entfernt wird, B) wenn sich der Körper parallel entlang des Meridians bewegt?
Stromkreis?
3. Was ist die physikalische Bedeutung von EMF? Volt definieren.
4. Schließen Sie das Voltmeter unter Beachtung der Polarität kurzzeitig an eine elektrische Energiequelle an. Vergleichen Sie seine Messwerte mit der Berechnung, die auf den Ergebnissen des Experiments basiert.
5. Was bestimmt die Spannung an den Klemmen von Stromquellen?
6. Bestimmen Sie anhand der Messergebnisse die Spannung am Außenkreis (wenn die Arbeit nach Methode I durchgeführt wurde), den Widerstand des Außenkreises (wenn die Arbeit nach Methode II durchgeführt wurde).
6 Frage in der Verschachtelungsberechnung
Helfen Sie mir bitte!1. Unter welchen Bedingungen treten Reibungskräfte auf?
2. Was bestimmt den Betrag und die Richtung der Haftreibungskraft?
3. In welchen Grenzen kann sich die Haftreibungskraft ändern?
4. Welche Kraft verleiht einem Auto oder einer Lokomotive Beschleunigung?
5. Kann die Kraft der Gleitreibung die Geschwindigkeit eines Körpers erhöhen?
6. Was ist der Hauptunterschied zwischen der Widerstandskraft in Flüssigkeiten und Gasen und der Reibungskraft zwischen zwei Festkörpern?
7. Nennen Sie Beispiele für die positiven und schädlichen Wirkungen von Reibungskräften aller Art
Wie wir bereits herausgefunden haben, ist elektrischer Strom in der Lage, Magnetfelder zu erzeugen. Es stellt sich die Frage: Kann ein Magnetfeld das Auftreten eines elektrischen Stroms verursachen? Dieses Problem wurde von dem englischen Physiker Michael Faraday gelöst, der 1831 das Phänomen der elektromagnetischen Induktion entdeckte. Ein gewickelter Leiter schließt sich an einem Galvanometer (Abb. 3.19). Wenn ein Permanentmagnet in die Spule geschoben wird, zeigt das Galvanometer das Vorhandensein von Strom für die gesamte Zeitdauer an, während sich der Magnet relativ zur Spule bewegt. Wenn der Magnet aus der Spule gezogen wird, zeigt das Galvanometer das Vorhandensein eines Stroms in der entgegengesetzten Richtung an. Eine Änderung der Stromrichtung tritt auf, wenn sich der einziehbare oder einziehbare Pol des Magneten ändert.
Ähnliche Ergebnisse wurden beim Ersetzen eines Permanentmagneten durch einen Elektromagneten (Spule mit Strom) beobachtet. Wenn beide Spulen bewegungslos fixiert sind, aber der Stromwert in einer von ihnen geändert wird, dann wird in diesem Moment ein Induktionsstrom in der anderen Spule beobachtet.
DAS PHÄNOMEN DER ELEKTROMAGNETISCHEN INDUKTION besteht im Auftreten einer elektromotorischen Induktionskraft (EMK) in einem leitenden Stromkreis, durch die sich der Fluss des magnetischen Induktionsvektors ändert. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, entsteht darin ein Induktionsstrom.
Entdeckung des Phänomens der elektromagnetischen Induktion:
1) gezeigt Beziehung zwischen elektrischem und magnetischem Feld;
2) vorgeschlagen Verfahren zur Erzeugung von elektrischem Strom mit einem Magnetfeld.
Haupteigenschaften des Induktionsstroms:
1. Induktionsstrom tritt immer dann auf, wenn sich der Fluss der magnetischen Induktion ändert, der mit dem Stromkreis gekoppelt ist.
2. Die Stärke des Induktionsstroms hängt nicht von der Methode zur Änderung des magnetischen Induktionsflusses ab, sondern wird nur durch die Änderungsrate bestimmt.
Faradays Experimente ergaben, dass die Größe der elektromotorischen Induktionskraft proportional zur Änderungsrate des magnetischen Flusses ist, der den Leiterkreis durchdringt (Faradays Gesetz der elektromagnetischen Induktion).
Oder , (3.46)
wobei (dF) die Änderung des Flusses über die Zeit (dt) ist. MAGNETFLUSS oder FLUSS DER MAGNETISCHEN INDUKTION heißt der Wert, der sich aus folgender Beziehung ergibt: ( magnetischer Fluss durch eine Fläche S): Ф=ВScosα, (3.45), Winkel a ist der Winkel zwischen der Normalen auf die betrachtete Oberfläche und der Richtung des magnetischen Feldinduktionsvektors
Einheit des magnetischen Flusses im SI-System heißt Weber- [Wb \u003d Tl × m2].
Das Zeichen "-" in der Formel bedeutet, dass die EMK. Induktion verursacht einen Induktionsstrom, dessen Magnetfeld jeder Änderung des magnetischen Flusses entgegenwirkt, d.h. bei >0 EMK Induktion e UND<0 и наоборот.
emf Induktion wird in Volt gemessen
Um die Richtung des Induktionsstroms zu finden, gibt es die Lenzsche Regel (die Regel wurde 1833 aufgestellt): Der Induktionsstrom hat eine solche Richtung, dass das von ihm erzeugte Magnetfeld dazu neigt, die Änderung des magnetischen Flusses zu kompensieren, die diesen Induktionsstrom verursacht hat .
Wenn Sie beispielsweise den Nordpol des Magneten in die Spule drücken, dh den Magnetfluss durch seine Windungen erhöhen, entsteht in der Spule ein Induktionsstrom in einer solchen Richtung, dass ein Nordpol am nächsten Ende der Spule erscheint zum Magneten (Abb. 3.20). Das Magnetfeld des Induktionsstroms tendiert also dazu, die Änderung des Magnetflusses zu neutralisieren, die ihn verursacht hat.
Nicht nur ein magnetisches Wechselfeld erzeugt in einem geschlossenen Leiter einen Induktionsstrom, auch wenn sich ein geschlossener Leiter der Länge l in einem konstanten Magnetfeld (B) mit der Geschwindigkeit v bewegt, entsteht im Leiter eine EMK:
a (B Ùv) (3.47)
Wie du bereits weißt, elektromotorische Kraft in der Kette ist das Ergebnis äußerer Kräfte. Wenn sich der Dirigent bewegt in einem Magnetfeld die Rolle äußerer Kräfte führt Lorentzkraft(die von der Seite des Magnetfeldes auf eine bewegte elektrische Ladung wirkt). Unter der Wirkung dieser Kraft kommt es zu einer Ladungstrennung und an den Enden des Leiters entsteht eine Potentialdifferenz. emf Induktion in einem Leiter ist die Arbeit, Einheitsladungen entlang des Leiters zu bewegen.
Richtung des Induktionsstroms kann definiert werden nach der rechten Handregel:Vektor B tritt in die Handfläche ein, der abduzierte Daumen stimmt mit der Richtung der Geschwindigkeit des Leiters überein, und 4 Finger zeigen die Richtung des Induktionsstroms an.
Somit verursacht ein magnetisches Wechselfeld das Auftreten eines induzierten elektrischen Feldes. Es nicht potentiell(im Gegensatz zu elektrostatisch), weil Arbeit durch die Verschiebung einer einzelnen positiven Ladung gleich EMK. Induktion, nicht null.
Solche Felder werden aufgerufen Wirbel. Die Kraftlinien des Wirbels elektrisches Feld - in sich eingeschlossen im Gegensatz zu den Linien der elektrostatischen Feldstärke.
emf Induktion tritt nicht nur in benachbarten Leitern auf, sondern auch im Leiter selbst, wenn sich das Magnetfeld des durch den Leiter fließenden Stroms ändert. EMF-Auftreten. in jedem Leiter, wenn sich die Stromstärke darin ändert (daher der magnetische Fluss im Leiter), wird Selbstinduktion genannt, und der in diesem Leiter induzierte Strom ist Selbstinduktionsstrom.
Der Strom in einem geschlossenen Stromkreis erzeugt im umgebenden Raum ein Magnetfeld, dessen Intensität proportional zur Stärke des Stroms I ist. Daher ist der magnetische Fluss Ф, der den Stromkreis durchdringt, proportional zur Stromstärke im Stromkreis
Ä=L×I, (3.48).
L ist der Proportionalitätskoeffizient, der Selbstinduktionskoeffizient oder einfach Induktivität genannt wird. Die Induktivität hängt von der Größe und Form des Stromkreises sowie von der magnetischen Permeabilität des den Stromkreis umgebenden Mediums ab.
In diesem Sinne ist die Induktivität der Schaltung - analog die elektrische Kapazität eines Einzelleiters, die ebenfalls nur von der Form des Leiters, seinen Abmessungen und der Permittivität des Mediums abhängt.
Die Einheit der Induktivität ist Henry (H): 1H - die Induktivität eines solchen Stromkreises, dessen magnetischer Fluss der Selbstinduktion bei einem Strom von 1A 1Wb beträgt (1Hn \u003d 1Wb / A \u003d 1V s / A).
Wenn L=const, dann EMK. Selbstinduktion kann in folgender Form dargestellt werden:
, oder 
, (3.49)
wobei DI (dI) die Stromänderung in dem Stromkreis ist, der den Induktor (oder Stromkreis) L enthält, während der Zeit Dt (dt). Das Zeichen „-“ in diesem Ausdruck bedeutet, dass die EMK. Selbstinduktion verhindert eine Stromänderung (d.h. wenn der Strom in einem geschlossenen Stromkreis abnimmt, dann führt die EMK der Selbstinduktion zu einem Strom in die gleiche Richtung und umgekehrt).
Eine der Erscheinungsformen der elektromagnetischen Induktion ist das Auftreten geschlossener Induktionsströme in kontinuierlichen leitfähigen Medien: metallische Körper, Elektrolytlösungen, biologische Organe usw. Solche Ströme werden Wirbelströme oder Foucault-Ströme genannt. Diese Ströme entstehen, wenn sich ein leitender Körper in einem Magnetfeld bewegt und/oder wenn sich die Induktion des Feldes, in dem sich die Körper befinden, mit der Zeit ändert. Die Stärke der Foucault-Ströme hängt vom elektrischen Widerstand der Körper sowie von der Änderungsgeschwindigkeit des Magnetfelds ab.
Foucault-Ströme gehorchen auch der Regel von Lenz : Ihr Magnetfeld ist so gerichtet, dass es der Änderung des magnetischen Flusses entgegenwirkt, die Wirbelströme induziert.
Daher werden massive Leiter in einem Magnetfeld abgebremst. Um die Wirkung von Foucault-Strömen zu minimieren, werden in elektrischen Maschinen die Kerne von Transformatoren und die Magnetkreise elektrischer Maschinen aus dünnen Platten zusammengesetzt, die durch einen speziellen Lack oder Zunder voneinander isoliert sind.
Wirbelströme verursachen eine starke Erwärmung von Leitern. Joulesche Wärme, die durch Foucault-Ströme erzeugt wird, Gebraucht in induktionsmetallurgischen Öfen zum Schmelzen von Metallen nach dem Joule-Lenz-Gesetz.
