În 1831, Michael Faraday a descoperit că într-o buclă conducătoare închisă, atunci când câmpul magnetic se modifică, ia naștere un curent electric, numit inducţie.

Un curent indus într-o bobină de sârmă metalică apare atunci când un magnet este împins în bobină și când un magnet este scos din bobină, precum și atunci când puterea curentului se modifică în a doua bobină, al cărei câmp magnetic pătrunde în prima. bobina.

Fenomenul de apariție a curentului electric într-un circuit conductor închis atunci când câmpul magnetic care pătrunde în circuit se modifică se numește inducție electromagnetică. Apariția unui curent electric într-un circuit închis cu modificări ale câmpului magnetic care pătrunde în circuit indică acțiunea forțelor externe de natură neelectrică în circuit sau apariția emf indus.

Direcția curentului de inducție în circuit depinde dacă fluxul magnetic care trece prin circuit crește sau scade, precum și de direcția vectorului de inducție a câmpului magnetic în raport cu circuitul. Regula generală pentru determinarea direcției curentului de inducție într-un circuit a fost stabilită în 1833 de E.H. Lenz.

Regula lui Lenz poate fi demonstrată clar folosind un inel de aluminiu ușor (Fig. 11.1). Experiența arată că atunci când este introdus un magnet permanent, inelul este respins de acesta, iar atunci când este îndepărtat, este atras de magnet. Rezultatul experimentelor nu depinde de polaritatea magnetului.

Repulsia și atracția unui inel solid se explică prin apariția unui curent de inducție în inel atunci când fluxul magnetic prin inel se modifică și prin efectul unui câmp magnetic asupra curentului de inducție. Când un magnet este împins în inel, curentul de inducție în el are o astfel de direcție încât câmpul magnetic creat de acest curent contracarează câmpul magnetic extern, iar când magnetul este scos, curentul de inducție din el are o astfel de direcție încât vectorul de inducție al câmpului său magnetic coincide în direcție cu vectorul de inducție al câmpului exterior .

Regula lui Lenz: Curentul indus care apare într-un circuit închis cu câmpul său magnetic contracarează modificarea fluxului magnetic care îl provoacă.

Legea inducției electromagnetice: FEM indusă într-o buclă închisă este egală cu modulul vitezei de modificare a fluxului magnetic prin suprafața delimitată de buclă:

Ținând cont de regula lui Lenz, legea inducției electromagnetice se scrie după cum urmează:

Dacă în circuitele conectate în serie apar modificări identice ale fluxului magnetic, atunci FEM indusă în acestea este egală cu suma FEM indusă în fiecare dintre circuite. Prin urmare, atunci când fluxul magnetic se modifică într-o bobină formată din n spire identice de sârmă, FEM total indusă în n ori f.m. indusă într-un singur circuit:

Apariția unui curent electric într-un circuit închis indică faptul că atunci când fluxul magnetic care pătrunde în circuit se modifică, forțe acționează asupra sarcinilor electrice libere din circuit. Firul circuitului este nemișcat; sarcinile electrice libere din el pot fi considerate nemișcate. Sarcinile electrice staționare pot fi afectate doar de un câmp electric. În consecință, la orice modificare a câmpului magnetic din spațiul înconjurător, apare un câmp electric. Acest câmp electric pune în mișcare sarcini electrice libere în circuit, creând un curent electric inductiv. Câmpul electric care apare atunci când câmpul magnetic se modifică se numește câmp electric vortex.

Lucrarea forțelor câmpului electric vortex pentru a deplasa sarcinile electrice este munca forțelor externe, sursa de fem indusă.

Câmpul electric vortex diferă de cel electrostatic prin faptul că nu este asociat cu sarcini electrice; liniile sale de tensiune sunt linii închise. Lucrul efectuat de forțele unui câmp electric vortex atunci când o sarcină electrică se mișcă de-a lungul unei linii închise poate fi diferit de zero.

Flux magnetic Ф= BS cos. O modificare a fluxului magnetic prin circuit poate apărea: 1) în cazul unui circuit conducător staționar plasat într-un câmp variabil în timp; 2) în cazul unui conductor care se deplasează într-un câmp magnetic, care nu se poate modifica în timp. Valoarea FEM indusă în ambele cazuri este determinată de legea inducției electromagnetice, dar originea acestei FEM este diferită.

Să considerăm mai întâi primul caz de apariție a unui curent de inducție. Să plasăm o bobină de sârmă circulară cu raza r într-un câmp magnetic uniform variabil în timp (Fig. 2.8).

Lăsați inducția câmpului magnetic să crească, apoi fluxul magnetic prin suprafața limitată de bobină va crește cu timpul. Conform legii inducției electromagnetice, în bobină va apărea un curent indus. Când inducția câmpului magnetic se modifică conform unei legi liniare, curentul de inducție va fi constant.

Ce forțe fac să se miște sarcinile din bobină? Câmpul magnetic însuși, care pătrunde în bobină, nu poate face acest lucru, deoarece câmpul magnetic acționează exclusiv asupra sarcinilor în mișcare (așa diferă de cel electric), iar conductorul cu electronii în el este nemișcat.

Pe lângă câmpul magnetic, sarcinile, atât în ​​mișcare, cât și staționare, sunt și ele afectate de un câmp electric. Dar acele câmpuri despre care s-a discutat până acum (electrostatice sau staţionare) sunt create de sarcini electrice, iar curentul indus apare ca urmare a acţiunii unui câmp magnetic în schimbare. Prin urmare, putem presupune că electronii dintr-un conductor staționar sunt antrenați de un câmp electric, iar acest câmp este generat direct de un câmp magnetic în schimbare. Aceasta stabilește o nouă proprietate fundamentală a domeniului: schimbându-se în timp, câmpul magnetic generează un câmp electric. La această concluzie a ajuns prima dată J. Maxwell.

Acum, fenomenul inducției electromagnetice apare în fața noastră într-o lumină nouă. Principalul lucru în ea este procesul de generare a unui câmp electric printr-un câmp magnetic. În acest caz, prezența unui circuit conductor, de exemplu o bobină, nu schimbă esența procesului. Un conductor cu o sursă de electroni liberi (sau alte particule) joacă rolul unui dispozitiv: permite doar detectarea câmpului electric emergent.

Câmpul pune electronii în mișcare în conductor și astfel se dezvăluie. Esența fenomenului de inducție electromagnetică într-un conductor staționar nu este atât apariția unui curent de inducție, ci mai degrabă apariția unui câmp electric care pune în mișcare sarcinile electrice.

Câmpul electric care apare atunci când câmpul magnetic se modifică are o cu totul altă natură decât cea electrostatică.

Nu este conectat direct cu sarcinile electrice, iar liniile sale de tensiune nu pot începe și nu se termină pe ele. Ele nu încep sau se termină nicăieri, ci sunt linii închise, similare liniilor de inducție a câmpului magnetic. Acesta este așa-numitul câmp electric vortex(Fig. 2.9).

Cu cât inducția magnetică se schimbă mai repede, cu atât intensitatea câmpului electric este mai mare. Conform regulii lui Lenz, odată cu creșterea inducției magnetice, direcția vectorului de intensitate a câmpului electric formează un șurub stâng cu direcția vectorului. Aceasta înseamnă că atunci când un șurub cu filet din stânga se rotește în direcția liniilor de intensitate a câmpului electric, mișcarea de translație a șurubului coincide cu direcția vectorului de inducție magnetică. Dimpotrivă, când inducția magnetică scade, direcția vectorului de intensitate formează un șurub drept cu direcția vectorului.

Direcția liniilor de tensiune coincide cu direcția curentului de inducție. Forța care acționează din câmpul electric vortex asupra sarcinii q (forța externă) este încă egală cu = q. Dar, spre deosebire de cazul unui câmp electric staționar, munca câmpului vortex în deplasarea sarcinii q de-a lungul unei căi închise nu este zero. Într-adevăr, atunci când o sarcină se mișcă de-a lungul unei linii închise de intensitate a câmpului electric, lucrul pe toate secțiunile căii are același semn, deoarece forța și mișcarea coincid în direcție. Lucrarea unui câmp electric vortex atunci când se deplasează o singură sarcină pozitivă de-a lungul unui conductor staționar închis este numeric egală cu emf indusă în acest conductor.

Curenți de inducție în conductori masivi. Curenții de inducție ating o valoare numerică deosebit de mare în conductorii masivi, datorită faptului că rezistența lor este scăzută.

Astfel de curenți, numiți curenți Foucault după fizicianul francez care i-a studiat, pot fi folosiți pentru încălzirea conductoarelor. Proiectarea cuptoarelor cu inducție, cum ar fi cuptoarele cu microunde utilizate în viața de zi cu zi, se bazează pe acest principiu. Acest principiu este folosit și pentru topirea metalelor. În plus, fenomenul inducției electromagnetice este utilizat la detectoarele de metale instalate la intrările în clădirile terminalelor aeroportuare, teatre etc.

Cu toate acestea, în multe dispozitive apariția curenților Foucault duce la pierderi de energie inutile și chiar nedorite din cauza generării de căldură. Prin urmare, miezurile de fier ale transformatoarelor, motoarelor electrice, generatoarelor etc. nu sunt solide, ci constau din plăci separate izolate unele de altele. Suprafețele plăcilor trebuie să fie perpendiculare pe direcția vectorului de intensitate a câmpului electric vortex. Rezistența la curentul electric a plăcilor va fi maximă, iar generarea de căldură va fi minimă.

Aplicarea feritelor. Echipamentele electronice funcționează în zona frecvențelor foarte înalte (milioane de vibrații pe secundă). Aici, utilizarea miezurilor bobinei din plăci separate nu mai dă efectul dorit, deoarece în fiecare placă apar curenți Foucault mari.

În timpul inversării magnetizării, curenții turbionari nu apar în ferite. Ca urmare, pierderile de energie datorate generării de căldură în ele sunt minimizate. Prin urmare, nucleele transformatoarelor de înaltă frecvență, antenele magnetice ale tranzistoarelor etc. sunt fabricate din ferită.Miezurile de ferită sunt realizate dintr-un amestec de pulberi de substanțe inițiale. Amestecul este presat și supus unui tratament termic semnificativ.

Odată cu o schimbare rapidă a câmpului magnetic într-un feromagnet obișnuit, apar curenți de inducție, al căror câmp magnetic, în conformitate cu regula lui Lenz, previne schimbarea fluxului magnetic în miezul bobinei. Din această cauză, fluxul de inducție magnetică practic nu se modifică și miezul nu se remagnetizează. La ferite, curenții turbionari sunt foarte mici, astfel încât pot fi remagnetizați rapid.

Alături de câmpul electric potențial Coulomb, există un câmp electric vortex. Liniile de intensitate ale acestui câmp sunt închise. Câmpul vortex este generat de un câmp magnetic în schimbare.

Cum apare forța electromotoare într-un conductor care se află într-un câmp magnetic alternativ? Ce este un câmp electric vortex, natura lui și cauzele apariției lui? Care sunt principalele proprietăți ale acestui domeniu? Lecția de astăzi va răspunde la toate aceste întrebări și la multe alte întrebări.

Subiect: inducția electromagnetică

Lecţie:Câmp electric vortex

Să ne amintim că regula lui Lenz ne permite să determinăm direcția curentului indus într-un circuit situat într-un câmp magnetic extern cu flux alternativ. Pe baza acestei reguli, a fost posibil să se formuleze legea inducției electromagnetice.

Legea inducției electromagnetice

Când se modifică fluxul magnetic care străpunge zona circuitului, în acest circuit apare o forță electromotoare, numeric egală cu rata de modificare a fluxului magnetic, luată cu semnul minus.

Cum apare această forță electromotoare? Se pare că EMF într-un conductor care se află într-un câmp magnetic alternativ este asociat cu apariția unui nou obiect - câmp electric vortex.

Să luăm în considerare experiența. Există o bobină de sârmă de cupru în care este introdus un miez de fier pentru a spori câmpul magnetic al bobinei. Bobina este conectată prin conductori la o sursă de curent alternativ. Există și o bobină de sârmă așezată pe o bază de lemn. La această bobină este conectat un bec electric. Materialul firului este acoperit cu izolație. Baza bobinei este din lemn, adică un material care nu conduce curentul electric. Cadrul bobinei este tot din lemn. Astfel, se elimina orice posibilitate de contact a becului cu circuitul conectat la sursa de curent. Când sursa este închisă, becul se aprinde, prin urmare, în bobină circulă un curent electric, ceea ce înseamnă că forțele externe lucrează în această bobină. Este necesar să aflăm de unde provin forțele exterioare.

Un câmp magnetic care pătrunde în planul unei bobine nu poate provoca apariția unui câmp electric, deoarece câmpul magnetic acționează numai asupra sarcinilor în mișcare. Conform teoriei electronice a conductivității metalelor, în interiorul lor există electroni care se pot mișca liber în rețeaua cristalină. Totuși, această mișcare în absența unui câmp electric extern este aleatorie. O astfel de tulburare duce la faptul că efectul total al câmpului magnetic asupra unui conductor purtător de curent este zero. Aceasta distinge câmpul electromagnetic de câmpul electrostatic, care acționează și asupra sarcinilor staționare. Astfel, câmpul electric acționează asupra sarcinilor în mișcare și staționare. Cu toate acestea, tipul de câmp electric care a fost studiat mai devreme este creat doar de sarcini electrice. Curentul indus, la rândul său, este creat de un câmp magnetic alternativ.

Să presupunem că electronii dintr-un conductor sunt puși în mișcare ordonată sub influența unui nou tip de câmp electric. Și acest câmp electric este generat nu de sarcini electrice, ci de un câmp magnetic alternativ. Faraday și Maxwell au venit la o idee similară. Principalul lucru în această idee este că un câmp magnetic variabil în timp generează unul electric. Un conductor cu electroni liberi în el face posibilă detectarea acestui câmp. Acest câmp electric pune în mișcare electronii din conductor. Fenomenul de inducție electromagnetică constă nu atât în ​​apariția unui curent de inducție, cât în ​​apariția unui nou tip de câmp electric care pune în mișcare sarcini electrice într-un conductor (Fig. 1).

Câmpul vortex diferă de cel static. Nu este generat de încărcături staționare, prin urmare, liniile de intensitate ale acestui câmp nu pot începe și se termină pe sarcină. Conform cercetărilor, liniile de intensitate a câmpului vortex sunt linii închise similare liniilor de inducție a câmpului magnetic. În consecință, acest câmp electric este un vortex - la fel ca un câmp magnetic.

A doua proprietate se referă la munca forțelor acestui nou câmp. Studiind câmpul electrostatic, am aflat că munca efectuată de forțele câmpului electrostatic de-a lungul unei bucle închise este zero. Deoarece atunci când o sarcină se mișcă într-o direcție, deplasarea și forța efectivă sunt co-direcționate și lucrul este pozitiv, atunci când sarcina se mișcă în direcția opusă, deplasarea și forța efectivă sunt direcționate opus, iar munca este negativă, munca totală va fi zero. În cazul unui câmp de vortex, lucrul de-a lungul unei bucle închise va fi diferit de zero. Deci, atunci când o sarcină se mișcă de-a lungul unei linii închise a unui câmp electric care are un caracter de vortex, lucrul în diferite secțiuni va menține un semn constant, deoarece forța și deplasarea în diferite secțiuni ale traiectoriei vor menține aceeași direcție față de fiecare. alte. Lucrarea câmpului electric vortex forțează să miște o sarcină de-a lungul unei bucle închise este diferită de zero, prin urmare, câmpul electric vortex poate genera un curent electric într-o buclă închisă, ceea ce coincide cu rezultatele experimentale. Apoi putem spune că forța care acționează asupra sarcinilor din câmpul vortex este egală cu produsul sarcinii transferate și puterea acestui câmp.

Această forță este forța externă care face munca. Lucrul efectuat de această forță, raportat la cantitatea de sarcină transferată, este fem indusă. Direcția vectorului de intensitate a câmpului electric vortex în fiecare punct al liniilor de intensitate este determinată de regula lui Lenz și coincide cu direcția curentului de inducție.

Într-un circuit staționar situat într-un câmp magnetic alternativ, ia naștere un curent electric indus. Câmpul magnetic în sine nu poate fi o sursă de forțe externe, deoarece poate acționa numai asupra sarcinilor electrice în mișcare ordonată. Nu poate exista un câmp electrostatic, deoarece este generat de sarcini staționare. După presupunerea că un câmp magnetic variabil în timp generează un câmp electric, am aflat că acest câmp alternativ este de natură vortex, adică liniile sale sunt închise. Lucrarea câmpului electric vortex de-a lungul unei bucle închise este diferită de zero. Forța care acționează asupra sarcinii transferate din câmpul electric vortex este egală cu valoarea acestei sarcini transferate înmulțită cu intensitatea câmpului electric vortex. Această forță este forța externă care duce la apariția EMF în circuit. Forța electromotoare a inducției, adică raportul dintre munca forțelor externe și cantitatea de sarcină transferată, este egală cu viteza de schimbare a fluxului magnetic luată cu semnul minus. Direcția vectorului de intensitate a câmpului electric vortex în fiecare punct al liniilor de intensitate este determinată de regula lui Lenz.

1. Kasyanov V.A., Fizica clasa a XI-a: Manual. pentru învăţământul general instituţiilor. - Ed. a IV-a, stereotip. - M.: Butarda, 2004. - 416 p.: il., 8 l. culoare pe
2. Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Fizica 11. - M.: Mnemosyne.
3. Tikhomirova S.A., Yarovsky B.M., Fizica 11. - M.: Mnemosyne.
   

1. Manual electronic de fizică ().
2. Fizica cool ().
3. Xvatit.com ().

1. Cum să explic faptul că o lovitură de fulger poate topi siguranțe și poate deteriora aparatele electrice și dispozitivele semiconductoare sensibile?
2. * Când inelul a fost deschis, în bobină a apărut o fem de autoinducție de 300 V. Care este intensitatea câmpului electric vortex în spirele bobinei, dacă numărul lor este 800, iar raza spirelor este de 4 cm?

Fenomenul de inducție electromagnetică a fost descoperit de M. Faraday în 1831. Fenomenul poate fi observat în următoarele experimente. Să luăm o bobină cu un număr mare de spire (solenoid), să o închidem cu un galvanometru și să mutăm un magnet permanent de la unul dintre capete de-a lungul axei. În acest caz, în solenoid va apărea un curent electric, care va fi detectat prin deviația acului galvanometrului. Acest curent se va opri atunci când magnetul nu se mai mișcă. Dacă scoateți magnetul din solenoid, un curent va apărea din nou în solenoid, dar în sens opus. Același fenomen va avea loc dacă magnetul este lăsat staționar și solenoidul este mișcat. În loc de magnet, puteți lua un al doilea solenoid (Fig. 51), prin care curge un curent continuu: formula" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/I2.gif " border="0" align ="absmiddle" alt=".

Fenomenul de inducție electromagnetică este următorul: în orice circuit conductor închis, când fluxul de inducție magnetică se modifică prin zona limitată de acest circuit, apare un curent electric. Acest curent se numește curent de inducție.

Apariția unui curent indus într-un circuit închis se datorează apariției în acest circuit sub influența unui flux variabil în timp al unei forțe electromotoare specifice, forța electromotoare.Mărimea acestui EMF a fost asociată mai întâi cu rata de schimbare. a fluxului de inducție magnetică de Faraday

definiție">Legea lui Faraday

Semnul minus în lege înseamnă că fem-ul indus are întotdeauna o astfel de direcție încât interferează cu cauza care o provoacă. Această regulă a fost stabilită de profesorul din Sankt Petersburg E.Kh. Lenz.

Dacă luăm în considerare formula fluxului magnetic" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/108-2.gif" border="0" align="absmiddle" alt="(! LANG:(Fig. 52, b), sau îndreptat opus acestuia, dacă crește marcajul "> B. Fluxul de inducție magnetică prin zona S, limitată de cadru, este egal cu

formula" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/109-1.gif" border="0" align="absmiddle" alt="unghiul dintre normala cadrului și vectorul B se modifică

formula" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/109-3.gif" border="0" align="absmiddle" alt="Conform legii lui Faraday (12.1), cu un flux schimbător prin cadru, în acesta apare un curent indus, care se va modifica în timp cu o frecvență egală cu viteza de rotație a formulei cadrului" src="http://hi -edu.ru/e-books/xbook785 /files/109-4.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

După cum puteți vedea, fem indusă se modifică conform unei legi armonice cu formula de frecvență" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/109-5.gif" border="0" align="absmiddle" alt="Obținerea unui EMF atunci când o bobină se rotește într-un câmp magnetic este baza pentru funcționarea unui generator de curent alternativ.

Mecanismul de apariție curent indus într-un conductor în mișcare poate fi explicată folosind forța Lorentz F = qvB.

Sub influența forței Lorentz, sarcinile sunt separate: sarcinile pozitive se acumulează la un capăt al conductorului, cele negative la celălalt (Fig. 53). Aceste sarcini creează un câmp electrostatic de Coulomb în interiorul conductorului. Dacă conductorul este deschis, atunci mișcarea sarcinilor sub influența forței Lorentz va avea loc până când forța electrică echilibrează forța Lorentz. Acțiunea forței Lorentz este similară cu acțiunea unui câmp electric; acest câmp este câmp terță parte.

Apariția FEM indusă este posibilă și într-un circuit staționar situat într-un câmp magnetic alternativ. Care este natura forțelor externe (de origine neelectrostatică) în acest caz?

Maxwell a emis ipoteza că orice câmp magnetic alternativ excită un câmp electric în spațiul înconjurător, care este cauza apariției curentului indus în circuit. Acest câmp este caracterizat de intensitate (indicele indică motivul apariției acestui câmp - câmpul magnetic).

Circulația acestui câmp electric marcat „>L nu este egală cu zero:

formula" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/111-1.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

formula" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/111-2.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

formula" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/111-5.gif" border="0" align="absmiddle" alt="- derivată parţială a inducţiei B în raport cu timpul.

Pentru câmp electrostatic mark">Q) circulația de-a lungul oricărui contur închis este zero:

define-e">potenţial.

Câmpul electric este definit ca un vortex, pentru care circulația de-a lungul unei bucle închise L nu este egală cu zero:

mark">I(t), apoi creează un câmp magnetic cu inducție B(t) și, prin urmare, formula fluxului" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/112. gif" border="0" align="absmiddle" alt="

Fenomenul de inducție electromagnetică cauzat de o modificare a curentului în circuitul însuși se numește autoinducție. Cauza sa principală este o modificare a curentului în circuit, care este mai ușor de măsurat decât o modificare a fluxului magnetic.

În orice punct al suprafeței întinse peste circuit, inducția dB este proporțională cu curentul din circuit. Dacă este integrat pe întreaga suprafață, atunci fluxul magnetic total este marcat „>I

marcajul ">L - inductanța circuitului, coeficientul de proporționalitate, în funcție de configurația circuitului.

Inductanța arată cât de mult flux magnetic pătrunde în suprafața acoperită de circuit atunci când curentul din acesta este de 1 A. Unitatea sa este Wb/A, care se numește Henry (H).

Dacă circuitul are o formă complexă, de exemplu, conține mai multe ture, atunci în loc să definească „legătura fluxului, formula” src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/112-4 .gif" border ="0" align="absmiddle" alt="

expresia este valabilă pentru L = const.

Aceasta implică o altă definiție a lui L (mai importantă în practică): inductanța arată ce fem auto-inductivă are loc în circuit dacă viteza de schimbare a curentului în acesta este de 1 A/s.

Pentru un solenoid, fluxul magnetic printr-o tură este marcat cu „>N spire ale solenoidului (legătura de flux),

mark">V =Sl - volumul solenoidului.

Comparând această expresie cu (12.4), obținem

formula" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/mu.gif" border="0" align="absmiddle" alt=".

Fluxul magnetic prin suprafața acoperită de circuitul 2 poate fi creat prin ilustrația curentă" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/ris54.gif" border="0">

Să notăm formula" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/113.gif" border="0" align="absmiddle" alt="

formula" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/I1.gif" border="0" align="absmiddle" alt="se modifică, apoi în circuitul 2 este indusă FEM de inducție reciprocă

formula" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/I2.gif" border="0" align="absmiddle" alt="Apare EMF de inducție reciprocă

formula" src="http://hi-edu.ru/e-books/xbook785/files/113-3.gif" border="0" align="absmiddle" alt=" - inductanțe reciproce ale circuitelor, acestea depind de forma geometrică, mărime, poziția relativă a contururilor și permeabilitatea magnetică a mediului.

Să calculăm inductanța reciprocă a două bobine înfășurate pe un comun miez toroidal(Fig. 55). curenții Foucault, sau curenți turbionari.

O placă de metal greu care oscilează între polii unui electromagnet se oprește dacă este pornit curentul continuu care alimentează electromagnetul. Toată energia sa se transformă în căldură generată de curenții Foucault. Nu există curenți într-o placă staționară.

Curenții turbionari pot fi slăbiți semnificativ dacă se fac tăieturi în placă pentru a crește rezistența acesteia. În miezurile solide ale transformatoarelor și motoarelor electrice care funcționează pe curent alternativ, curenții Foucault ar genera o cantitate semnificativă de căldură. Prin urmare, miezurile sunt realizate sub formă de compozite, constând din plăci subțiri separate printr-un strat dielectric.

Fenomenul de apariție a curenților de inducție Foucault stă la baza funcționării cuptoarelor cu inducție, care permit încălzirea metalelor până la punctul de topire.

Curenții Foucault respectă regula lui Lenz: câmpul lor magnetic este direcționat astfel încât să contracareze modificarea fluxului magnetic care induce curenții turbionari. Acest fapt este folosit pentru a calma părțile mobile ale diferitelor dispozitive (amortizare).

Curenții turbionari apar și în firele prin care circulă curent electric alternativ. Direcția curenților turbionari este de așa natură încât aceștia contracarează schimbarea curentului primar în conductor. Astfel, curentul alternativ se dovedește a fi distribuit neuniform pe secțiunea transversală a firului; este, așa cum spune, forțat să iasă pe suprafața conductorului. La suprafața firului, densitatea de curent este maximă, iar adânc în conductor scade și atinge cea mai mică valoare pe axa sa. Acest fenomen se numește efect de piele (piele). Curentul este concentrat în „pielea” conductorului. Prin urmare, la frecvențe înalte nu este nevoie de conductori cu o secțiune transversală mare: oricum, curentul va curge numai în stratul de suprafață.