При каком условии в катушке возникает индукционный ток?

7 ответов на вопрос “При каком условии в катушке возникает индукционный ток?”

  1. Vular Ответить

    Электромагнитная индукция
    1831 г. – М. Фарадей обнаружил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля возникает так называемый индукционный ток. (Индукция, в данном случае, – появление, возникновение).

    Индукционный ток в катушке возникает при
    перемещении постоянного магнита относительно катушки;
    при перемещении электромагнита относительно катушки;
    при перемещении сердечника относительно электромагнита, вставленного в катушку;
    при регулировании тока в цепи электромагнита;
    при замыкании и размыкании цепи

    Появление тока в замкнутом контуре при изменении магнит­ного поля, пронизывающего контур, свидетельствует о действии в контуре сторонних сил (или о возникно­вении ЭДС индукции).
    Явление возникновения ЭДС в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля (потока), пронизывающего контур, назы­вается электромагнитной индукцией.
    Или: явление возникновения электрического поля при изменении магнитного поля (потока), называется электромагнитной индукцией.


    Закон электромагнитной индукции
    При всяком изменении магнитного потока через проводящий замкнутый контур в этом контуре возникает электрический ток. I зависит от свойств контура (сопротивление):  .  e не зависит от свойств контура: .
    ЭДС индукции в замкнутом контуре прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через площадь, ограниченную этим контуром.

    Основные применения электромагнитной индукции: генерирование тока (индукционные генераторы на всех электростанциях, динамомашины), трансформаторы.
    Правило Ленца
    Возникновение индукционного тока – следствие закона сохранения энергии!
    В случае 1: При приближении магнита, увеличении тока, замыкании цепи: ; Магнитный поток Ф­ > ?Ф>0.Чтобы компенсировать это изменение (увеличение) внешнего поля, необходимо магнитное поле, направленное в сторону, противоположную внешнему полю: , где  – т.н. индукционное магнитное поле.
    В случае 2: при удалении магнита, уменьшении тока, размыкании цепи: . Магнитный поток Ф  > ?Ф<0. Чтобы компенсировать это изменение (уменьшение), необходимо магнитное поле, сонаправленное с внешним полем: .


    Источником магнитного поля является ток. Поэтому:
    Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток имеет такое направление, что созданный им поток магнитной индукции через площадь, ограниченную контуром, стремится компенсиро­вать то изменение потока магнитной индукции, которое вызывает данный ток (правило Ленца).
    Ток в контуре имеет отрицательное направление (),еслипротивоположно (т.е. ??>0). Ток в контуре имеет положительное направление (), если  совпа­дает с ,   (т.е. ??<0).
    Поэтому с учетом правила Ленца (знака) выражение для закона электромагнитной индукции записывается: .
    Данная формула справедлива для СИ (коэффициент пропорциональности равен 1). В других системах единиц коэффициент другой.

    Если контур (например, катушка) состоит из нескольких витков, то ,
    где n – количество витков. Все предыдущие формулы справедливы в случае линейного (равномерного) изменения магнитного потока. В произвольном случае закон записывается через производную: , где e – мгновенное значение ЭДС индукции.

  2. AkiKosmos Ответить

    Один
    из таких опытов изображен на рис. 253. Если катушку, состоящую из большого
    числа витков проволоки, быстро надевать на магнит или сдергивать с него (рис.
    253,а), то в ней возникает кратковременный индукционный ток, который можно
    обнаружить по отбросу стрелки гальванометра, соединенного с концами катушки. То
    же имеет место, если магнит быстро вдвигать в катушку или выдергивать из нее
    (рис. 253,б). Значение имеет, очевидно, только относительное движение катушки и
    магнитного поля. Ток прекращается, когда прекращается это движение.

    Рис. 253. При относительном
    перемещении катушки и магнита в катушке возникает индукционный ток: а) катушка
    надевается на магнит; б) магнит вдвигается в катушку
    Рассмотрим
    теперь несколько дополнительных опытов, которые позволят нам в более общем виде
    сформулировать условия возникновения индукционного тока.
    Первая
    серия опытов: изменение магнитной индукции поля, в котором находится
    индукционный контур (катушка или рамка).
    Катушка
    помещена в магнитное поле, например внутрь соленоида (рис. 254,а) или между полюсами
    электромагнита (рис. 254,б). Установим катушку так, чтобы плоскость ее витков
    была перпендикулярна к линиям магнитного поля соленоида или электромагнита.
    Будем изменять магнитную индукцию поля, быстро изменяя силу тока в обмотке (с
    помощью реостата) или просто выключая и включая ток (ключом). При каждом
    изменении магнитного поля стрелка гальванометра дает резкий отброс; это
    указывает на возникновение в цепи катушки индукционного электрического тока.
    При усилении (или возникновении) магнитного поля возникнет ток одного
    направления, при его ослаблении (или исчезновении) – обратного. Проделаем
    теперь тот же опыт, установив катушку так, чтобы плоскость ее витков была
    параллельна направлению линий магнитного поля (рис. 255). Опыт даст
    отрицательный результат: как бы мы ни изменяли магнитную индукцию поля, мы не
    обнаружим в цепи катушки индукционного тока.

    Рис. 254. В катушке возникает
    индукционный ток при изменении магнитной индукции, если плоскость ее витков перпендикулярна
    к линиям магнитного поля: а) катушка в поле соленоида; б) катушка в поле
    электромагнита. Магнитная индукция изменяется при замыкании и размыкании ключа
    или при изменении силы тока в цепи

    Рис. 255. Индукционный ток не
    возникает, если плоскость витков катушки параллельна линиям магнитного поля
    Вторая
    серия опытов: изменение положения катушки, находящейся в неизменном магнитном
    поле.
    Поместим
    катушку внутрь соленоида, где магнитное поле однородно, и будем быстро
    поворачивать ее на некоторый угол вокруг оси, перпендикулярной к направлению
    поля (рис. 256). При всяком таком повороте гальванометр, соединенный с
    катушкой, обнаруживает индукционный ток, направление которого зависит от
    начального положения катушки и от направления вращения. При полном обороте
    катушки на 360° направление индукционного тока изменяется дважды: всякий раз,
    когда катушка проходит положение, при котором плоскость ее перпендикулярна к
    направлению магнитного поля. Конечно, если вращать катушку очень быстро, то
    индукционный ток будет так часто изменять свое направление, что стрелка
    обычного гальванометра не будет успевать следовать за этими переменами и
    понадобится иной, более «послушный» прибор.

    Рис. 256. При вращении катушки в
    магнитном поле в ней возникает индукционный ток
    Если,
    однако, перемещать катушку так, чтобы она не поворачивалась относительно
    направления поля, а лишь перемещалась параллельно самой себе в любом
    направлении вдоль поля, поперек его или под каким-либо углом к направлению
    поля, то индукционный ток возникать не будет. Подчеркнем еще раз: опыт по
    перемещению катушки проводится в однородном поле (например, внутри длинного соленоида
    или в магнитном поле Земли). Если поле неоднородно (например, вблизи полюса
    магнита или электромагнита), то всякое перемещение катушки может сопровождаться
    появлением индукционного тока, за исключением одного случая: индукционный ток
    не возникает, если катушка движется так, что плоскость ее все время остается
    параллельной направлению поля (т. е. сквозь катушку не проходят линии
    магнитного поля).
    Третья
    серия опытов: изменение площади контура, находящегося в неизменном магнитном
    поле.
    Подобный
    опыт можно осуществить по следующей схеме (рис. 257). В магнитном поле,
    например между полюсами большого электромагнита, поместим контур, сделанный из
    гибкого провода. Пусть первоначально контур имел форму окружности (рис. 257,а).
    Быстрым движением руки можно стянуть контур в узкую петлю, значительно уменьшив
    таким образом охватываемую им площадь (рис. 257,б). Гальванометр покажет при
    этом возникновение индукционного тока.

    Рис. 257. В катушке возникает
    индукционный ток, если изменяется площадь ее контура, находящегося в неизменном
    магнитном поле и расположенного перпендикулярно к линиям магнитного поля
    (магнитное поле направлено от наблюдателя)
    Еще
    удобнее осуществление опыта с изменением площади контура по схеме, изображенной
    на рис. 258. В магнитном поле расположен контур , одна из сторон которого ( на рис. 258)
    сделана подвижной. При каждом ее передвижении гальванометр обнаруживает
    возникновение в контуре индукционного тока. При этом при передвижении  влево
    (увеличение площади ) индукционный ток имеет одно
    направление, а при передвижении  вправо (уменьшение площади ) –
    противоположное. Однако и в этом случае изменение площади контура не дает
    никакого индукционного тока, если плоскость контура параллельна направлению
    магнитного поля.

    Рис. 258. При движении стержня  и изменении
    вследствие этого площади контура , находящегося в магнитном поле , в контуре возникает
    ток.
    Сопоставляя
    все описанные опыты, мы можем сформулировать условия возникновения
    индукционного тока в общей форме. Во всех рассмотренных случаях мы имели
    контур, помещенный в магнитное поле, причем плоскость контура могла составлять
    тот или иной угол с направлением магнитной индукции. Обозначим площадь,
    ограниченную контуром, через , магнитную индукцию поля через , а угол между
    направлением магнитной индукции и плоскостью контура через . В таком случае
    составляющая магнитной индукции, перпендикулярная к плоскости контура, будет
    равна по модулю (рис. 259)
    .

    Рис. 259. Разложение магнитной
    индукции  на
    составляющую ,
    перпендикулярную к плоскости индукционного контура, и составляющую , параллельную
    этой плоскости
    Произведение
     мы
    будем называть потоком магнитной индукции или, короче, магнитным потоком через
    контур; эту величину мы будем обозначать буквой . Таким образом,
    .              (138.1)
    Во
    всех без исключения рассмотренных случаях мы тем или иным способом изменяли
    магнитный поток . В одних случаях мы осуществляли
    это путем изменения, магнитной индукции  (рис. 254); в других случаях изменялся
    угол  (рис.
    256); в третьих – площадь  (рис. 257). В общем случае,
    конечно, возможно одновременное изменение всех этих величин, определяющих
    магнитный поток через контур. Внимательное рассмотрение самых разнообразных
    индукционных опытов показывает, что индукционный ток возникает тогда и только
    тогда, когда изменяется магнитный поток ; индукционный ток никогда не
    возникает, если магнитный поток  через данный контур остается
    неизменным. Итак:
    При
    всяком изменении магнитного потока через проводящий контур в этом контуре
    возникает электрический ток.
    В
    этом и заключается один из важнейших законов природы – закон электромагнитной
    индукции, открытый Фарадеем в 1831 г.
    138.1. Катушки I и II находятся одна
    внутри другой (рис. 260). В цепь первой включена батарея, в цепь второй –
    гальванометр. Если в первую катушку вдвигать или выдвигать из нее железный
    стержень, то гальванометр обнаружит возникновение во второй катушке индукционного
    тока. Объясните этот опыт.

    Рис. 260. К упражнению 138.1
    138.2. Проволочная рамка вращается в
    однородном магнитном поле вокруг оси, параллельной магнитной индукции. Будет ли
    в ней возникать индукционный ток?
    138.3. Возникает ли э. д. с. индукции
    на концах стальной оси автомобиля при его движении? При каком направлении
    движения автомобиля эта э. д. с. наибольшая и при каком наименьшая? Зависит ли
    э. д. с. индукции от скорости автомобиля?
    138.4. Шасси автомобиля вместе с двумя
    осями составляет замкнутый проводящий контур. Индуцируется ли в нем ток при
    движении автомобиля? Как согласовать ответ этой задачи с результатами задачи
    138.3?
    138.5. Почему при ударе молнии иногда в
    нескольких метрах от места удара обнаруживались повреждения чувствительных
    электроизмерительных приборов, а также плавились предохранители в осветительной
    сети?

  3. looking for a miracle Ответить

    1. Подключим катушку-моток к зажимам миллиамперметра.
    2. Введем один из полюсов магнита в катушку, а затем на несколько секунд остановим магнит. Запишите, возникал ли в катушке индукционный ток: а) во время движения магнита относительно катушки; б) во время его остановки._______________________________________
    _____________________________________________________________________________________
    3. Запишите, менялся ли магнитный поток Ф, пронизывающий катушку: а) во время движения магнита; б) во время его остановки.____________________________________________________
    ______________________________________________________________________________________
    4. Сформулируйте, при каком условии в катушке возникал индукционный ток _________________
    ______________________________________________________________________________________ 5. Введите один из полюсов магнита в катушку, а затем с такой же скоростью удалите.
    а) Запишите, каким будет направление индукционного тока. ______________________________
    ___________________________________________________________________________________
    б) Запишите, каким будет модуль индукционного тока. ___________________________________
    6. Повторите опыт, но при большей скорости движения магнита.
    а) Запишите, каким будет направление индукционного тока. ______________________________
    ___________________________________________________________________________________
    б) Запишите, каким будет модуль индукционного тока. ___________________________________
    7. Запишите, как скорость движения магнита влияет: а) На величину изменения магнитного потока.____________________________________________________________________________
    б) На модуль индукционного тока. ____________________________________________________
    8. Сформулируйте, как зависит модуль силы индукционного тока от скорости изменения магнитного потока.__________________________________________________________________
    ______________________________________________________________________________________
    9. Соберите установку для опыта по рисунку.
    10. Проверьте, возникает ли в катушке-мотке 1 индукционный ток при: а) замыкании и размыкании цепи, в которую включена катушка 2; б) протекании через 2 постоянного тока; в) изменении силы тока реостатом._______________________________________________________
    ___________________________________________________________________________________
    11. Запишите, в каких из перечисленных случаев: а) менялся магнитный поток, пронизывающий катушку 1; б) возникал индукционный ток в катушке 1.___________________________________

  4. UNYKIT Ответить

    ИНДУКЦИОННЫЙ ТОК — это электрический ток, возникающий при изменении потока магнитной индукции в замкнутом проводящем контуре. Это явление носит название электромагнитной индукции. Хотите узнать какое направление индукционного тока? Росиндуктор — это торговый информационный портал, где вы найдете информацию про ток.
    Содержание
    Индукционный ток правило
    Направление индукционного тока
    Индукционный ток в катушке
    Индукционный ток возникает
    Как создать индукционный ток
    Сила индукционного тока

    Индукционный ток правило

    Определяющее направление индукционного тока правило звучит следующим образом: «Индукционный ток направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению магнитного потока, которым он вызван». Правая рука развернута ладонью навстречу магнит¬ным силовым линиям, при этом большой палец направлен в сторону движения проводника, а четыре пальца по-казывают, в каком направлении будет течь индукционный ток. Перемещая проводник, мы перемещаем вместе с проводчиком все электроны, заключенные в нем, а при перемещении в магнитном поле электрических зарядов на них будет действовать сила по правилу левой руки.

    Направление индукционного тока

    Направление индукционного тока, как и его величина, определяется правилом Ленца, в котором говорится, что направление индукционного тока всегда ослабляет действие фактора, возбудившего ток. При изменении потока магнитного поля через контур направление индукционного тока будет таким, чтобы скомпенсировать эти изменения. Когда магнитное поле возбуждающее ток в контуре создается в другом контуре, направление индукционного тока зависит от характера изменений: при увеличении внешнего тока индукционный ток имеет противоположное направление, при уменьшении — направлен в ту же сторону и стремиться усилить поток.

    Индукционный ток в катушке

    Катушка с индукционным током имеет два полюса (северный и южный), которые определяются в зависимости от направления тока: индукционные линии выходят из северного полюса. Приближение магнита к катушке вызывает появление тока с направлением, отталкивающим магнит. При удалении магнита ток в катушке имеет направление, способствующее притягиванию магнита.

    Индукционный ток возникает

    Индукционный ток возникает в замкнутом контуре, находящемся в переменном магнитном поле. Контур может быть как неподвижным (помещенным в изменяющийся поток магнитной индукции), так и движущимся (движение контура вызывает изменение магнитного потока). Возникновение индукционного тока обуславливает вихревое электрическое поле, которое возбуждается под воздействием магнитного поля.

    Как создать индукционный ток

    О том, как создать кратковременный индукционный ток можно узнать из школьного курса физики.
    Для этого есть несколько способов:
    – перемещение постоянного магнита или электромагнита относительно катушки,
    – перемещение сердечника относительно вставленного в катушку электромагнита,
    – замыкание и размыкание цепи,
    – регулирование тока в цепи.

    Сила индукционного тока

    Основной закон электродинамики (закон Фарадея) гласит, что сила индукционного тока для любого контура равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через контур, взятой со знаком минус. Сила индукционного тока носит название электродвижущей силы.

  5. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *