Явление индукционного тока. Практическое применение явления электромагнитной индукции

Явление электромагнитной индукции (ЭМИ) было обнаружено Фарадеем в 1831 году и заключается в возникновении в замкнутом проводящем контуре электрического тока при изменении магнитного потока через поверхность ограниченную контуром. Ток в этом случае называют индукционным . Возникновение тока указывает на то, что в контуре действует некоторая ЭДС которую назвали ЭДС индукции . Фарадей установил, что величина не зависит от способа изменения магнитного потока и определяется только скоростью его изменения.

Направление индукционного тока определяется правилом Ленца : индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать причине его вызывающей , т.е., другими словами, так, чтобы создаваемое при протекании тока изменение магнитного потока компенсировало (хотя бы частично), его исходное изменение .

Природа возникновения ЭДС индукции

Рассмотрим ситуацию, когда ЭДС индукции возникает в контуре, показанном на рисунке при перемещении подвижной стороны контура с некоторой скоро-

стью . Вместе с перемычкой с той же скоростью движутся все электроны внутри нее, и на каждый в магнитном поле действует сила Лоренца, направленная вдоль перемычки:

Действие этой силы эквивалентно действию силы со стороны электрического поля с напряженностью

Это поле не имеет электростатической природы , и циркуляция вектора напряженности по контуру дает величину ЭДС, действующей в контуре :

. (20.2)

При вычислении интеграла в (20.2) примем за положительное направление обхода контура направление по часовой стрелке. Тогда положительная нормаль к контуру будет направлена так же, как вектор индукции магнитного поля. Элементы в подвижной рамке, в которых собственно действует поле, создающее ЭДС в сумме дают вектор . Векторное произведение является постоянной величиной в пределах подвижной части контура. Поэтому

. (20.3)

В смешанном произведении векторов в соотношении (20.3) можно провести циклическую перестановку векторов:

. (20.4)

Умножим и разделим это выражение на . Тогда для ЭДС индукции получим:

. (20.5)

Вектор по модулю равен площади, описанной подвижной частью за время , однако направлен «к нам». Вектор направлен по направлению нормали к контуру. Поэтому

. (20.6)

Соотношение (20.7)

. (20.7)

называют обычно законом Фарадея или законом ЭМИ .

Таким образом, в рассматриваемом случае, т.е. при движении проводника в магнитном поле, возникновение ЭДС индукции объясняется действием силы Лоренца на носители заряда в проводнике. В этом объяснении имеется существенный недостаток: индукционный ток проходя по проводникам совершает некоторую работу, а сила Лоренца работы совершать не может.

Это противоречие является кажущимся . Электроны под действием силы Лоренца приходят в движение со скоростью , направленной по вектору . Это движение вызывает появление второй составляющей силы Лоренца , направленной

навстречу скорости движения подвижной части контура . Для поддержания движения со скоростью к подвижной стороне необходимо будет прикладывать силу. Эта сила и совершает ту работу, которая выделяется в проводах контура при протекании по нему индукционного тока.

Сила совершает отрицательную работу, равную положительной работе составляющей силы Лоренца . Действительно, за время полная работа силы Лоренца

. (20.8)

Часто бывает так, что контур образован не одним витком, а несколькими. По сути дела именно такая ситуация реализуется, например, во всех трансформаторах. Витки соединяются последовательно, и ЭДС в таком контуре равна сумме ЭДС в каждом из витков:

. (20.8)

Величина

(20.9)

называется потокосцеплением.

Токи Фуко

Индукционные токи могут возникать не только в контурах, но и в сплошных массивных проводниках. Действительно, всякий сплошной проводник можно представить состоящим из большого количества замкнутых контуров. В этом случае индукционные токи называют вихревыми или токами Фуко .

По правилу Ленца вихревые токи направлены так, чтобы противодействовать причине их вызывающей. Поэтому движущиеся в магнитном поле сплошные проводники испытывают сильное торможение, величина которого зависит от скорости движения. Это используют, например, для торможения подвижных частей стрелочных приборов. При этом торможение уменьшается по мере приближения стрелки к положению равновесия.

В индукционных печах вихревые токи обеспечивают разогрев металлов до плавления.

Однако в трансформаторах индукционные токи приводят к дополнительным потерям энергии на разогрев сердечника, и с ними борются, набирая сердичники из изолированных пластин.

При протекании по проводам тока создается магнитное поле, и носители заряда движутся в этом поле. Если ток переменный, то возникающие токи Токи Фуко увеличивают его вблизи поверхности провода и уменьшают в центре. В результате большая часть

переменного тока протекает по поверхности проводника. Это явление называют поверхностным, или скин-эффектом.

Явление самоиндукции

Явление самоиндукции является частным случаем явления электромагнитной индукции. Если в некотором контуре протекает электрический ток, то он создает магнитное поле и магнитный поток через поверхность контура. При изменениях тока изменяется магнитный поток, и возникает ЭДС индукции противодействующая этому изменению по правилу Ленца. Ее и называют ЭДС индукции .

Величина индукции магнитного поля, а значит и магнитный поток через его поверхность, пропорциональны протекающему току:

. (20.10)

Коэффициент пропорциональности в формуле (20.10) называется

индуктивностью контура. Единицей индуктивности является 1 генри (Гн).

Индуктивность определяется геометрическими параметрами контура и магнитными свойствами окружающей среды. Для того, чтобы более конкретно представить влияние на величину индуктивности этих факторов вычислим индуктивность соленоида, близкого к идеальному, т.е. с длиной , большой по сравнению с геометрическими размерами сечения, имеющего площадь (). Индукция магнитного поля соленоида при силе тока в нем

где — количество витков на единицу длины соленоида;

Магнитная проницаемость среды внутри соленоида.

Количество витков в соленоиде , и через каждый из них магнитное поле создает поток

. (20.12)

Потокосцепление (полный поток)

Очевидно, что индуктивность соленоида выражается соотношением

где есть объем соленоида.

Если в области действия магнитного поля ферромагнетики отсутствуют, то магнитная проницаемость остается постоянной и ЭДС индукции

. (20.15)

20.5. Токи при замыкании и размыкании цепи с индуктивностью

Влияние самоиндукции на протекание тока в цепи очень наглядно демонстрируется характером изменения тока в цепи, содержащей индуктивность и активное сопротивление при ее подключении и отключении от источника тока. В положении переключателя, показанном на рисунке, в цепи идет ток

Предположим, что в некоторый момент времени переключатель мгновенно отключает источник тока и замыкает индуктивность на резистор. В отсутствие источника сила тока в цепи начнет убывать, но возникнет ЭДС самоиндукции, которая будет ее поддерживать. Падение напряжения на резисторе должно быть равно ЭДС самоиндукции :

. (20.17)

Разделим на :

Разделим в (20.17) переменные:

После интегрирования получаем:

. (20.20)

Потенцирование этого соотношения дает зависимость тока от времени:

. (20.21)

При ток равен начальному значению , поэтому и константа равна этому току:

. (20.22)

Графически эта зависимость выглядит так, как это показано на рисунке. Решение аналогичного уравнения для нарастания тока в цепи приводит к соотношению

. (20.23)

Явление взаимной индукции

Как и самоиндукция, явление взаимной индукции является частным случаем явления электромагнитной индукции. Заключается оно в том, что если один контур создает в пространстве магнитное поле, в котором находится другой контур, то при изменениях тока в первом контуре во втором возникает ЭДС индукции (ЭДС взаимоиндукции) , которая противодействует изменению магнитного потока в первом контуре.

Допустим, что имеются два контура, расположенные недалеко друг от друга, так что магнитные поля, создаваемые каждым из

Опыты Фарадея (электромагнитная индукция)

Электромагнитная индукция

В начале XIX столетия опыты в области электромагнетизма стали чуть ли не модой. Открытие в 1820 г. Эрстедом существование магнитного поля вокруг проводника с током вызвало небывалый резонанс в научных кругах. Проводилось множество экспериментов с электричеством.

29 августа 1831 г. Фарадеем эмпирически было открыто явление электромагнитной индукции. Первоначально данное явление Фарадей обнаружил для стационарных по отношению друг к другу проводников при замыкании и размыкании цепи. Чуть позднее ученый показал, что явление электромагнитной индукции обнаруживается при движении катушек с токами друг по отношению к другу. 17 октября Фарадей отметил в лабораторном журнале, что обнаружил индукционный ток во время введения и удаления магнита в (из) катушку. За один месяц Фарадей определил все основные особенности явления электромагнитной индукции.

Опыты Фарадея

В настоящее время классическими опытами Фарадея по обнаружению явления электромагнитной индукции являются следующие эксперименты:

1. Гальванометр замыкают на соленоид. В соленоид вдвигается (или выдвигается из него) постоянный магнит. При перемещении магнита фиксируют отклонение стрелки гальванометра, что означает возникновение индукционного тока. При увеличении скорости перемещения магнита по отношению к катушке отклонение стрелки увеличивается. Замена полюсов магнита вызывает изменение направления отклонения стрелки гальванометра. Отметим, что магнит можно оставить неподвижным и перемещать соленоид относительно магнита.
2. В этом эксперименте используются две катушки. Одна вставлена в другую. Концы одной из катушек соединяют с гальванометром. Через другую катушку пропускается электрический ток. Стрелка гальванометра претерпевает отклонения, когда происходит включение (выключение) тока, его изменение (увеличение или уменьшение) или если катушки движутся относительно друг друга. Направление отклонения стрелки гальванометра противоположны при включении и выключении тока (уменьшении – увеличении силы тока).

При обобщении результатов своих экспериментов Фарадей отметил, что индукционный ток возникает всякий раз, когда происходит изменение потока магнитной индукции, сцепленного с контуром. При этом величина индукционного тока не связана со способом изменения потока, а зависит от скорости его изменения. Эмпирически Фарадей доказывал, что величина угла отклонения стрелки гальванометра связана со скоростью перемещения магнита (скоростью изменения силы тока, скоростью перемещения катушек относительно друг друга).

Своими опытами Фарадей показал, что сила тока индукции в проводящем контуре пропорциональна скорости изменения количества линий магнитной индукции, которые проходят через поверхность, которую ограничивает рассматриваемый контур.

На основе опытов Фарадея Максвелл сформулировал основной закон электромагнитной индукции. В соответствии с этим законом электродвижущая сила индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока () сквозь поверхность, которую ограничивает этот контур:

   

где , – магнитный поток ( – угол между вектором и нормалью к плоскости контра). Минус отображает правило Ленца.

Значение опытов Фарадея заключено в том, что через явления электромагнитной индукции проявляется взаимосвязь электрического и магнитного полей. Электрическое поле, которое возникает при изменении магнитного поля, имеет иную природу, нежели электростатическое поле. Оно не имеет непосредственной связи с электрическими зарядами, и его линии напряженности не могул на них начинаться и заканчиваться. Эти линии поля подобны линиям магнитной индукции и являются замкнутыми линиями. Это электрическое поле является вихревым.

Примеры решения задач

Явление электромагнитной индукции тока: суть, кто открыл

Явление электромагнитной индукции представляет собой феномен, который заключается в возникновении электродвижущей силы или напряжения в теле, находящемся в магнитном поле, которое постоянно изменяется. Электродвижущая сила в результате электромагнитной индукции также возникает, если тело движется в статическом и неоднородном магнитном поле или же вращается в магнитном поле так, что его линии, пересекающие замкнутый контур, изменяются.

Индуцированный электрический ток

Под понятием «индукция» подразумевается возникновение какого-либо процесса в результате воздействия другого процесса. Например, электрический ток может быть индуцирован, то есть может появиться в результате воздействия особым образом на проводник магнитного поля. Такой электрический ток называется индуцированным. Условия образования электрического тока в результате явления электромагнитной индукции рассматриваются далее в статье.

Понятие о магнитном поле

Прежде чем начать изучение явления электромагнитной индукции, необходимо разобраться, что представляет собой магнитное поле. Говоря простыми словами, под магнитным полем подразумевают область пространства, в которой магнитный материал проявляет свои магнитные эффекты и свойства. Эта область пространства может быть изображена с помощью линий, которые называются линиями магнитного поля. Количеством этих линий изображают физическую величину, которая называется магнитным потоком. Линии магнитного поля являются замкнутыми, они начинаются на северном полюсе магнита и заканчиваются на южном.

Магнитное поле обладает способностью воздействовать на любые материалы, обладающие магнитными свойствами, например, на железные проводники электрического тока. Это поле характеризуется магнитной индукцией, которая обозначается B и измеряется в теслах (Тл). Магнитная индукция в 1 Тл — это очень сильное магнитное поле, которое действует с силой в 1 ньютон на точечный заряд в 1 кулон, который пролетает перпендикулярно линиям магнитного поля со скоростью 1 м/с, то есть 1 Тл = 1 Н*с/(м*Кл).

Кто открыл явление электромагнитной индукции?

Электромагнитная индукция, на принципе работы которой основаны многие современные приборы, была открыта в начале 30-х годов XIX века. Открытие явления электромагнитной индукции принято приписывать Майклу Фарадею (дата открытия — 29 августа 1831 года). Ученый основывался на результатах опытов датского физика и химика Ханса Эрстеда, который обнаружил, что проводник, по которому течет электрический ток, создает магнитное поле вокруг себя, то есть начинает проявлять магнитные свойства.

Фарадей, в свою очередь, открыл противоположное обнаруженному Эрстедом явление. Он заметил, что изменяющееся магнитное поле, которое можно создать, меняя параметры электрического тока в проводнике, приводит к возникновению разности потенциалов на концах какого-либо проводника тока. Если эти концы соединить, например, через электрическую лампу, то по такой цепи потечет электрический ток.

В итоге Фарадей открыл физический процесс, в результате которого в проводнике появляется электрический ток из-за изменения магнитного поля, в чем и заключается явление электромагнитной индукции. При этом для образования индуцированного тока не важно, что движется: магнитное поле или сам проводник. Это можно легко показать, если провести соответствующий опыт по явлению электромагнитной индукции. Так, расположив магнит внутри металлической спирали, начинаем перемещать его. Если соединить концы спирали через какой-либо индикатор электрического тока в цепь, то можно увидеть появление тока. Теперь следует оставить магнит в покое и перемещать спираль вверх и вниз относительно магнита. Индикатор также покажет существование тока в цепи.

Эксперимент Фарадея

Опыты Фарадея заключались в работе с проводником и постоянным магнитом. Майкл Фарадей впервые обнаружил, что при перемещении проводника внутри магнитного поля на его концах возникает разность потенциалов. Перемещающийся проводник начинает пересекать линии магнитного поля, что моделирует эффект изменения этого поля.

Ученый обнаружил, что положительный и отрицательный знаки возникающей разности потенциалов зависят от того, в каком направлении движется проводник. Например, если проводник поднимать в магнитном поле, то возникающая разность потенциалов будет иметь полярность +-, если же опускать этот проводник, то мы уже получим полярность -+. Эти изменения знака потенциалов, разность которых называется электродвижущей силой (ЭДС), приводят к возникновению в замкнутом контуре переменного тока, то есть такого тока, который постоянно изменяет свое направление на противоположное.

Особенности электромагнитной индукции, открытой Фарадеем

Зная, кто открыл явление электромагнитной индукции и почему возникает индуцированный ток, объясним некоторые особенности этого явления. Так, чем быстрее перемещать проводник в магнитном поле, тем будет больше значение силы индуцированного тока в контуре. Еще одна особенность явления заключается в следующем: чем больше магнитная индукция поля, то есть чем сильнее это поле, тем большую разность потенциалов она сможет создать при перемещении проводника в поле. Если же проводник находится в покое в магнитном поле, никакого ЭДС в нем не возникает, поскольку нет никакого изменения в пересекающих проводник линиях магнитной индукции.

Направление электрического тока и правило левой руки

Чтобы определить направление в проводнике электрического тока, созданного в результате явления электромагнитной индукции, можно воспользоваться так называемым правилом левой руки. Его можно сформулировать следующим образом: если левую руку поставить так, чтобы линии магнитной индукции, которые начинаются на северном полюсе магнита, входили в ладонь, а оттопыренный большой палец направить по направлению перемещения проводника в поле магнита, тогда оставшиеся четыре пальца левой руки укажут направление движения индуцированного тока в проводнике.

Существует еще один вариант этого правила, он заключается в следующем: если указательный палец левой руки направить вдоль линий магнитной индукции, а оттопыренный большой палец направить по направлению движения проводника, тогда повернутый на 90 градусов к ладони средний палец укажет направление появившегося тока в проводнике.

Явление самоиндукции

Ханс Кристиан Эрстед открыл существование магнитного поля вокруг проводника или катушки с током. Также ученый установил, что характеристики этого поля прямым образом связаны с силой тока и его направлением. Если ток в катушке или проводнике будет переменным, то он породит магнитное поле, которое не будет стационарным, то есть будет меняться. В свою очередь это переменное поле приведет к возникновению индуцированного тока (явление электромагнитной индукции). Движение тока индукции будет всегда противоположно циркулирующему по проводнику переменному току, то есть будет оказывать сопротивление при каждом изменении направления тока в проводнике или катушке. Этот процесс получил название самоиндукции. Создаваемая при этом разность электрических потенциалов называется ЭДС самоиндукции.

Отметим, что явление самоиндукции возникает не только при изменении направления тока, но и при любом его изменении, например, при увеличении за счет уменьшения сопротивления в цепи.

Для физического описания сопротивления, оказываемого любому изменению тока в цепи за счет самоиндукции, ввели понятие индуктивности, которая измеряется в генри (в честь американского физика Джозефа Генри). Один генри — это такая индуктивность, для которой при изменении тока за 1 секунду на 1 ампер возникает ЭДС в процессе самоиндукции, равная 1 вольт.

Переменный ток

Когда катушка индуктивности начинает вращаться в магнитном поле, то в результате явления электромагнитной индукции она создает индуцированный ток. Этот электрический ток является переменным, то есть он систематически изменяет свое направление.

Переменный ток является наиболее распространенным, чем постоянный. Так, многие приборы, которые работают от центральной электрической сети, используют именно этот тип тока. Переменный ток легче индуцировать и транспортировать, чем постоянный. Как правило, частота бытового переменного тока составляет 50-60 Гц, то есть за 1 секунду его направление изменяется 50-60 раз.

Геометрическим изображением переменного тока является синусоидальная кривая, которая описывает зависимость напряжения от времени. Полный период синусоидальной кривой для бытового тока приблизительно равен 20 миллисекундам. По тепловому эффекту переменный ток аналогичен току постоянному, напряжение которого составляет U_max/√2, где U_max — максимальное напряжение на синусоидальной кривой переменного тока.

Использование электромагнитной индукции в технике

Открытие явления электромагнитной индукции произвело настоящий бум в развитии техники. До этого открытия люди были способны производить электричество в ограниченных количествах только с помощью электрических батарей.

В настоящее время это физическое явление используется в электрических трансформаторах, в обогревателях, которые индуцированный ток переводят в тепло, а также в электрических двигателях и генераторах автомобилей.

Открытый урок в 9-м классе «Явление электромагнитной индукции. Опыты Фарадея»

Цель урока: раскрытие физической сущности явления электромагнитной индукции.

Задачи урока

Обучающие:

• изучить явление электромагнитной индукции и условия его возникновения;
• рассмотреть историю вопроса о связи магнитного поля и электрического;
• показать причинно-следственные связи при наблюдении явления электромагнитной индукции,
• способствовать актуализации, закреплению и обобщению полученных знаний, самостоятельному конструированию новых знаний.

Развивающие: способствовать развитию умения работать в группе, высказывать собственные суждения и аргументировать свою точку зрения.

Воспитательные:

• способствовать развитию познавательных интересов учащихся;
• способствовать моделированию собственной системы ценностей, базирующихся на идее саморазвития.

Ход урока

1. Организационный момент.

Здравствуйте, ребята. Сегодня вы вместе со мной участвуете в конкурсе “Учитель года”. Желаю вам творческого настроя и успешной работы!

2. Проверка усвоения ранее изученного материала (с помощью конструктора тестов).

У вас на столах имеются карточки с цифрами от 1 до 4. Я вслух читаю вопросы теста, вы поднимаете одну или несколько карточек с вариантами правильных ответов.

1. Магнитное поле существует… (выберите варианты правильных ответов)

а) вокруг проводника с током
б) вокруг движущихся заряженных частиц
в) вокруг неподвижных зарядов (-)
г) вокруг магнита

2. Кто впервые из учёных доказал, что вокруг проводника с током существует магнитное поле?

а) Эрстед (+)
б) Ньютон
в) Архимед
г) Ом

3. Чтобы увеличить магнитный поток (см. рисунок 1), нужно:

а) алюминиевую рамку заменить железной
б) поднимать рамку вверх
в) взять более слабый магнит
г) усилить магнитное поле (+)

Рисунок 1

4. Проводник, показанный на рисунке 2, притягивается к магниту, потому что:

а) проводник медный
б) на проводник действует сила Ампера (+)
б) проводник наэлектризован
в) проводник слабо натянут

Рисунок 2

3. Изучение нового материала

1. Актуализация знаний, создание проблемной ситуации (просмотр видеофильма).

— В одной самой обычной семье готовились к самому обычному Новому 2009 году. Папа зарабатывал деньги, мама жарила мясо, наводила порядок в доме, украшала ёлку. И, когда все дела уже были переделаны, мама со спокойной совестью решила посмотреть телевизор. Как вдруг, отключили свет. “Какой же Новый год без телевизора?” — ужаснулась мама. Отсутствие электричества, особенно под Новый год – это действительно большая проблема.

• Как вы думаете, чем мы займёмся сегодня на уроке?
• Будем своими силами получать электрический ток!
• Как же мы это сделаем? Может быть, в этом нам помогут ранее полученные знания?

— Внимание на плакат. Что на нём отражено?

Презентация

— По сути опыт Эрстеда, который доказал, что вокруг проводника с током существует магнитное поле (слайд 1). Значит, имея электрический ток, можно получить магнитное поле. — А нельзя ли наоборот, имея магнитное поле, получить электрический ток? Что для этого нужно сделать? Ваши предложения?

2. Выдвижение учащимися своих предположений, попытка доказать их правильность на основе имеющихся знаний.
3. Проверка предположения

(В случае недостаточности знаний, учитель добавляет недостающее звено) (слайд №2).

Немного истории:

Швейцарский физик Колладон и английский физик Майкл Фарадей практически одновременно занимались решением этой проблемы. Колладон даже немного опередил Фарадея, но зафиксировать свой результат ему не удалось, потому что он работал один. (Демонстрируется опыт Фарадея №1 с закрытым гальванометром).

Фарадей был профессором университета, у него были помощники, которые помогли ему увидеть неизвестное до того времени явление. (Демонстрируется опыт Фарадея №1 с открытым гальванометром). (Слайд 3). 29 августа 1831 г. было открыто это явление и его назвали явлением электромагнитной индукции.

4. Формулирование темы урока, сообщение цели урока. (Слайд 4)

Такое же «имя» я предлагаю дать нашему уроку: “Явление электромагнитной индукции”

Цель урока: раскрыть физическую сущность явления электромагнитной индукции.

В тетрадях запишем число, тему урока. С новой строки запишем дату открытия и фамилию учёного, открывшего это явление. (Слайд 5)

• Итак, что нужно взять, чтобы наблюдалось явление электромагнитной индукции?
• Что в этом случае будет происходить?
• Так в чём заключается явление электромагнитной индукции? (Слайд 6)

(Работа с учебником)

— Откройте, пожалуйста, учебник, ξ49 θ найдите в учебнике определение электромагнитной индукции. Нет? Значит, скоро будет то определение, которое вы предложили. А пока мы его запишем в тетрадь.

5. Физкультпауза (деформация растяжения, кручения, мягкая, бесшумная посадка).
6. Решение проблемы учащимися путём самостоятельного поиска и пополнения недостающих знаний. (Слайд 7)

(Учащимся демонстрируется схема, они предлагают ещё 3 способа получения индукционного тока).

4. Анализ полученных результатов, выводы. (Систематизация знаний)

— Что было общего во всех четырёх опытах Фарадея?

5. Первичный контроль знаний (работа в группах)

• Задание 1-й группе: Составить гениологическое древо явления электромагнитной индукции.
• Задание 2-й группе: Заполнить свидетельство о рождении явления электромагнитной индукции.
• Задание 3-й группе: Раскрыть физическую сущность явления электромагнитной индукции.

6. Проверка решения проблемы в новых условиях

Два гальванометра соединены между собой. Первый гальванометр начинаем раскачивать. Наблюдаем отклонение стрелки второго гальванометра. Объяснить данное явление.

7. Подведение итогов урока

(слайд 8)

Сегодня на уроке мы с вами

• изучили явление электромагнитной индукции и условия его возникновения;
• рассмотрели историю вопроса о связи магнитного поля и электрического;
• показали причинно-следственные связи при наблюдении явления электромагнитной индукции, т.е. превратили магнетизм в электричество, и теперь мы с вами знаем, что электрический ток порождает магнитное поле, а переменное магнитное поле порождает электрический ток

(Оценки за урок)

8. Задание на дом

(слайд 9)

ξ49, нарисовать схему и описать наиболее понравившийся вам способ получения индукционного тока (письменно)

9. Звонок маме.

(Ученик, в чьей семье снимался видеофрагмент, звонит маме и докладывает, что без света они больше не останутся, потому что он на уроке научился вырабатывать электрический ток).

10. Пожелание обучающимся:

“Желаю вам побольше светлых дней,
А если что случится, точно знайте:
Законы физики не зря вы изучаете,
Они помогут сделать жизнь светлей!”

11. Рефлексия урока.

в чем заключается явление электромагнитной индукции?

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении ЭДС проводниках. Причем, условия, при которых она возникает могут быть самыми различными. Это может происходить, например, при движении проводника в однородном магнитном поле или в неподвижном проводнике, находящемся в переменном магнитном поле. Закон ЭМИ. Явление электромагнитнойиндукциизаключается в появлении (наведении) в проводящем контуре, находящемся в магнитном поле, электродвижущей силы в случае изменения величины магнитного потока, проходящего через поверхность, ограниченную этим контуром.

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.

Если без подробностей и просто, то так: Появляется ток — появляется и магнетизм. Ток вызывает магнетизм.

Электромагнитная индукция возникает проводнике под воздействием переменного магнитного поля в результате возникает ЭДС и если проводник замкнут следовательно в нем возникает переменный ток. Основа работы всех генераторов.

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре.

Полягає воно в тому, що при будь-якій зміні магнітного потоку, що пронизує контур замкненого провідника (наприклад: якщо переміщати полярний магніт всередині мідної рамки) , в цьому провіднику виникає електричний струм, який існує протягом всього процесу зміни магнітного потоку. Сам магнітний потік — це зміна числа ліній магнітної індукції, що проходять через площину, обмежену проводять контуром (рамкою). На основі явища електромагнітної індукції були створені потужні генератори електричної енергії, трансформатори, синхрофазотрони, витратоміри (лічильники), а також радіомовлення та магнітотерапія.

В чем заключается явление электромагнитной индукции?

Электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. Данная связь вызвала множество попыток создать электрический ток при помощи магнитного поля. Эту задачу смог решить в 1831 г. английский физик М. Фарадей. Он открыл явление электромагнитной индукции. Явление электромагнитной индукции заключается в том, что в проводящем контуре, который находится в переменном магнитном поле, появляется электродвижущая сила (ЭДС). В том случае, если рассматриваемый контур является замкнутым, то в нем течет электрический ток, который носит название индукционного. Экспериментально было показано, что величина тока индукции не зависит от того каким способом изменяют магнитный поток, важна лишь скорость его изменения.
Открытие явления электромагнитной индукции, его характеристика и описание имело важное значение в физике, потому, что оно показывает взаимосвязь между электрическим и магнитным полями (электрическими и магнитными явлениями). Это открытие дало основу для создания теории электромагнитного поля.
Основным законом, который описывает явление электромагнитной индукции, стал закон Фарадея, который говорит о том, что: ЭДС электромагнитной индукции (), возникающая в контуре, находящемся в переменном магнитном поле, равна по модулю и противоположна по знаку скорости, с которой изменяется магнитный поток () через поверхность, которая ограничивается рассматриваемым контуром. В математическом виде закон электромагнитной индукции записывается как:

   

Знак минус в законе Фарадея (1) указывает на то, что при увеличении потока (если больше нуля), порождаемая им ЭДС меньше нуля (поле индукционного тока имеет направление навстречу потоку). Уменьшение магнитного потока (то есть меньше нуля) вызывает ЭДС положительную. При этом направления  магнитного потока и поля индукционного тока совпадают. Знак минус в законе электромагнитной индукции отражает правило Ленца.

в чем сущность явления электромагнитной индукции?

При попадании проводника в электромагнитное поле в нем наводится ЭДС. Генераторы так работают.

При движении магнита относительно катушки в катушке возникает электрический ток. Но известно, что электрический ток возникает только при наличии (=возникновении) электрического поля. Естественно предположить, что причиной возникновения этого электрического поля является магнитное поле, но не стационарное, а меняющееся во времени. Если представить себе постоянный магнит и виток провода, движущийся так, что виток как бы надевается на магнит, то, представив себе линии магнитного поля, можно понять, что электрическое поле появляется по причине того, что меняется количество силовых линий магнитного поля, пронизывающих данный виток провода. Итак, магнитное поле может стать причиной появления электрического поля. Свои основные эксперименты, связанные с этим явлением, Майкл Фарадей провёл в течение одного месяца в 1831 году. В замкнутом проводящем контуре возникает ток при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром. Чем быстрее меняется число линий магнитной индукции, тем большей силы ток возникает. Ток называется индукционным (от английского to induce — наводить) . При этом причина изменения числа магнитных линий не имеет никакого значения — это может быть случай, когда магнит неподвижен, но движется катушка и, наоборот, когда катушка статична, а движется магнит, а также — когда меняется густота линий магнитной индукции при резком увеличении силы тока в катушке, выполняющей роль «источника» магнитного поля, когда обе катушки неподвижны относительно друг друга. Итак, явлением электромагнитной индукции называется явление возникновения электрического индукционного тока в проводящем контуре, который либо покоится во внешнем переменном магнитном поле, либо движется во внешнем магнитном поле при условии, что число линий магнитной индукции, пронизывающих этот контур, меняется во времени.

Явление электромагнитной индукции — обнаружена Фарадеем в 1831 г. — заключается в возникновение электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике, находящемся в изменяющемся магнитном поле или благодаря движению проводника относительно неподвижного магнитного поля.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ — возникновение электродвижущей силы (эдс индукции) в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока через площадь, ограниченную этим контуром; электрический ток, вызванный этой эдс, называется индукционным током. Явление электромагнитной индукции открыто М. Фарадеем в 1831. Направление индукционного тока определяется правилом, установленным российским ученым Э. Х. Ленцем в 1833; согласно правилу Ленца, индукционный ток направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока через контур.