Ферромагнетики. Кривая намагничивания ферромагнетиков. Явление магнитного гистерезиса. Петля гистерезиса. Домены. Точка Кюри.
Опыты Фарадея. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Механизм возникновения индукционного тока.
Явление электромагнитной индукции Было открыто Фарадеем в 1831 г и заключается в следующем: во всяком замкнутом проводящем контуре при изменении потока магнитной индукции через площадь, ограниченную этим контуром, возникает электрический ток. Этот ток называется индукционным.
Явление электромагнитной индукции можно наблюдать на следующих опытах.
1. Возьмем соленоид А (см. рис.), замкнутый через гальванометр G, и будем приближать к одному из его концов постоянный магнит. При этом в соленоиде возникает электрический ток, который обнаружится по отклонению стрелки гальванометра G. Этот ток прекратится при прекращении движения магнита. Если мы начнем удалять магнит, то в соленоиде возникает снова ток, но в направлении, противоположном первоначальному. То же явление будет иметь место, если магнит оставить неподвижным, а перемещать соленоид.
2. Возьмем два неподвижных соленоида А и С (см. рис.). Соленоид А пусть снова замкнут через гальванометр G и соленоид С включен в цепь, содержащую гальванический элемент В и ключ k. При включении с помощью ключа k тока в соленоиде С ¾ в соленоиде А возникает кратковременный ток, обнаруживаемый отбросом стрелки гальванометра G. При дальнейшем протекании по соленоиду С постоянного тока в соленоиде А никакого тока не наблюдается. В момент выключения тока в соленоиде С — в соленоиде А вновь возникает кратковременный ток, но в направлении, противоположном первоначальному.
|
|
|
В первом опыте характерно то, что в соленоиде А идёт ток только тогда, когда магнит приближается или удаляется от соленоида, т. е. пока меняется магнитное поле вблизи соленоида или пока сам соленоид перемещается в неоднородном магнитном поле магнита. Как только прекращается движение магнита по отношению к соленоиду (или соленоида относительно магнита), магнитное поле вблизи соленоида делается постоянным, и ток в соленоиде прекращается.
Во втором опыте магнитное поле создаётся возникающим или пропадающим в соленоиде С током. В обоих случаях вблизи проводящего контура меняется величина магнитного поля, а следовательно, меняется и поток магнитной индукции через площадь, охватываемую контуром. Что дело заключается именно в изменении потока магнитной индукции, вытекает из следующего: индукционный ток возникает и в том случае, если поворачивать замкнутый проводящий контур в однородном магнитном поле. В этом случае величина индукции магнитного поля вблизи проводника остается постоянной, меняется только ее поток через площадь контура. Если замкнутый контур двигать поступательно в однородном магнитном поле, то поток индукции через него остается постоянным, и индукционный ток не возникает.Таким образом, индукционный ток возникает в замкнутом проводящем контуре при изменении потока индукции через площадь контура.
|
|
|
Однако, из описанных опытов не видно, определяется ли возникновение индукционного тока изменением потока магнитной индукции В или напряженности Н. При отсутствии магнетиков это обстоятельство не играет роли, так как магнитная индукция В и напряженность магнитного поля Н равны друг другу, но при наличии магнетика должно сказываться различие между В и Н. Практически трудно заполнить все пространство, в котором расположены проводящие контуры, магнетиком с достаточно большой магнитной проницаемостью m так как такого рода магнетики (железо, никель и т. д.) представляют собой твердые тела. Однако можно осуществить опыт таким образом, что, хотя магнетик и будет заполнять лишь часть пространства, все магнитное поле окажется сосредоточенным только внутри магнетика. Для этого возьмем тороид А, охваченный проволочным контуром С так, как охватывают друг друга два соседних звена цепи (см. рис.).
|
|
|
Пусть по тороиду А идет ток; создаваемое им магнитное поле сосредоточено только внутри тороида, и, следовательно, весь поток этого поля пронизывает контур С. Если мы выключим ток в тороиде А, то произойдет изменение потока (он исчезнет), и в контуре возникает индукционный ток. Заполним теперь внутреннюю часть тороида А железом. Магнитное поле тороида будет по прежнему сосредоточено только внутри тороида. При этом напряженность поля Н останется прежней, так как напряженность магнитного поля тока не зависит от наличия магнетика (если последний целиком заполняет пространство, где поле отлично от нуля), но магнитная индукция B = mmoH возрастает в m раз. Выключая снова ток в тороиде А (первоначальную силу тока считаем прежней), обнаруживается значительное возрастание индукционного тока в контуре С. Это доказывает, что возникновение индукционного тока обусловлено изменением потока индукции.
Выясним направление индукционного тока. Профессор Петербургского университета Э.X.Ленц в 1833 г., обобщая результаты опытов, дал следующее правило: возникающий в замкнутом контуре ток имеет такое направление, что он создает через площадь, ограниченную контуром, собственный поток магнитной индукции, компенсирующий то изменение потока магнитной индукции, которое его вызывает
|
|
|
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1413; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!