Объясните пожалуйста простыми словами. Что такое индукция? Что такое электро-магнитная индукция? Что такое самоиндукция? Явление электромагнитной индукции. Самоиндукция

В 1831 г. М. Фарадеем экспериментально было обнаружено, что в замкнутом контуре возникает электрический ток при изменении магнитного потока, пронизывающего его. Это явление было названо элек­тромагнитной индукцией .

Проводя многочисленные опыты, Фарадей установил, что в замкнутых проводящих контурах возникает элек­трический ток при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур, независимо от того, каким способом достигается изменение по­тока индукции магнитного поля во времени. Ток, возникающий при элек­тромагнитной индукции, называют индукционным.

Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея) – ЭДС индукции численно равна скорости изменения магнитного потока, пронизывающего контур:

где Ф = В S cos a– магнитный поток.

Используя закон Ома для полной цепи и закон Фарадея, получаем выражение для индукционного тока: E i /R =

Из данного уравнения следует, что индукционный ток зависит от сопро­тивления контура. Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца.

Индукционный ток всегда направлен так, что его действие про­тивоположно действию причины, вызывающей ток (правило Ленца). Знак минус в формуле отражает закон Ленца. При возрастании магнитного потока E i <0, I <0; при уменьшении магнитного потока E i >0, I >0.

Таким образом, переменное магнитное поле вызывает появление ин­дуцированного электрического поля. Это поле является вихревым . Силовые линии вихревого электрического поля замкнуты сами на себя в отличие от линий напря­женности электростатического поля.

Если замкнутый контур содержит N последовательно соединенных витков (например, катушка или соленоид), то ЭДС индукции равна сум­ме ЭДС каждого витка:

[ = N dФ – потокосцепление,т. е. суммарный магнитный поток сквозь N витков].

Явление электромагнитной индукции наблюдается во всех случаях, когда изменяется магнитный поток, пронизывающий контур. В частности, этот магнитный поток может создаваться током, текущим в самом рассматриваемом контуре. При изменениях тока I в этом контуре изменяется также и полный магнитный поток Y, вследствие чего в контуре индуктируется ЭДС самоиндукции . ЭДС электромагнитной индукции, которая возникает в контуре при изменении силы тока в нем, называется ЭДС самоиндукции. Это частный случай электромагнитной индукции.

ЭДС самоиндукции определяется из закона Фарадея:

Магнитный поток, сцепленный с контуром, всегда пропорционален силе тока в нем: .

Коэффициент пропорциональности L называют коэффициентом са­моиндукции (индуктивностью контура). Единица индуктивности – генри (Гн).

Индуктивность – одна из основных характеристик цепи переменно­го тока. Подставляя в формулу закона Фарадея, получаем

Если контур представляет собой соленоид, содержащий N витков, то

В результате самоиндукции при замыкании цепи сила тока в соле­ноиде никогда сразу не достигает максимального значения, а нарастает постепенно. При размыкании цепи возникает индукционный ток, идущий в том же направлении, что и основной, и проявляющийся в виде искры на контактах рубильника.

Индуктивность L зависит от формы и размеров соленоида, а также от магнитных свойств окружающей среды. Если размеры, форма соленоида и магнитные свойства окружающей среды не изменяются, то L = const.

Определим индуктивность соленоида, т.е. катушки, длина l которой много больше ее диаметра. В этом случае можно пренебречь искажением поля вблизи концов соленоида. Напряженность поля во всех точках внут­ри соленоида одинакова и равна H = I n, где п – число витков, приходя­щихся на единицу длины соленоида. Если общее число витков соленоида равно N , то . Магнитный поток, пронизывающий один виток .

где S – площадь, поперечного сечения соленоида, m – относительная магнитная проницаемость.

Полный магнитный поток равен потокосцеплению:

Так как Sl =V (объем соленоида), то

Поэтому индуктивность соленоида: или

§ 26. Энергия магнитного поля.

Если в контуре с индуктивностью L течет ток I , то в момент размы­кания цепи возникает индукционный ток и им совершается работа. Эта работа совершается за счет энергии исчезнувшего при размыкании цепи магнитного поля. На основании закона сохранения и превращения энер­гии энергия магнитного поля превращается главным образом в энергию электрического поля, за счет которой происходит нагревание проводни­ков. Работа может быть определена из соотношения dA = I dt .

Так как , то dA=-LIdI. Уменьшение энергии магнитного поля равно работе тока, поэтому . Эта формула справедлива для любого контура и показывает, что энергия магнитного поля зависит от индуктивности контура и силы тока, протекающего по нему.

Рассчитаем энергию однородного магнитного поля длинного соленоида, индуктивность которого определяется по формуле . В этом случае формула для энергии магнитного поля примет вид . Учитывая, что напряженность поля внутри бесконечно длинного соленоида Н =In, получаем . Выразим энергию через индукцию магнитного поля В =: или

Вследствие того, что магнитное поле соленоида однородно и локали­зовано внутри соленоида, энергия распределена по объему соленоида с постоянной плотностью: .

Тогда получаем: , ,

Сравнивая выражения для собственных энергий конденсатора и соленоида с потенциальной W n =–kx 2 и кинетической энергиями, можно провести аналогию между электромагнитными и механическими явлениями. Так, для электрического поля величина 1/2С аналогична упругости пружины, а для магнитного поля индуктивность L аналогична массе т тела. Таким образом, индуктивность является мерой «инертности» контура по от­ношению к изменению в нем тока.

§ 27. Электромагнитные колебания.

Для возбуждения электромагнитных колебаний служат системы, на­зываемые колебательным контуром , состоящие из параллель­но соединенных между собой индуктивности L и емкости С. Рассмотрим идеальный контур, т. е. контур, омическое сопротивление которого равно нулю (R = 0). Чтобы возбудить колебания в этом контуре, необходимо либо сообщить обкладкам конденсатора некоторый заряд, либо возбудить в катушке индуктивности ток. Пусть в начальный момент времени кон­денсатор заряжен до разности потенциалов U 0 (рис., а); следователь­но, он обладает потенциальной энергией

В этот момент времени ток в катушке I = 0. В идеальном контуре через четверть периода вся энергия электрического поля переходит в энергию магнитно­го поля (рис., б). В этом случае напряжение между об­кладками конденсатора равно нулю: U = 0, а через катушку протекает максимальный ток I 0 (рис. 4.6, б). Состояния системы, изображенные на рис., соответствуют последовательным моментам времени Т= 0, Т/4, Т/2, ЗТ/4 и Т.

C другой стороны, напряжение на конденсаторе U=q/C, тогда: .

Дифференцируем по времени и учитываем, что :

=> – уравнение гармонических колебаний, решение которого: , - частота колебаний контура.

– формула Томсона для периода колебаний контура.

Энергия контура: : ;

Из уравнения =>

Полная энергия контура:

Аналогично, можно показать, что полная энергия контура рассчитывается и формуле: .

Таким образом, .

Из полученных выражений для тока и зарядавытекает, что колебания заряда (напряжения) и тока в контуре сдвинуты по фазе на p/2. Следователь­но, ток достигает максимального значения в те моменты времени, ко­гда заряд (напряжение) на обкладках конденсатора равен нулю, и наоборот.

Как видно из выражений и , энергии электрического и магнитного полей изменяются со временем, причем, когда энергия электрического поля максимальна, энергия электрического поля обращается в нуль, и на­оборот. Полная энергия системы в каждый мо­мент времени остается величиной постоянной. Период коле­бания энергий электрического и магнитного полей вдвое меньше периода ко­лебания Т системы. Постоянство полной энергии в рассматриваемом случае обусловлено пренебрежением потерями энер­гии на совершение работы против сил сопротивления. С учетом сил со­противления полная механическая энергия системы уменьшается с тече­нием времени. Собственные колебания в этом случае будут затухающи­ми, и они, строго говоря, не являются гармоническими.

Если R¹0, то колебания в контуре будут затухать. Для восполне­ния этих потерь необходим источник питания.

§ 28. Переменный ток. Сопротивление, емкость и индуктивность в цепи переменного тока.

Переменными называют э.д.с., токи и напряжения , изменяющиеся с течением времени. Они могут изменяться только по значению или только по направлению, а также по значе­нию и направлению. В электроэнергетике наибольшее применение получил переменный ток, изменяющийся во времени по синусоидальному закону: .

Рассмотрим цепи переменного тока с различными нагрузками.

1. Активное сопротивление в цепи переменного тока.

Если , то по закону Ома напряжение на концах

или

Следовательно, колебания тока и напряжения совпадают по фазе: – максимальное значение напряжения.

2. Емкость в цепи переменного тока.

.

Следовательно, колебания напряжения отстают по фазе от колебаний тока на p/2.

Амплитудное значение напряжения связано с амплитудой тока: . Величину называют емкостным сопротивлением.

3. Индуктивность в цепи переменного тока.

Если участок в цепи содержит катушку индуктивностью L , а R ®0 и С ®0, то при наличии переменного тока в катушке возникает ЭДС самоиндукции. Поэтому :

Колебания напряжения опережают по фазе колебания тока на p/2.

Амплитудное значение напряжения связано с амплитудой тока: . Величину называют индуктивным сопротивлением.

4. Цепь переменного тока, содержащая сопротивление, конденсатор и катушку индуктивности.

Закон Ома: , где – полное сопротивление цепи переменного тока.

Мгновенная мощность переменного тока . Работа переменного тока за время dt : .

Работа за время, равное полному периоду колебаний Т :

,

где j –сдвиг фаз между колебаниями тока и напряжения.

Средняя мощность: .

Эффективные (действующие значения) тока и напряжения:

Здесь –коэффициент мощности.

§ 29. Уравнения Максвелла электромагнитного поля.

Переменное магнитное поле приводит к появлению в проводнике индукционных токов, то есть переменное магнитное поле приводит к появлению вихревого электрического поля. Перемененное электрическое поле создает магнитное поле. Следовательно, существует единое электромагнитное поле.

Анализируя связь между величинами электрического и магнитного поля и обобщая результаты опытов Эрстеда и Фарадея, Максвелл создал теорию электромагнитного поля. Теория Максвелла с единой точки зре­ния позволяет объяснять свойства электрических и магнитных полей. Основные закономерности электромагнитных явлений описываются уравнениями Максвелла, и они составляют основу как электротехники и радиотехники, так и теории любых электромагнитных явлений.

Уравнения:

1-е уравнение : теорема Остроградского-Гаусса. Поток вектора электрического смещения через произвольную замкнутую поверхность S, охватывающую заряды q i , равен алгебраической сумме последних:

– объемная плотность заряда.

2-е уравнение является обобщением закона электромагнитной индукции Фарадея в интегральной форме имеет следующий вид: .

где магнитный поток рассчитывается через произвольную поверхность, опирающуюся на контур L, по которому берется циркуляция напряженности электрического поля. Таким образом, переменное во времени магнитное поле порождает вокруг себя вихревое электрическое поле:

3-е уравнение : обобщенный закон полного тока (закон Ампера-Максвелла). Максвелл обобщил закон полного тока Ампера , предположив, что переменное электрическое поле, также как и электрический ток, является источником магнитного поля. Для количественной характеристики "магнитного действия" переменного электрического поля Максвелл ввел понятие тока смещения. По теореме Гаусса - Остроградского поток электрического смешения сквозь замкнутую поверхность . Продифференцировав это выражение по времени, получим для неподвижной и недеформируемой поверхности S : . Левая часть этой формулы имеет размерность тока, который, как известно, выражается через вектор плотности тока . Из сравнения последних выражений следует, что имеет размерность плотности тока: А/м 2 . Максвелл предложил назвать плотностью тока смещения: , которая характеризует изменение электрического поля. Единственное свойство тока смещения – создание магнитного поля. Ток смещения . Примером тока смещения может служить переменный ток через конденсатор. В общем случае токи проводимости и смещения не разделены в пространстве и можно говорить о полном токе, равном сумме токов проводимости и смещения: . С учетом этого Максвелл обобщил закон полного тока, добавив в правую часть его ток смешения . Циркуляция напряженности магнитного поля по произвольному контуру равна полному току (смещения и проводимости), пронизывающему любую поверхность, опирающуюся на этот контур:

4-е уравнение. Магнитный поток через произвольную замкнутую поверхность всегда равен нулю: . Это означает, что поле вектора В является чисто вихревым (магнитных зарядов не существует).

5-е уравнение: связь между напряженностью, и смещением электрического поля

6-е уравнение: связь между напряженностью и индукцией магнитного поля:

7-е уравнение: закон Ома: .

Первые два уравнения свидетельствуют о том, что электрическое поле возникает как вокруг неподвижных зарядов, так и в том случае, когда происходит изменение индукции магнитного поля во времени.

Вторые два уравнения показывают, что магнитное поле является вихревым и возникает лишь при наличии электрических токов или изме­няющегося во времени электрического поля или того и другого одновре­менно, т. е. никаких магнитных зарядов не существует.

Последние три уравнения называют материальными уравнениями.

Из уравнений Максвелла следует, что электрические и магнитные поля являются проявлением единого электромагнитного поля.

Эта система уравнений достаточна для описания всех электромаг­нитных явлений, в которых не проявляются квантовые закономерности. Физическая сущность уравнений Максвелла заключается в том, что:

Электромагнитное поле можно разделить на электрическое и магнитное лишь относительно;

Изменяющееся магнитное поле порождает электрическое поле, и изменяющееся электрическое поле порождает магнитное, причем эти поля взаимосвязаны.

Из уравнений Максвелла следует, что электромагнитное поле спо­собно существовать в отсутствие электрических зарядов и токов. При этом изменение его состояния имеет волновой характер, т.е. является электромагнитной волной. Электромагнитная волна в вакууме распро­страняется со скоростью света с = 3 × 10 8 м/с.

Опыты Г. Герца и изобретение радио А. С. Поповым подтвердили теоретическое предсказание Максвелла.

§ 30.Волновые уравнения

Электромагнитные волны – это возмущение электромагнитного поля распространенного в пространстве. Это утверждение является непосредственным следствием уравнений Максвелла.

Распространение волн в однородной изотропной среде описывается дифференциальным уравнением в частных производных, которое называется волновым уравнением и имеет вид:

,

где S – физическая величина которая характеризует возмущение, распространяясь в среде со скоростью uпреобразуя уравнения Максвелла получим

Здесь – оператор Лапласа, , с =

Объемная плотность энергии поля ,

среднее значение за один период .

Длина волны электромагнитных волн .

Т.к. вопросов по первой части не поступило, я делаю вывод, что пока всё понятно. Правда по генератору тоже никто ничего не написал, значит будем разбираться подробнее.

Итак, это схема простйшего электрогенератора:

При вращении рамки в постоянном магнитном поле в ней возникает электрический ток, называемый индукционным, а сам процесс называется электромагнитной индукцией:

«Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током ».

У этого тока есть одно важное свойство, которое для одних стало возможностью скрыть правду, а для других - простым объяснением, почему для получения большего количества энергии от генератора нужно приложить большую силу для его вращения. В Вики это звучит так:

«Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток ».

В реальном генераторе это происходит так: при приближении части рамки к северному полюсу магнита в этой части рамки возникает ЭДС и северный магнитный полюс. Два одноимённых магнитных полюса начинают отталкиваться и возникает сопротивление вращению рамки. Во второй части рамки происходит тоже самое, только с южным полюсом. Чем быстрее вращается генератор, тем быстрее меняется магнитное поле в рамке, а значит возникает бОльший ток, соответственно бОльшее магнитное поле и бОльшее сопротивление вращению. Этого оказалось достаточно, чтобы заявить о соблюдении закона сохранения энергии: хотите больше энергии - приложите большее усилие. Очень многим этого хватило и теперь эти убеждения сложно переломить. Однако давайте рассмотрим процесс индукции чуть внимательнее. Я уже писал об этом в посте « ».

Итак, при приближении рамки к магнитному полюсу, в ней возникает ток и такой же магнитный полюс, который начинает оказывать сопротивление движению. А что происходит с магнитным полем магнита?

Оно ослабевает, переходя в электрическую энергию? Нет. Иначе при увеличении скорости вращения генератора и увеличении тока всё больше магнитного поля переходило бы в электричество и сопротивление вращению наоборот уменьшалось бы.

Оно переходит на проводник, разделяется, но в сумме остаётся таким же? Нет. Тогда бы усилие для вращения генератора не менялось от скорости и нагрузки.

На самом деле оно остаётся без изменений, а суммарное магнитное поле ещё и увеличивается на поле, возникшее вокруг проводника. Магнит при этом не теряет своей энергии и это доказывается десятилетиями работы генераторов на постоянных магнитах. Тогда откуда появляется энергия в проводнике? Кинетическая энергия вращения превращается в электрическую? Правда? А если ничего не вращать? Вы знаете как работает электрический трансформатор? Например такой:

«Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:
Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм).
Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция).
На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток намагничивания создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока , при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку ».

Хочу обратить ваше внимание на выделенный текст: ток индукции появляется во всех обмотках трансформатора, ЭДС во всех обмотках равны и зависят только от скорости изменения магнитного потока. Получается, что если намотать две или три вторичных обмотки, то можно получить в два-три раза больше энергии, чем было затрачено (за минусом разных потерь)? В принципе, даже ещё больше. Ведь на самом деле, закон сохранения энергии работает только с телами, обладающими массой покоя. Но тут вовремя появилась и проблема, называемая самоиндукцией, которая помогла скрыть дармовую энергию.

«Самоиндукция — это явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении протекающего через контур тока.
При изменении тока в контуре пропорционально меняется и магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром. Изменение этого магнитного потока, в силу закона электромагнитной индукции, приводит к возбуждению в этом контуре индуктивной ЭДС. Это явление и называется самоиндукцией. (Понятие родственно понятию взаимоиндукции, являясь как бы его частным случаем).
Направление ЭДС самоиндукции всегда оказывается таким, что при возрастании тока в цепи ЭДС самоиндукции препятствует этому возрастанию (направлена против тока), а при убывании тока — убыванию (сонаправлена с током). Этим свойством ЭДС самоиндукции сходна с силой инерции ».

Оказалось, что ток, проходя по проводнику, создаёт вокруг него магнитное поле, изменение которого создаёт ток в этом же проводнике и он не всегда совпадает с направлением первичного тока (потому что если бы он всегда совпадал, то получился бы вечный источник энергии, а если бы всегда не совпадал, то никакого тока вообще не было бы). Другими словами, ЭДС самоиндукции оказывает сопротивление току в катушке почти так же, как обычный генератор сопротивляется вращению. Чем больше ток и его частота в катушке, тем больше это сопротивление, а значит и потери. При подключении катушки к источнику переменного напряжения получается вот такая картина:

А при добавлении дополнительных катушек в общее магнитное поле их взаимное влияние увеличивается, индуктивность и поля складываются и накладываются друг а друга, а сопротивление (а значит и потери) всей системы только возрастают. В результате получилась красивая зависимость, которая, якобы, подтверждает закон сохранения энергии и не даёт получить больше энергии, чем затрачено. Это сопротивление назвали реактивным, без ваттным, из-за него не выделяется тепло в катушке и списали на него все потери энергии.

Однако Никола Тесла в своё время нашёл выход из этого положения и главным вопросом его жизни стал вопрос беспроводной передачи энергии, а не её получение. Это сейчас катушки Тесла называют трансформаторами, а сам он называл их генераторами энергии и так оно и было. Получать энергию он мог в неограниченных количествах и не считал это чем-то сложным и тем более невозможным, т.к. он понял саму суть происходящего процесса. Я попробую объяснить его как можно доступнее, но опять придётся начинать из далека.

Исходя из теории Всемирного Эфира, которая существовала до Теории Относительности, Тесла полагал, что электромагнитная волна это волна эфира, окружающего нас везде. Эфир не имеет массы и инерции, а значит на то, чтобы его сдвинуть не тратится энергия. Получается, что для создания электромагнитной волны нужно раскачать эфир переменным магнитным полем, но так, чтобы почти не тратить на это энергию. И такой способ был найден. Был придуман последовательный колебательный контур:

«Колебательный контур - это замкнутая электрическая цепь, содержащая катушку индуктивности и конденсатор, в которой могут возбуждаться электрические колебания.
Колебания тока и напряжения в колебательном контуре связаны с переходом энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки индуктивности и обратно ».

Получается, что если зарядить конденсатор от источника тока, а потом соединить его с катушкой, то в цепи возникнут автоколебания. Ток из конденсатора будет переходить в магнитное поле катушки и обратно многократно, пока не рассеется от различных небольших потерь на нагрев и т.д. При этом на раскачивание самого эфира энергия не тратится. В добротных контурах колебания могут продолжаться несколько минут, при этом совершенно не потребляя энергии из вне. Всё это время вокруг катушки будет переменное магнитное поле, раскачивающее эфир вокруг неё. Казалось бы, осталось только поставить рядом ещё пару катушек и проблема энергии решена, но тут надо вспомнить, что индукционный ток в соседней катушке создаёт своё магнитное поле, направленное против поля, его создавшего и очень быстро его подавит (вспомним и про безваттное сопротивление). Получается, что первую катушку всегда надо подпитывать током и он будет как бы переходить на вторую катушку. При этом, если вторую катушку не замыкать, то тока в разомкнутом контуре не будет и первая катушка практически не будет потреблять энергии. Так работают современные трансформаторы. Только я бы сказал, что он не переливает энергию с одной катушки на другую, а продавливает с огромным усилием и потерями, нагреваясь и гудя при этом.

Решением проблемы могло бы стать создание катушки, которая бы не оказывала сопротивления магнитному потоку, т.е. не имеющей самоиндукции. Однако тут появляется противоречие: в катушке, обладающей индукцией всегда будет и ток самоиндукции, а в катушке, не имеющей индуктивности, не может появиться индукционный ток и она бесполезна. Любой замкнутый проводник имеет свою индуктивность, хоть самую малую.

Никола Тесла очень хорошо представлял себе магнитные поля и их взаимодействия и поэтому смог найти очень простое и, я бы сказал, элегантное решение проблемы. Он придумал катушку, у которой пропадает реактивное сопротивление на определённой частоте. Эта катушка была названа бифилярной :

Тесла запатентовал эту катушку, как что-то совершенно новое, чем она и была, но не описал в патенте своего способа её использования, а скорее всего это описание было позже изъято. В описании осталось только упоминание, что эта катушка может использоваться для создания больших магнитных полей. С другой стороны, один из видов этой катушки как раз обладает нулевой самоиндукцией. Совпадение?

Сейчас различные виды этой катушки используются в радиотехнике, но оригинального назначения, похоже, так до сих пор никто и не понял. Более подробно об этой катушке я напишу в следующий раз.

Как мы уже знаем, вокруг каждого проводника, по которому проходит электрический ток, образуется магнитное поле. Такая неразрывная связь между электрическим током и магнетизмом используется для получения тока при помощи магнитно­го поля.

Так если замкнутый проводник поместить между полюсами магнита и начать его перемещать или, оставив неподвижным проводник, перемещать магнит, то по замкнутому проводнику пойдет электрический ток. Возбуждение в проводнике электрического тока под действием магнитного поля носит название электромагнитной индукции, а электродвижущая сила, возникающая в проводнике в результате этого явления, называется индуктированной электродвижущей силой.

Па принципе электромагнитной индукции основана работа генераторов электрического тока. Величина индуктированной к д. с. зависит от ряда факторов: магнитной индукции В, длины проводника I и скорости его перемещения v в магнитном поле. Если магнитные силовые линии пересекают проводник перпен­дикулярно, то величина индуктированной э. д. с. подсчитывается по формуле

где Е - индуктированная э. д. с, В; В - магнитная индукция, Т; l- длина проводника, м;

v - скорость перемещения проводника в магнитном поле, м/с

Направление индуктированной э. д. с. определяется по правилу правой руки: если расположить ладонь правой рука так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, а отставленный большой палец указывал направление движения проводника относительно магнитного поля, то вытянутые четыре пальца укажут направление индуктированной э. д. с.

Самоиндукцией называется явление индуктирования э. д. с. в замкнутом контуре (в проводнике или электрической цели) под действием изменения собственного магнитного потока в контуре при изменении тока в нем. Индуктируемая при этом э. д. с. называется э. д. с. самоиндукции. Электродвижущая э. д. с. самоиндукции зависит от количества витков катушки или обмотки, наличия в ней стальных сердечников и скорости изменения магнитного потока. При этом э. д. с. самоиндукции всегда направлена навстречу причине, вызвавшей ее появление.

Так, согласно правилу Ленца при увеличении тока э. д. с. самоиндукции препятствует его нарастанию; при уменьшении, складываясь с э. д. с. источника тока, препятствует его убыванию. Электродвижущая сила самоиндукции возникает в обмотках в катушках электрических приборов и машин.

Для сравнения различных проводников в отношении их способности возбуждать э. д. с. самоиндукции вводится понятие о коэффициенте с а м о и н д у к ц и и, или и н д у к т и в и о с т и, которая измеряется в генри (сокращенно Г). Индуктивностью в 1 генри обладает такая цепь, в которого при равномерном изменении тока со скоростью I ампер п секунду возникает з. д. с, равная 1 вольту.

Явлением взаимоиндукции называется возникновение э. д. с. в какой-либо обмотке под влиянием изменения поля другой обмотки, расположенной рядом с первой. Электродвижущая сила, возникающая при этом явлении, называется э. д. с. взаимоиндукции.

Цепь, в которой подводится изменяющийся по силе ток, называется обычно первичной, а цепь, в которой индуктируется э. д. с. взаимоиндукции, называется вторичной цепью. Взаимоиндуктивность, так же как и индуктивность, измеряется в генри. Величина индуктируемой по вторичной цепи э. д. с. зависит от скорости изменения тока в первичной цепи.

Явление взаимоиндукции широко используется в электротех­нике в тех случаях, когда необходимо передать электроэнергию из одной цепи в другую без проводниковой связи между ними или, как принято говорить, электромагнитным путем. На этом явлении основана работа трансформаторов.

Существует электромагнитное поле - это единая и неделимая составляющая.
Подробне:
1. Вокруг каждого проводника с током возникает магнитное поле. Если ток постоянный, то и магнитное поле постоянное и никак себя не проявляет.
2. Если есть разность потенциалов (напряжение) , то между разными потенциалами возникает электрическое поле. Если напряжение постоянное, то и это поле постоянное и никак себя не проявляет.
Вернемся к 1. Если ток переменный, то вокруг проводника магнитное поле тоже будет переменным. Если в переменное поле поместить проводник, то на его концах под воздействием возникнет разность потенциалов (переменная) . Это и есть индукция.
Вернемся к 2. Поскольку разность потенциалов переменная, то возникает переменное электрическое поле. Но если рассматривать такой проводник как большой конденсатор, то под воздействием переменного электрического поля на обкладках конденсатора возникнет движение электрических зарядов (т. е. электрический ток) . А вокруг проводника с током опять возникнет переменное магнитное поле.
3. Так они и будут преобразовываться одно в другое (в противофазе - максимум электрического поля - минимум магнитного и наоборот) . Это будет единое электромагнитное поле и явление это называется электромагнитной индукцией.