§ 9. Явище електромагнітної індукції. Досліди Фарадея

• Назад до змісту

ПОМІРКУЙТЕ І ДАЙТЕ ВІДПОВІДЬ

1. Доки буде існувати струм, що виникає під час переміщення магніту відносно замкнутого провідника? Від чого залежить величина струму і його напрям?

Струм буде існувати тільки під час руху магніту відносно замкнутого провідника, тобто доки змінюється магнітне поле, яке пронизує цей провідник, а після зупинки магніту струм одразу зникне [55]. Величина індукційного струму залежить від швидкості зміни магнітного поля та від величини зміни магнітного поля [56]. Його напрям залежить від того, як саме змінюється магнітне поле через котушку (зростає чи спадає), а також від того, який полюс магніту знаходиться ближче до котушки [56, 57].

1. Якими будуть результати описаних вище експериментів, якщо магніт залишити нерухомим, а котушку наближати чи віддаляти від нього?

Результати експериментів будуть аналогічними, тобто в котушці так само виникатиме індукційний струм [54]. Для виникнення явища електромагнітної індукції важливий відносний рух, тому переміщення замкнутого провідника відносно нерухомого магніту змінює кількість силових ліній магнітного поля, що пронизують контур, роблячи це поле змінним [54].

1. Чи можна в побуті обійтися без приладів, які діють на основі електромагнітної індукції?

У сучасному побуті неможливо обійтися без приладів, які діють на основі електромагнітної індукції [57]. На цьому явищі базується робота генераторів, що виробляють практично всю електроенергію, трансформаторів, які її передають, а також індукційних лічильників, індукційних плит, бездротових зарядних пристроїв, мікрофонів та жорстких дисків комп’ютерів [57, 58].

ПЕРЕВІРТЕ СЕБЕ

1. Розпізнайте неправдиву інформацію. Електричний струм виникає в замкнутому провіднику, якщо він перебуває в постійному магнітному полі. Величина індукційного струму залежить від «швидкості зміни» магнітного поля. Індукційний струм завжди має один напрям. Майкл Фарадей витратив десять років на відкриття явища електромагнітної індукції.

Неправдивою інформацією є два твердження: «Електричний струм виникає в замкнутому провіднику, якщо він перебуває в постійному магнітному полі» (насправді поле обов’язково має бути змінним) та «Індукційний струм завжди має один напрям» (його напрям змінюється залежно від характеру зміни магнітного поля та орієнтації полюсів магніту) [54, 56].

2. Для демонстрації електромагнітної індукції Фарадей використав дві розміщені одна біля одної котушки (мал. 9.9). Ліву котушку приєднав до джерела струму, а праву замкнув на гальванометр. Індукційний струм виникав у момент замикання або розмикання кола лівої котушки. Чому?

Індукційний струм у правій котушці виникав тому, що в момент замикання або розмикання кола лівої котушки струм у ній швидко змінювався (зростав від нуля до робочого значення або спадав до нуля) [58]. Ця швидка зміна струму створювала навколо лівої котушки змінне магнітне поле, яке пронизувало витки сусідньої правої котушки, викликаючи в ній явище електромагнітної індукції [58].

ПЕРЕВІРТЕ СЕБЕ

3. Розгляньте електричну схему (мал. 9.10) і вкажіть чотири способи отримання індукційного струму в правій котушці.

Для виникнення індукційного струму в правій котушці необхідно змінювати магнітне поле, яке її пронизує і створюється лівою котушкою. Відповідно до поданої схеми, цього можна досягти такими чотирма способами:

1. Замикання ключа в електричному колі лівої котушки, під час якого сила струму в ній швидко зростає від нуля до робочого значення, що спричиняє виникнення і посилення магнітного поля.
2. Розмикання ключа в електричному колі лівої котушки, під час якого сила струму стрімко зменшується до нуля, а створене магнітне поле зникає.
3. Переміщення повзунка реостата в електричному колі лівої котушки (при замкненому ключі), що змінює загальний опір кола, силу струму в ньому і, як наслідок, величину магнітного поля лівої котушки.
4. Відносне переміщення котушок (наближення лівої котушки до правої або їхнє віддалення одна від одної) при замкненому ключі, що змінює кількість ліній магнітного поля, які пронизують праву котушку.