Индукционный ток в кольце возникает так как сталь это

Обновлено: 10.05.2024

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом токопроводящем контуре при изменении проходящего сквозь данный контур магнитного потока. При этом контур может находиться неподвижно в изменяющемся во времени магнитном поле или двигаться в постоянном магнитном поле таким образом, что магнитный поток, проходящий сквозь ограниченную этим контуром поверхность, меняется.

Проходящий по контуру индукционный ток вызывает появление у контура собственного магнитного поля.

Взаимодействие магнита и проводящего контура

Возникновение индукционного тока демонстрирует следующий опыт:

В замкнутое кольцо из алюминия или меди, подвешенное на нити, вдвигают постоянный магнит, повернутый к кольцу одним из полюсов. При этом кольцо начинает отталкиваться от магнита, проявляя свойства магнита, который сближается с другим магнитом одноименным полюсом. Если приближать магнит к кольцу другим полюсом, то кольцо поведет себя так же.

Постоянный магнит помещают внутри кольца и начинают выдвигать. Кольцо будет тянуться за магнитом, то есть вести себя так, как один из двух магнитов, обращенных друг к другу противоположными полюсами.

Разомкнутое кольцо не будет реагировать на приближение и отдаление магнита.

Когда магнит приближается к кольцу, магнитный поток, проходящий сквозь кольцо, увеличивается. Возникающая в связи с этим электродвижущая сила порождает в замкнутом кольце индукционный ток, а проходящий по кольцу ток создает собственное магнитное поле.

Ток при этом направлен так, что собственное магнитное поле кольца препятствует изменению входящего магнитного потока, то есть отталкивает постоянный магнит. В разомкнутом кольце также генерируется ЭДС, но тока не возникает.

При выдвижении магнита из кольца магнитный поток уменьшается, в замкнутом кольце при этом также возникает индукционный ток с собственным магнитным полем, притягивающим постоянный магнит и препятствующим изменению (в данном случае — уменьшению) входящего магнитного потока.

Подобный опыт можно провести, если использовать вместо кольца катушку, замкнутую на гальванометр.

При перемещении магнита гальванометр показывает наличие тока в катушке. Причем при приближении магнита и, соответственно, увеличении магнитного потока, проходящего сквозь катушку, направление тока будет одним, а при отдалении магнита от катушки и уменьшении магнитного потока направление тока будет противоположным. Если держать магнит неподвижно, ток в катушке будет отсутствовать.

Определение направления индукционного тока

Правило Ленца

Индукционный ток, возникающий в замкнутом контуре, всегда имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром, ослабляет действие причины, возбуждающей этот ток.

Направление индукционного тока зависит от того, увеличивается или уменьшается проходящий сквозь контур магнитный поток.

Правило Ленца соответствует закону электромагнитной индукции, согласно которому ЭДС индукции действует так, что индукционный ток препятствует изменению проходящего магнитного потока.

Правило правой руки

Если известно направление магнитного потока, вызванного индукционным током, то можно определить направление тока, используя правило правой руки или правило буравчика:

Если обхватить катушку правой рукой так, чтобы большой палец указывал направление магнитного потока внутри катушки (на северный полюс катушки), то четыре пальца покажут направление тока в витках катушки.

Пример решения задачи

Дано: к катушке приближают и удаляют северный полюс магнита.

Индукционный ток

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.

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.

Индукционный ток в кольце возникает так как сталь это

1. Для чего проводился опыт магнита с кольцом?

Чтобы определить, как направлен индукционный ток в кольце.

а) При приближении к сплошному кольцу любого полюса магнита свободно вращающееся на игле кольцо отталкивается от него.
Почему?
При приближении к кольцу любого полюса магнита, поле которого является неоднородным, проходящий сквозь кольцо магнитный поток меняется (здесь увеличивается, т.е. увеличивается густота магнитных линий).

В сплошном кольце возникает индукционный ток, который создает вокруг собственное магнитное поле.
Кольцо становится магнитом.
Взаимодействуя с приближающимся полосовым магнитом, кольцо отталкивается от него.

б) При удалении магнита от сплошного кольца оно, притягиваясь, следует за магнитом.
Почему?
При удалении от кольца любого полюса магнита, поле которого является неоднородным, проходящий сквозь кольцо магнитный поток меняется (здесь уменьшается).
Возникающий в сплошном кольце индукционный ток создает вокруг собственное магнитное поле.
Кольцо становится магнитом.
Взаимодействуя с удаляющимся полосовым магнитом, кольцо притягивается к нему.

В обоих случаях мы наблюдаем взаимодействия двух магнитов: полосового магнита и магнита-кольца.
Очевидно, у кольца-магнита в этих опытах меняются магнитные полюсы.

2. Почему кольцо с разрезом не реагирует на приближение магнита?

Индукционный ток в кольце с разрезом возникнуть не может, так как эта электрическая цепь разомкнута.

3. Как объяснить явления, происходящие при приближении магнита к сплошному кольцу; при удалении магнита?

а) При приближении магнита к кольцу они отталкиваются.
Значит кольцо и магнит обращены друг к другу одноименными полюсами.
А векторы магнитной индукции их полей направлены противоположно друг другу.
Магнитное поле индукционного тока кольца будет противодействовать увеличению магнитного потока полосового магнита, проходящего сквозь кольцо.
Кольцо будет отталкиваться от магнита.

б) При удалении магнита от кольца они притягиваются.
Значит кольцо и магнит обращены друг к другу разноименными полюсами.
Это возможно, когда вектора магнитной индукции их полей направлены одинаково.
Магнитное поле индукционного тока кольца будет противодействовать уменьшению внешнего магнитного потока полосового магнита.
Кольцо будет притягиваться к магниту.

4. Как определить направление индукционного тока в кольце?

Для определения направления индукционного тока прежде всего необходимо знать, как направлен вектор магнитной индукции (направление магнитных линий) созданного этим током магнитного поля (в центре кольца).

Направление индукционного тока в кольце можно определить с помощью правила правой руки:

Если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.

. Правило правой руки можно применять не только для катушки (соленоида), но и для определения направления линий магнитного поля в центре одиночного витка с током.
Можно использовать и обратную задачу, т.е. зная направление линий магнитного поля, можно опредилить направление тока в этом витке с током.

Правило правой руки применяем дважды:
- для случая приближения магнита к кольцу,
- для случая удаления магнита от кольца.

5. Как сформулировать правило Ленца?

Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению внешнего магнитного потока, которое вызвало этот ток.

«Физика - 11 класс»

Направление индукционного тока, возникающего в катушке, зависит от того, приближается магнит к катушке или удаляется от нее.

Возникающий индукционный ток может притягивать или отталкивать магнит, т.к. катушка становится подобной магниту с двумя полюсами — северным и южным.
На основе закона сохранения энергии можно предсказать, в каких случаях катушка будет притягивать магнит, а в каких отталкивать его.

Взаимодействие индукционного тока катушки с магнитом.

В чем состоит различие двух опытов: приближение магнита к катушке и его удаление?

Если магнит приближать к катушке

Число линий магнитной индукции, пронизывающих витки катушки, или, что то же самое, магнитный поток, увеличивается.
Катушка становится подобной магниту, обращенному одноименным полюсом к приближающемуся к ней магниту.
Линии индукции В катушке появляется индукционный ток такого направления, что магнит обязательно отталкивается.
Для сближения магнита и катушки нужно совершить положительную работу.

Если магнит удалять от катушки

Число линий магнитной индукции, пронизывающих витки катушки, или, что то же самое, магнитный поток, уменьшается.
Линии индукции Катушка с током становится аналогична магниту, северный полюс которого находится снизу.
В катушке возникает ток такого направления, что проявляется притягивающая магнит сила.

Аналогично можно рассмотреть опыт, когда на концах стержня, который может свободно вращаться вокруг вертикальной оси, закреплены два проводящих алюминиевых кольца (одно из них с разрезом).

С разрезанным кольцом магнит не взаимодействует, так как разрез препятствует возникновению в кольце индукционного тока.
Отталкивает или притягивает другое кольцо магнит, зависит от направления индукционного тока, возникающего в кольце.
Поэтому закон сохранения энергии позволяет сформулировать правило, определяющее направление индукционного тока.

Существует правило, позволяющее определить направление индукционного тока, которое было установлено русским физиком Э. X. Ленцем:

Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

или более кратко:

Индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать причине, его вызывающей.

При увеличении магнитного потока через витки катушки индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует усилению магнитного потока через витки катушки.
Ведь линии индукции поля, изменение которого порождает электрический ток.
Если же магнитный поток через катушку ослабевает, то индукционный ток создает магнитное поле с индукцией

Применение правила Ленца:

1. Определить направление линий магнитной индукции

2. Выяснить, увеличивается ли поток вектора магнитной индукции этого поля через поверхность, ограниченную контуром (ΔФ > 0), или уменьшается (ΔФ < 0).

3. Установить направление линий магнитной индукции 0 и иметь одинаковое с ними направление при ΔФ 4. Зная направление линий магнитной индукции

Источник: «Физика - 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Электромагнитная индукция. Физика, учебник для 11 класса - Класс!ная физика

Направление индукционного тока. Правило Ленца

Список вопросов теста

Вопрос 1

При внесении магнита в катушку, замкнутую на гальванометр, в ней возникает индукционный ток. направление тока в катушке зависит
А: от скорости движения магнита
Б: от того, каким полюсом вносят магнит в катушку

Только А
Только Б
И А, и Б
Ни А, ни Б

Вопрос 2

Опыт по демонстрации правила Ленца проводится со сплошным кольцом, а не с разрезанным, так как

Сплошное кольцо сделано из стали, а разрезанное из алюминия
Сплошное кольцо сделано из алюминия, а разрезанное из стали
В сплошном кольце не возникает вихревое электрическое поле, а в разрезанном возникает
В сплошном кольце возникает индукционный ток, а в разрезанном нет

Вопрос 3

На рисунке запечатлен тот момент демонстрации правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Северный полюс магнита находится вблизи сплошного кольца. Если теперь передвинуть магнит вперед, то ближайшее к нему кольцо будет

оставаться неподвижным
перемещаться навстречу магниту
удаляться от магнита
совершать колебания

Вопрос 4

На рисунке запечатлен тот момент демонстрации правила Ленца, когда все предметы неподвижны. Северный полюс магнита находится вблизи сплошного кольца. Если теперь передвинуть магнит назад, то ближайшее к нему кольцо будет

оставаться неподвижным
совершать колебания
перемещаться за магнитом
удаляться от магнита

Вопрос 5

Постоянный магнит вводят в замкнутое алюминиевое кольцо. При этом

Вопрос 6

В каких единицах измеряется индуктивность?

Вопрос 7

Всякое изменение магнитного потока через замкнутый контур порождает.

Гравитационное поле
ЭДС индукции
Силу трения
ЭДС самоиндукции

Вопрос 8

К алюминиевому кольцу с разрезом поднесли постоянный магнит. Что произойдет с кольцом?

Оно притянется
Оно оттолкнется
Оно ни как не отреагирует
Для ответа недостаточно данных

Вопрос 9

ПравилоЛенца является следствием.

Закона Всемирного тяготения
Закона Ома
Закона сохранения энергии
Законов Ньютона

Вопрос 10

При изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную замкнутым контуром, в последнем возникает индукционный ток силой 20 А. Если электрическое сопротивление проводника 4 Ом, время изменения магнитного потока 0,05 с, то модуль изменения магнитного потока равен

Читайте также: