Что такое индукционный ток
Когда проводник пронизывает переменный магнитный поток, в нем возникает электродвижущая сила, способствующая образованию индукционного тока. Сегодня данное явление довольно глубоко проникло не только в сложные отрасли науки и техники, но и в самые обыденные области жизни. Поэтому есть смысл разобраться, какой ток называют индукционным.
Краткая история открытия
Индукционный электрический ток как логическое следствие феномена электромагнитной индукции был обнаружен и впервые описан знаменитым Майклом Фарадеем, британским ученым, совершившим прорыв в физике электричества.
Упорно исследуя условия возникновения электричества под действием магнитов, Фарадей сумел заметить и объяснить возникающее в катушке электрическое движение при изменении магнитного потока в ней. Он понял, когда меняется магнитное поле, проходящее сквозь проводник, в нем наводится электрический ток, который называется индукционным током.
Индукционный ток возникает, если сквозь неподвижный контур проходит изменяющийся магнитный поток или же, когда в постоянном магнитном поле происходит перемещение самого контура. В любом случае в качестве причины возникновения индуцированного или индукционного тока выступает вихревое электрополе, которое появляется под влиянием магнитного поля.
Поняв, почему возникает индукционный ток, Фарадей оставил без ответа, куда он направляется. Эту загадку чуть погодя разрешил российский физик Эмилий Ленц, также проводивший опыты с катушками и магнитами.
Всем известно, что электричество порождает магнитное поле. Когда на проводник влияет такое поле и зарождается электроток, магнетизм этого электротока противодействует магнетизму, вызвавшему индукцию. Силовые линии обоих полей направлены по встречным направлениям и взаимно пытаются погасить друг друга. Так родилось правило Ленца. Его смысл заключается в том, что все токи, поля, силы, появившиеся в процессе электромагнитной индукции, стремятся компенсировать влияние процесса, который таковую вызвал.
Физический смысл явления
Чтобы понять, что представляет собой индуктивное электричество, необходимо вспомнить основные закономерности электродинамики, в частности закон электромагнитной индукции Фарадея, формула которого выражает взаимосвязь между магнитными и электрическими явлениями.
На основании представленной выше формулы можно сделать вывод, что значение ЭДС индукции, следовательно, и индукционного тока зависит от скорости изменения проходящего сквозь контур магнитного потока или же скорости движения контура в неизменном магнитном поле. Поэтому, чем быстрее меняется МП или движется проводник, тем больше будет величина возникшего индукционного тока.
Закон Фарадея позволяет найти величину индукционного тока. Ведь ЭДС индукции с некоторым уровнем упрощения можно рассматривать как напряжение индукционного тока, минимум потому, что она играет ту же роль в зависимости для силы индукционного тока, идентичной закону Ома для участка цепи, где I — сила тока, а R — сопротивление проводника:
Если запитанный проводник (катушка, стержень и т. п) движется сквозь постоянное магнитное поле, то ЭДС индукции создаётся за счёт силы Лоренца:
При движении в магнитном поле к проводнику необходимо прилагать механическую силу, чтобы преодолеть тормозящий эффект силы Лоренца. Чем больше сила будет приложена, тем больше будет электродвижущая сила.
Чтобы определить, куда направлен индукционный ток, нужно применить способ, названный правилом правой руки. Ее располагают так, чтобы линии МП входили в ладонь, а большой палец был сонаправлен с движением проводника. Тогда по остальным вытянутым пальцам определяется ориентация тока.
Применение в быту
Индуцированный или как ещё можно назвать, индукционный ток, способен оказывать электрическое, тепловое и механическое действие, поэтому он используется в самых разнообразных сферах человеческой деятельности. Например, он является целевым продуктом электрогенераторов различного рода, а обратный процесс, связанный с компенсирующим движением магнита даёт человечеству сонм электродвигателей. Возникновение такого тока является гарантией работы разнообразных реле, датчиков, трансформаторов.
Электромагнетизм играет важную роль при использовании устройств связи. Вихревые токи, зарождающиеся в тяжеловесных проводящих объектах под влиянием переменных магнитных полей, при надлежащей мощности магнита способны раскалить их до такой степени, что на этом процессе основано действие промышленных индукционных печей. Передача энергии полями таким образом служит основой для устройств РЭБ и беспроводных зарядных устройств.
Загрузка...
