Явление электромагнитной индукции. Магнитный поток. Закон электромагнитной

в том,
что мы быстро сдаёмся.
Иногда, чтобы получить желаемое,
надо просто попробовать

ещё один раз.
Томас Эдисон

и ограничивающий поверхность площадью S. Пусть нормаль (вектор, длина которого равна

единице, и который всегда перпендикулярен контуру) составляет с вектором магнитной индукции некий угол .

При усилении магнитного поля количество силовых линий возрастает и возрастает их

количество, которое будет пронизывать контур.

к уменьшению числа линий, пронизывающих контур.

одна из этих линий не будет пронизывать контур.

силы ветра или области пространства, в котором он ограничен, или

потока воды в реке, в зависимости от ее ширины или проливных дождей, величину характеризующую закономерности магнитного поля, назвали магнитным потоком или потоком вектора магнитной индукции.
Магнитным потоком через плоскую поверхность понимают скалярную физическую величину, численно равную произведению модуля магнитной индукции на площадь поверхности, ограниченную контуром, и на косинус угла между нормалью к поверхности и магнитной индукцией.

произведение модуля магнитной индукции на косинус угла альфа. 
Магнитный поток тем

больше, чем больше линий магнитной индукции пронизывает контур и чем больше площадь этого контура.
Магнитный поток обозначается большой греческой буквой F
Единицей магнитного потока в СИ является Вб (вебер).
[F] = [Вб]
1 вебер — это магнитный поток однородного магнитного поля с индукцией 1 Тл через перпендикулярную ему поверхность площадью 1 м2.

швейцарский физик Жан-Даниэль Колладон и английский физик Майкл Фарадей, которые

практически одновременно начали заниматься решением этой проблемы.

Записав в своем дневнике фразу «Превратить магнетизм в электричество!», Фарадей 10 лет потратил на упорные эксперименты, для решения поставленной задачи.

— это явления одной природы. Благодаря своему упорству и вере

в неделимость электрических и магнитных явлений, он сделал открытие, которое вошло в основу устройства генераторов всех электростанций мира, превращающих механическую энергию в энергию электрического тока. Открытие было сделано 17 октября 1831 года.
Вот полное описание первого успешного опыта: «Двести три фута медной проволоки в одном куске были намотаны на большой деревянный барабан; другие двести три фута такой же проволоки были проложены в виде спирали между витками первой обмотки, причем металлический контакт был везде устранен посредством шнурка.

— с хорошо заряженной батареей из ста пар пластин в

четыре квадратных дюйма с двойными медными пластинками.

При замыкании контакта наблюдалось внезапное, но очень слабое действие на гальванометр, и подобное же слабое действие имело место при размыкании контакта с батареей».

Фарадей установил, что при замыкании и размыкании  возникают индукционные токи противоположных

направлений.
Далее он переходит к изучению влияния железа на индукцию. «Из круглого брускового, мягкого железа было сварено кольцо; толщина металла была равна семи-восьми дюймам, а наружный диаметр кольца — шести дюймам. На одну часть этого кольца было намотано три спирали, каждая из которых содержала около двадцати четырех футов медной проволоки толщиной в одну двадцатую дюйма. Спирали были изолированы от железа и друг от друга и наложены одна на другую... Ими можно было пользоваться по отдельности и в соединении; эта группа обозначена буквой А.

шестидесяти футов такой же медной проволоки в двух кусках, образовавших

спираль B, которая имела одинаковое направление со спиралями А, но была отделена от них на каждом конце на протяжении примерно полу дюйма голым железом.

от кольца. Отдельные спирали А соединялись конец с концом так, что образовали

общую спираль, концы которой были соединены с батареей из десяти пар пластин в четыре квадратных дюйма. Гальванометр реагировал немедленно, притом значительно сильнее, чем это наблюдалось выше, при пользовании в десять раз более мощной спиралью без железа».
Задача, поставленная Фарадеем в 1820 году, была решена: магнетизм был превращен в электричество.
Одновременно с Фарадеем получить ток в катушке с помощью магнита пытался и швейцарский физик Колладон. Он пользовался в своей работе гальванометром, легкая магнитная стрелка которого помещалась внутри катушки прибора.

концы катушки были выведены в отдельную комнату и там присоединены

к гальванометру.
Вставив магнит в катушку, Колладон шел в соседнюю комнату и разочарованный убеждался, что гальванометр не показывал наличие тока в цепи. Покоящийся относительно катушки магнит не может вызвать в ней тока. Стоило бы ему наблюдать за гальванометром, а ассистента попросить заняться магнитом, и проблема была бы решена.
О вопросах надобности и ненадобности открытия данного явления долго спорили и не только ученые.

в Королевском обществе, где он демонстрировал свои опыты, к нему

подошел богатый коммерсант, оказывавший обществу материальную поддержку, и надменным голосом спросил:
- Всё, что вы нам здесь показывали, господин Фарадей, действительно красиво. Но теперь скажите мне, для чего годится эта магнитная индукция!?
- А для чего годится только что родившийся ребёнок? — ответил рассердившийся Фарадей.»

изобретатели, и прежде всего, Вернер фон Сименс, изобретший в 1866

г. динамо-машину, положившую основу для промышленного производства электроэнергии.

концы которой присоединены к гальванометру. Если постоянный магнит, например полосовой,

вдвигать внутрь катушки, то в цепи возникает электрический ток.

Если магнит выдвигать из катушки, то гальванометр также регистрирует ток в цепи, но противоположного направления. 
Электрический ток возникает и в случае, если магнит оставить неподвижным, а двигать относительно него катушку.

электрический ток. Если вращать магнит внутри катушки, то гальванометр не зафиксирует

наличие тока в цепи.
Аналогичный опыт можно проделать, используя вместо постоянного магнита, другую катушку, но уже с током. Не трудно заметить, что ток в катушке возникает всякий раз, когда изменяется магнитный поток, пронизывающий катушку.
Явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего контур, называется явлением электромагнитной индукции, полученный ток, называется индукционным током.

перемещении единичного заряда вдоль замкнутого проводника называют электродвижущей силой (сокращенно ЭДС).
При

изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром (при изменении количества линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность), в нем появляются сторонние силы, действие которых характеризуется ЭДС, называемой ЭДС индукции, обозначают греческой буквой  (кси), а измеряется в В (вольтах).
значение индукционного тока и ЭДС индукции не зависит от причин изменения магнитного потока (меняется ли площадь, ограниченная контуром, или его ориентация в пространстве, или за счет изменения среды и т.д.).

потока. Сила индукционного тока пропорциональна скорости изменения магнитного потока через

поверхность, ограниченную контуром.

пропорционально скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

∆t – промежуток

времени, в течении которого произошло изменение магнитного потока.
Закон электромагнитной индукции формулируется именно для ЭДС и определяется только изменением магнитного потока.
Сила индукционного тока зависит
и от свойств проводника:
Индукционный ток противодействует изменению магнитного потока. ЭДС индукции и скорость изменения магнитного потока имеют разные знаки.

Какой заряд пройдет по проводу, если его потянуть за две

диагонально противоположные вершины так, чтобы он сложился? Сопротивление провода 0,1 Ом, а вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли 50 мкТл.