Indukcja elektromagnetyczna.

a) Definicja strumienia indukcji pola magnetycznego:

φ_B=∫BdS lub φ_B=BScosα

gdzie kąt alfa, to kąt między B i S.

Jest to strumień przepływający przez powierzchnię S jest zdefiniowany jako iloczyn skalarny wektora indukcji magnetycznej i wektora powierzchni S.

b) Prawo Gaussa dla pola magnetycznego:

Zgodnie z prawem Gaussa najprostszą strukturą magnetyczną jest dipol magnetyczny, nie istnieją zaś monopole magnetyczne. Zgodnie z tym prawem wypadkowy strumień magnetyczny φ_B przez dowolną zamkniętą powierzchnię jest równy zeru:

φ_B=∮BdS = 0

c) Zjawisko indukcji elektromagnetycznej i prawa nim rządzące:

• Prawo Faradaya:

$$\oint_{}^{}{\mathbf{EdS = -}\frac{\mathbf{d}\mathbf{\varphi}_{\mathbf{B}}}{\mathbf{\text{dt}}}}$$

gdzie ∮EdS − ε (SEM indukcji)

W zamkniętym obwodzie znajdującym się w zmiennym polu magnetycznym pojawia się siła elektromotoryczna indukcji równa szybkości zmian strumienia indukcji pola magnetycznego.

• Reguła przekory Lenza:

Prąd indukowany płynie w takim kierunku, że pole magnetyczne wytworzone przez ten prąd przeciwdziała zmianie strumienia pola magnetycznego, który ten prąd produkuje

dipolowy moment magnetyczny zorientowany na
przeciwdziałanie ruchowi magnesu

• Przykład – ramka wyciągana jest ze stałą prędkością z obszaru pola magnetycznego:

Podczas ruchu ramki indukuje się w niej prąd o natężeniu I, płynący w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Na odcinki ramki znajdujące się w polu magnetycznym działają siły F₁, F₂ i F₃.

d) Wyjaśnić w jakich warunkach powstają prądy wirowe i jaka jest tego przyczyna:

Prądy wirowe indukują się w przewodzącej (np. litowej) płycie, gdy usuwa się ją z pola magnetycznego (tak jak na schemacie z poprzedniego punktu dla ramki). Dzieje się tak, ponieważ elektrony przewodnictwa w płycie, które tworzą w niej prąd indukowany nie muszą się poruszać wzdłuż jednego toru (tak jak w ramce). Elektrony krążą za to w płycie tak jakby wpadły w wir wodny.