Indukcja elektromagnetyczna.

a) Definicja strumienia indukcji pola magnetycznego:


φB=BdS lub φB=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 φB przez dowolną zamkniętą powierzchnię jest równy zeru:


φB=BdS=0

c) Zjawisko indukcji elektromagnetycznej i prawa nim rządzące:


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


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.

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

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.