Электромагнитная индукция

представьте магнитное поле направленная перпендикулярно экрану в вашу сторону вот эти кружочки символизирует наконечники стрел смотрящих на вас из экрана и в магнитном поле ум не находится проводник а в проводнике диск некий зарядку и так это у меня магнитное поле оно направлено из экрана на вас и пусть этот проводник пересекается с магнитным полем фрагментом длины l то есть магнитное поле имеет границы и расстояния между этими линиями равно l таким образом внутри этого поле находится участок проводника скажем проволоки длиной l и пусть но этот проводник не подается напряжение по нему не течет ток и что случится в такой ситуации если в магнитном поле находится неподвижный заряд то с ним ничего не происходит мы знаем что сила действующие со стороны магнитного поля на заряд равняется заряду умноженному на векторное произведение скорости движения этого заряда на индукцию магнитного поля если заряд неподвижен то его скорость равна нулю если перевести все скалярные величины то получится что модуль силы действующие на заряд равен произведению этого заряда на модуль скорости на модуль магнитной индукции и на синус угла между ними в нашем случае все что происходит в пределах плоскости экрана перпендикулярна магнитному полю значит угол между вектором магнитного поля и любыми векторами в этой плоскости будет равен 90 градусам значит синус тета равен единице и про него можно забыть если заряд не движутся то есть его скорость 0 той сила со стороны магнитного поля на него не действует а значит ничего интересного не происходит но давайте поставим небольшой опыт что произойдет если я начну двигать проводник влево со скоростью в я сдвигаю весь провод параллельно в левую сторону с постоянной скоростью в поскольку заряд и находится в проводнике он тоже будет двигаться влево вместе с проводником с той же самой скоростью в и вот тут начинается самое интересное 1 заряд движется значит мы можем применить первую выученную нами формулу из магнетизма теперь на заряд действует сила равна заряду умноженному на векторное произведение скорости на индукцию магнитного поля скорость теперь не 0 мы считаем что индукция тоже не 0 заряд не 0 а значит и сила тоже стала не 0 куда будет направлена эта сила воспользуемся правилом правой руки для векторного произведения указательный палец правой руки ставим вдоль векторы скорости а средний палец вдоль магнитного поля которая направлена из экрана в вашу сторону тогда как будет расположен большой палец он будет смотреть вверх указательный палец направлен в сторону вектора скорости средний палец в сторону вектора магнитного поля таким образом на этот заряд будет действовать сила направленная вдоль большого пальца то есть вверх а если на заряд действует направленная вверх сила ты заряд сдвинется вверх а если представить что в проводнике находится не один заряд сразу много заряженных частиц то они все сдвинуться вверх а как называются движущиеся по проводнику заряды это ничто иное как электрический ток и получается что если мы сдвинем проводник относительно магнитного поля или сдвинем магнитное поле вдоль проводника это одно и то же то в проводнике возникнет электрический ток именно по этому принципу и работают электрогенераторы с помощью них мы получаем основную часть электрического тока которым пользуемся в быту используются некие силы природы чтобы вращать турбины и перемещать магнитное поле относительно проводников или проводники относительно магнитного поля но вернёмся к нашей теме представьте что вот эта частица находится в самом начале отрезка л то есть в той точке где магнитное поле начинает воздействовать на проводник какую работу проделает магнитное поле по отношению к этому заряду что такое работа работа это произведение силы на расстояние при условии что направление силы совпадает с направлением движения какую работу совершит магнитное поле это произведение результирующей силы на расстояние пройденное часть пиццей частица пройдет расстояние l после того как закончится магнитное поле закончится и его воздействии на заряд сила у нас равна вот этому выражению поэтому запишу работа равна q на векторное произведение скорости на индукцию и все это умножить на расстояние расстояние это просто скалярная величина я могу поставить перед векторным произведением получается кунал на векторное произведение в на п это у нас произведение силы на расстояние мы нашли работу магнитного поля действующего на некий зарядку теперь давайте найдем какую работу выполняет магнитное поле на единичный заряд для этого нужно разделить обе части равенства на q и так работа на зарятся равна расстоянию умноженному на векторное произведение скорости с которой мы двигаем проводник влево на индукцию и вот тут тоже интересный момент что такое отношение работы к заряду работа это энергия она измеряется в джоулях озарят измеряется в кулонах что такое отношение джоулях кулону это ничто иное как вольт вольт равен джоуль деленному на кулон таким образом заряд начинает двигаться по проводу как будто в проводнике есть напряжение то есть разница потенциалов между нижней точкой и верхней нижняя точка ведет себя как положительный полюс верхняя как отрицательный в проводе как будто возникает напряжение заставляющая заряд двигаться если вы не знали о том что вокруг проводника магнитное поле но увидели как по нему течет ток значит вы могли бы сделать вывод что на проводники есть напряжение но что такое напряжение эта разница потенциалов разница потенциальной энергии заставляющая заряд двигаться но в нашем случае никакой разницы потенциалов нет заряд движется из-за силы со стороны магнитного поля поэтому в данном случае физики не говорят что возникла напряжения они говорят что возникла электродвижущая сила и д.с. электродвижущая сила точно также измеряется в джоулях на кулон то есть вольтах при анализе цепей она играет в ту же самую роль что я разница потенциалов но поскольку у э.д.с. и напряжение разная природа поскольку или с это некое активное воздействие на заряд то магнитное поле заставляет его двигаться прикладывает к нему силу поэтому физики придумали другой термин таким образом электродвижущая сила или условное напряжение на проводнике находящимся в магнитном поле равна длине отрезка проводника находящегося в магнитном поле умноженное на векторное произведение скорости движения проводника в магнитном поле на индукцию этого поля давайте подставим в эту формулу какие-нибудь значению скажем индукция магнитного поля равна двум тесла проводник пусть движется влево со скоростью 3 метра в секунду и давайте ради интереса представим что у проводника есть сопротивление которое равно скажем 6 am am у любого проводника есть некое сопротивление также допустим что длина отрезка проводника находящегося в магнитном поле равна 12 метром чему тогда равна э.д.с. электродвижущая сила возникающая в таком проводнике равняется длине отрезка проводника в магнитном поле 12 метров умножить на в нашем случае векторы скорости индукции перпендикулярны друг другу то есть синус угла между ними равен единице значит достаточно перемножить модули этих векторных величин получается длина то есть 12 метров умножить на скорость на 3 метра в секунду умножить на магнитную индукцию на 2 тесла таким образом э.д.с. равна 72 вольтам или 72 джоулям на кулон получается что у нас как будто возникла разница потенциалов на 6-ом о вам резисторе напряжение равно произведению силы тока на сопротивление или что то же самое и д с а равна произведению силы тока на сопротивление таким образом если взять напряжение и разделить его на сопротивление то есть семьдесят два вольта разделить на 6 ум тогда мы получим силу тока а значит при движении проводника в магнитном поле и ds индуцирует ток силой 12 ампер спасибо что подписывайтесь на наш канал нам очень важно знать ваше мнение если у вас возникают вопросы касательно данного видеоролика то не стесняйтесь задавать их в комментариях мы с удовольствием на них ответим