Параграф 60 Физика 8 класс Пёрышкин | Конспект

Направление индукционного тока. Правило Ленца

В параграфе рассматриваются опыты, иллюстрирующие возникновение индукционного тока и его направление в замкнутом контуре при изменении магнитного потока. Для определения направления индукционного тока используется правило Ленца, которое гласит, что индукционный ток всегда направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению магнитного потока, который его вызывает. Это правило позволяет предсказать поведение проводника или контура при изменении внешнего магнитного поля.

Пример с алюминиевыми кольцами

На рисунке 168 изображен прибор, состоящий из алюминиевой пластины с кольцами, одно из которых цельное, а другое имеет разрез. Если подносить магнит к цельному кольцу, то в нем возникает индукционный ток, который создает собственное магнитное поле, противодействующее движению магнита. В результате кольцо отталкивается от магнита. Если же поднести магнит к кольцу с разрезом, индукционный ток не возникает, так как контур не замкнут, и никакого отталкивания не происходит. Это показывает, что для появления индукционного тока необходим замкнутый контур.

Взаимодействие магнита и кольца

Когда магнит приближается к цельному кольцу, в нем появляется ток, создающий магнитное поле, направленное против поля магнита. Это вызывает силу, отталкивающую кольцо от магнита. Если магнит удаляется, ток в кольце меняет направление, и кольцо начинает притягиваться к магниту. Направление индукционного тока определяется законом Ленца: он всегда противодействует изменениям магнитного потока, пытаясь вернуть систему в исходное состояние.

Определение направления индукции

На рисунке 170 показаны направления вектора магнитной индукции B и вектора индукционного тока в кольце. Если магнитное поле B увеличивается при приближении магнита, то индукционный ток создает поле, направленное противоположно основному. Если же магнитное поле уменьшается при удалении магнита, то индукционный ток создает поле, направленное в том же направлении, чтобы поддерживать убывающее поле. Таким образом, направление тока и его интенсивность зависят от скорости изменения магнитного потока и его направления.

Магнитное поле и его влияние на направление индукционного тока

При определении направления индукционного тока учитываются векторы магнитного поля и его изменение во времени. Если поле растет, то индукционный ток стремится создать противоположное поле, если уменьшается — поддерживает исходное. Этот процесс объясняет возникновение индукционного тока в трансформаторах и генераторах. Направление индукционного тока можно определить с помощью правила правой руки или правила Ленца: если обхватить контур пальцами, направленными по току, то большой палец покажет направление индукционного магнитного поля.

Применение правила Ленца в электротехнике

Правило Ленца используется для объяснения работы электрогенераторов, трансформаторов и индукционных двигателей. В генераторах вращение магнита приводит к изменению магнитного потока через обмотки, что вызывает появление тока. В трансформаторах изменение тока в одной катушке создает индукционный ток в другой. В индукционных двигателях это явление используется для создания вращающегося магнитного поля, которое приводит в движение ротор двигателя. Открытие закона Ленца стало важным шагом в развитии теории электромагнитных процессов.