Kaj je inducirani tok? Razvoj lekcije "Faradayevi poskusi. Elektromagnetna indukcija". Laboratorijsko delo "Raziskava pojava elektromagnetne indukcije"
Pojav v prevodniku indukcije EMF
Če ga postavite v vodnik in ga premaknete tako, da med premikanjem prečka silnice polja, se pojavi vodnik, imenovan indukcijska emf.
EMF indukcije se bo pojavil v prevodniku, tudi če sam prevodnik ostane negiben, magnetno polje pa se premika in prečka prevodnik s svojimi silnicami.
Če je prevodnik, v katerem se inducira indukcijski EMF, zaprt za kateri koli zunanji tokokrog, potem bo pod delovanjem tega EMF skozi tokokrog stekel tok, imenovan indukcijski tok.
Pojav indukcije EMF v prevodniku, ko ga sekajo magnetne silnice imenujemo elektromagnetna indukcija.
Elektromagnetna indukcija je obratni proces, to je pretvorba mehanske energije v električno.
Fenomen elektromagnetna indukcija našel najširša uporaba v. Naprava različnih električnih strojev temelji na njegovi uporabi.
Velikost in smer indukcijske emf
Poglejmo zdaj, kakšna bo velikost in smer elektromagnetnega polja, induciranega v prevodniku.
Velikost EMF indukcije je odvisna od števila silnic polja, ki prečkajo prevodnik na časovno enoto, to je od hitrosti prevodnika v polju.
Velikost inducirane emf je neposredno odvisna od hitrosti prevodnika v magnetnem polju.
Velikost inducirane EMF je odvisna tudi od dolžine tistega dela prevodnika, ki ga sekajo silnice. Večji del prevodnika prečkajo poljske črte, večja je EMF inducirana v prevodniku. In končno, močnejše kot je magnetno polje, tj. večja kot je njegova indukcija, večji je EMF v prevodniku, ki prečka to polje.
Torej, velikost EMF indukcije, ki se pojavi v prevodniku, ko se premika v magnetnem polju, je neposredno sorazmerna z indukcijo magnetnega polja, dolžino prevodnika in hitrostjo njegovega gibanja.
Ta odvisnost je izražena s formulo E = Blv,
kjer je E indukcijska emf; B - magnetna indukcija; I - dolžina prevodnika; v - hitrost vodnika.
To si je treba trdno zapomniti v prevodniku, ki se giblje v magnetnem polju, se EMF indukcije pojavi le, če ta prevodnik prečkajo magnetne silnice.Če se prevodnik premika vzdolž silnic polja, tj. ne prečka, ampak tako rekoč drsi vzdolž njih, potem se v njem ne inducira EMF. Zato je zgornja formula veljavna le, če se prevodnik premika pravokotno na magnet silnice polja.
Smer inducirane emf (kot tudi tok v prevodniku) je odvisna od tega, v katero smer se prevodnik giblje. Za določitev smeri inducirane emf obstaja pravilo desna roka.
Če držite dlan desne roke tako, da vključuje magnetne silnice polja in upognjeno palec bi kazali smer gibanja vodnika, nato bi iztegnjeni štirje prsti kazali smer inducirane EMF in smer toka v prevodniku.
Pravilo desne roke
EMF indukcije v tuljavi
Rekli smo že, da je za ustvarjanje indukcije EMF v prevodniku potrebno premakniti bodisi sam prevodnik bodisi magnetno polje v magnetnem polju. V obeh primerih morajo vodnik prečkati magnetne silnice, sicer EMF ne bo induciran. Inducirani EMF in s tem inducirani tok je mogoče dobiti ne le v ravnem vodniku, temveč tudi v prevodniku, navitem v tuljavo.
Pri gibanju znotraj trajnega magneta se v njem inducira EMF zaradi dejstva, da magnetni tok magneta prečka zavoje tuljave, to je na popolnoma enak način, kot je bil, ko se je premočrtni prevodnik premikal v polju magnet.
Če magnet počasi spustimo v tuljavo, bo emf, ki nastane v njem, tako majhen, da puščica naprave morda sploh ne odstopi. Če, nasprotno, magnet hitro vnesete v tuljavo, bo odklon puščice velik. To pomeni, da je velikost induciranega EMF in s tem jakost toka v tuljavi odvisna od hitrosti magneta, to je od tega, kako hitro silnice prečkajo zavoje tuljave. Če zdaj v tuljavo z enako hitrostjo izmenično vnesemo najprej močan in nato šibek magnet, potem lahko vidimo, da bo pri močnem magnetu puščica naprave odstopala za večji kot. pomeni, velikost inducirane emf in s tem jakost toka v tuljavi je odvisna od velikosti magnetnega pretoka magneta.
In končno, če se isti magnet uvede z enako hitrostjo, najprej v tuljavo s veliko število vrti, nato pa z veliko manjšim, potem bo v prvem primeru puščica naprave odstopala za večji kot v drugem. To pomeni, da je velikost induciranega EMF in s tem jakost toka v tuljavi odvisna od števila njegovih obratov. Enake rezultate lahko dosežemo, če namesto trajnega magneta uporabimo elektromagnet.
Smer EMF indukcije v tuljavi je odvisna od smeri gibanja magneta. Kako določiti smer EMF indukcije, pravi zakon, ki ga je določil E. X. Lenz.
Lenzov zakon za elektromagnetno indukcijo
Vsako spremembo magnetnega pretoka znotraj tuljave spremlja pojav indukcijskega EMF v njem in hitreje ko se spreminja magnetni tok, ki prodira v tuljavo, večji je EMF induciran v njem.
Če je tuljava, v kateri nastane indukcijski EMF, zaprta z zunanjim tokokrogom, potem skozi njene zavoje teče indukcijski tok, ki ustvarja magnetno polje okoli prevodnika, zaradi česar se tuljava spremeni v solenoid. Izkaže se tako, da spreminjajoče se zunanje magnetno polje povzroči indukcijski tok v tuljavi, ta pa okoli tuljave ustvari lastno magnetno polje - tokovno polje.
S preučevanjem tega pojava je E. X. Lenz vzpostavil zakon, ki določa smer indukcijskega toka v tuljavi in posledično smer indukcijskega EMF. Indukcijska emf, ki se pojavi v tuljavi, ko se v njej spremeni magnetni tok, ustvari tok v tuljavi v takšni smeri, da magnetni tok tuljave, ki ga ustvari ta tok, prepreči spremembo zunanjega magnetnega toka.
Lenzov zakon velja za vse primere indukcije toka v prevodnikih, ne glede na obliko vodnikov in na to, kako je dosežena sprememba zunanjega magnetnega polja.
Ko se trajni magnet premakne glede na žično tuljavo, pritrjeno na sponke galvanometra, ali ko se tuljava premakne glede na magnet, pride do indukcijskega toka.
Indukcijski tokovi v masivnih vodnikih
Spreminjajoči se magnetni tok lahko inducira elektromagnetno polje ne samo v zavojih tuljave, ampak tudi v masivnih kovinskih vodnikih. Prodira v debelino masivnega prevodnika, magnetni tok inducira v njem EMF, ki ustvarja indukcijske tokove. Ti tako imenovani se širijo po masivnem vodniku in so v njem kratkostični.
Jedra transformatorjev, magnetna vezja različnih električnih strojev in naprav so samo tisti masivni prevodniki, ki jih segrevajo indukcijski tokovi, ki nastanejo v njih. Ta pojav je nezaželen, zato za zmanjšanje velikosti indukcijskih tokov deli električnih strojev in transformatorskih jeder niso masivni, ampak sestavljeni iz tankih listov, ki so drug od drugega ločeni s papirjem ali plastjo izolacijskega laka. Zaradi tega je pot širjenja vrtinčnih tokov vzdolž mase prevodnika blokirana.
Toda včasih se v praksi kot uporabni tokovi uporabljajo tudi vrtinčni tokovi. Uporaba teh tokov temelji na primer na delovanju tako imenovanih magnetnih dušilcev gibljivih delov električnih merilnih instrumentov.
Na sliki je prikazana smer induktivnega toka, ki nastane v kratkostični žični tuljavi, ko se tuljava premakne relativno nanjo.magnet Označite, katere od naslednjih trditev so pravilne in katere ki so napačne.
A. Magnet in tuljava se privlačita.
B. V notranjosti tuljave je magnetno polje indukcijskega toka usmerjeno navzgor.
B. Znotraj tuljave so črte magnetne indukcije polja magneta usmerjene navzgor.
D. Magnet se odstrani iz tuljave.
2. Kateri referenčni sistemi so inercialni in neinercialni? Navedite primere.
3. Katero lastnost teles imenujemo vztrajnost? Kakšna je vrednost vztrajnosti?
4. Kakšno je razmerje med masami teles in moduli pospeškov, ki jih prejmejo med interakcijo?
5. Kaj je moč in kako je označena?
6. Izjava 2. Newtonovega zakona? Kaj je to matematični zapis?
7. Kako je 2. Newtonov zakon formuliran v impulzivni obliki? Njegov matematični zapis?
8. Kaj je 1 Newton?
9. Kako se giblje telo, če nanj deluje sila, ki je stalna po velikosti in smeri? Kakšna je smer pospeška, ki ga povzroči sila, ki deluje nanj?
10. Kako se določi rezultanta sil?
11. Kako je oblikovan in zapisan 3. Newtonov zakon?
12. Kako so usmerjeni pospeški medsebojno delujočih teles?
13. Navedite primere manifestacije Newtonovega 3. zakona.
14. Kakšne so meje uporabnosti vseh Newtonovih zakonov?
15. Zakaj lahko Zemljo obravnavamo kot inercialni referenčni sistem, če se giblje s centripetalnim pospeškom?
16. Kaj je deformacija, katere vrste deformacij poznaš?
17. Katero silo imenujemo sila elastičnosti? Kakšna je narava te sile?
18. Kakšne so značilnosti elastične sile?
19. Kako je usmerjena elastična sila (reakcijska sila podpore, sila napetosti niti?)
20. Kako je formuliran in zapisan Hookov zakon? Kakšne so meje njegove uporabnosti? Narišite graf, ki ponazarja Hookov zakon.
21. Kako je formuliran in zapisan zakon univerzalne gravitacije, kdaj je uporaben?
22. Opišite poskuse za ugotavljanje vrednosti gravitacijske konstante?
23. Kakšna je gravitacijska konstanta, kakšna je njena fizični pomen?
24. Ali je delo gravitacijske sile odvisno od oblike trajektorije? Kakšno delo opravi gravitacija v zaprti zanki?
25. Ali je delo prožnostne sile odvisno od oblike trajektorije?
26. Kaj veš o gravitaciji?
27. Kako se izračuna pospešek prosti pad na Zemlji in drugih planetih?
28. Kolikšna je prva kozmična hitrost? Kako se izračuna?
29. Kaj imenujemo prosti pad? Ali je pospešek prostega pada odvisen od mase telesa?
30. Opišite izkušnjo Galilea Galileja, ki dokazuje, da vsa telesa v vakuumu padajo z enakim pospeškom.
31. Katero silo imenujemo sila trenja? Vrste sil trenja?
32. Kako se izračuna sila drsnega in kotalnega trenja?
33. Kdaj nastane sila statičnega trenja? Čemu je enako?
34. Ali je sila drsnega trenja odvisna od površine kontaktnih površin?
35. Od katerih parametrov je odvisna sila drsnega trenja?
36. Kaj določa silo upora gibanja telesa v tekočinah in plinih?
37. Kaj imenujemo telesna teža? Kakšna je razlika med težo telesa in gravitacijsko silo, ki deluje na telo?
38. V katerem primeru je teža telesa številčno enaka modulu gravitacije?
39. Kaj je breztežnost? Kaj je preobremenitev?
40. Kako izračunati težo telesa med njegovim pospešenim gibanjem? Ali se teža telesa spremeni, če se pospešeno giblje vzdolž fiksne vodoravne ravnine?
41. Kako se spreminja teža telesa, ko se giblje po konveksnem in konkavnem delu kroga?
42. Kakšen je algoritem za reševanje problemov, ko se telo giblje pod delovanjem več sil?
43. Katero silo imenujemo Arhimedova sila ali sila vzgona? Od katerih parametrov je ta sila odvisna?
44. Katere formule lahko uporabimo za izračun Arhimedove sile?
45. Pod kakšnimi pogoji telo v tekočini lebdi, se potopi, lebdi?
46. Kako je globina potopitve v tekočino plavajočega telesa odvisna od njegove gostote?
47. Zakaj Baloni napolnjena z vodikom, helijem ali vročim zrakom?
48. Pojasnite vpliv vrtenja Zemlje okoli svoje osi na vrednost pospeška prostega pada.
49. Kako se spremeni vrednost gravitacije, ko: a) se telo odstrani s površine Zemlje, B) ko se telo premika vzdolž poldnevnika, vzporedno
električni tokokrog?
3. Kakšen je fizikalni pomen EMF? Določite volt.
4. Povežite se z kratek čas voltmeter z virom električne energije, pri čemer je treba upoštevati polarnost. Primerjajte njegove odčitke z izračunom na podlagi rezultatov poskusa.
5. Kaj določa napetost na sponkah tokovnih virov?
6. Z rezultati meritev določite napetost na zunanjem tokokrogu (če je bilo delo opravljeno po metodi I), upor zunanjega tokokroga (če je bilo delo opravljeno po metodi II).
6 vprašanje pri izračunu gnezdenja
Pomagaj mi prosim!1. Pod kakšnimi pogoji se pojavijo sile trenja?
2. Kaj določa modul in smer sile statičnega trenja?
3. V katerih mejah se lahko spreminja sila statičnega trenja?
4. Kakšna sila daje pospešek avtomobilu ali lokomotivi?
5. Ali lahko sila drsnega trenja poveča hitrost telesa?
6. Kakšna je glavna razlika med silo upora v tekočinah in plinih ter silo trenja med obema trdna telesa?
7. Navedite primere koristnih in škodljiv učinek sile trenja vseh vrst
Odnos med električnim in magnetnim poljem je bil opažen že zelo dolgo. To povezavo je v 19. stoletju odkril angleški fizik Faraday in ji dal ime. Pojavi se v trenutku, ko magnetni tok prodre v površino zaprtega kroga. Po spremembi magnetnega pretoka za določen čas se v tem vezju pojavi električni tok.
Razmerje elektromagnetne indukcije in magnetnega pretoka
Bistvo magnetnega pretoka prikazuje dobro znana formula: Ф = BS cos α. V njem je F magnetni tok, S je površina konture (območje), B je vektor magnetne indukcije. Kot α nastane zaradi smeri vektorja magnetne indukcije in normale na konturno površino. Iz tega sledi, da bo magnetni pretok dosegel največji prag pri cos α = 1 in najmanjši prag pri cos α = 0.
V drugi varianti bo vektor B pravokoten na normalo. Izkazalo se je, da linije toka ne prečkajo konture, ampak samo drsijo vzdolž njene ravnine. Zato bodo značilnosti določene s črtami vektorja B, ki sekajo površino konture. Za izračun se kot merska enota uporablja Weber: 1 wb \u003d 1v x 1s (volt-sekunda). Druga, manjša merska enota je maxwell (µs). To je: 1 wb \u003d 108 μs, to je 1 μs \u003d 10-8 wb.
Faraday je za raziskovanje uporabil dve žični spirali, ki sta bili ločeni drug od drugega in nameščeni na leseno tuljavo. Eden od njih je bil priključen na vir energije, drugi pa na galvanometer, namenjen beleženju majhnih tokov. V tistem trenutku, ko se je krog prvotne spirale zaprl in odprl, je v drugem krogu puščica merilne naprave odstopala.
Izvajanje raziskav o pojavu indukcije
V prvi seriji poskusov je Michael Faraday vstavil magnetizirano kovinsko palico v tuljavo, ki je bila povezana s tokom, in jo nato izvlekel (sl. 1, 2).
1 
2 
Ko magnet postavimo v tuljavo, ki je povezana z merilno napravo, začne v tokokrogu teči induktivni tok. Če magnetno palico odstranimo s tuljave, se indukcijski tok še vedno pojavi, vendar je njegova smer že obrnjena. Posledično se bodo parametri indukcijskega toka spremenili v smeri palice in odvisno od pola, s katerim je nameščena v tuljavi. Na jakost toka vpliva hitrost gibanja magneta.
V drugi seriji poskusov je potrjen pojav, pri katerem spreminjajoči se tok v eni tuljavi povzroči indukcijski tok v drugi tuljavi (sl. 3, 4, 5). To se zgodi v trenutkih zapiranja in odpiranja vezja. Smer toka bo odvisna od tega, ali se električni tokokrog zapre ali odpre. Poleg tega ta dejanja niso nič drugega kot načini za spreminjanje magnetnega toka. Ko je vezje zaprto, se bo povečalo, in ko se bo odprlo, se bo zmanjšalo, hkrati pa prodrlo v prvo tuljavo.
3 
4 
5 
Kot rezultat poskusov je bilo ugotovljeno, da je pojav električnega toka v zaprtem prevodnem krogu možen le, če so postavljeni v izmenično magnetno polje. Hkrati se lahko tok na kakršen koli način spremeni v času.
Električni tok, ki se pojavi pod vplivom elektromagnetne indukcije, se imenuje indukcija, čeprav to ne bo tok v običajnem pomenu. Ko je zaprto vezje v magnetnem polju, se ustvari EMF z natančno vrednostjo in ne tok, ki je odvisen od različnih uporov.
Ta pojav se imenuje EMF indukcije, ki se odraža s formulo: Eind = - ∆F / ∆t. Njegova vrednost sovpada s hitrostjo spremembe magnetnega pretoka, ki prodira skozi površino zaprte zanke, vzeto iz negativna vrednost. Minus v tem izrazu je odraz Lenzovega pravila.
Lenzovo pravilo za magnetni tok
Dobro znano pravilo je bilo izpeljano po vrsti študij v 30. letih 19. stoletja. Formulirano je na naslednji način:
Smer indukcijskega toka, ki ga v sklenjenem krogu vzbuja spremenljiv magnetni tok, vpliva na magnetno polje, ki ga ustvarja, tako da le-to ustvarja oviro za magnetni tok, ki povzroča videz indukcijski tok.
Ko se magnetni tok poveča, to pomeni, da postane Ф > 0, in indukcijski EMF pade in postane Eind< 0, в результате этого появляется электроток с такой направленностью, при которой под влиянием его магнитного поля происходит изменение потока в сторону уменьшения при его прохождении через плоскость замкнутого контура.
Če se pretok zmanjša, pride do obratnega procesa, ko F< 0 и Еинд >0, to je delovanje magnetnega polja indukcijskega toka, se poveča magnetni tok, ki poteka skozi vezje.
Fizični pomen Lenzovega pravila je, da odraža zakon o ohranjanju energije, ko se ena količina zmanjša, se druga poveča in, nasprotno, ko se ena količina poveča, se bo druga zmanjšala. Na indukcijsko emf vplivajo tudi različni dejavniki. Ko v tuljavo izmenično vstavimo močan in šibek magnet, bo naprava v prvem primeru kazala višjo vrednost, v drugem pa nižjo vrednost. Enako se zgodi, ko se spremeni hitrost magneta.
Spodnja slika prikazuje, kako se določi smer indukcijskega toka z uporabo Lenzovega pravila. Modra barva ustreza silnicam magnetnih polj indukcijskega toka in trajnega magneta. Nahajajo se v smeri polov sever-jug, ki so prisotni v vsakem magnetu.
Spreminjanje magnetnega toka vodi do nastanka induktivnega električnega toka, katerega smer povzroča nasprotovanje njegovega magnetnega polja, kar preprečuje spremembe magnetnega toka. V zvezi s tem so črte sile magnetnega polja tuljave usmerjene v smeri, ki je nasprotna silnicam trajnega magneta, saj se njegovo gibanje dogaja v smeri te tuljave.
Za določitev smeri toka se uporablja z desnim navojem. Priviti ga je treba tako, da smer njegovega premikanja naprej sovpada s smerjo indukcijskih linij tuljave. V tem primeru bosta smeri indukcijskega toka in vrtenja ročaja gimleta sovpadala.
Kot smo že ugotovili, elektrika sposobni ustvarjati magnetna polja. Postavlja se vprašanje: ali lahko magnetno polje povzroči nastanek električnega toka? Ta problem je rešil angleški fizik Michael Faraday, ki je leta 1831 odkril pojav elektromagnetne indukcije. Zvit vodnik se sklene na galvanometru (slika 3.19). Če v tuljavo potisnemo trajni magnet, bo galvanometer pokazal prisotnost toka ves čas, ko se magnet premika glede na tuljavo. Ko magnet izvlečemo iz tuljave, galvanometer pokaže prisotnost toka v nasprotni smeri. Sprememba smeri toka se zgodi, ko se spremeni izvlečni ali izvlečni pol magneta.
Podobne rezultate smo opazili pri zamenjavi trajnega magneta z elektromagnetom (tuljava s tokom). Če sta obe tuljavi pritrjeni nepremično, vendar se vrednost toka v eni od njih spremeni, potem v tem trenutku opazimo indukcijski tok v drugi tuljavi.
POJAV ELEKTROMAGNETNE INDUKCIJE je v pojavu elektromotorne sile (emf) indukcije v prevodnem krogu, skozi katero se spreminja pretok vektorja magnetne indukcije. Če je vezje zaprto, se v njem pojavi indukcijski tok.
Odkritje pojava elektromagnetne indukcije:
1) je pokazal razmerje med električnim in magnetno polje ;
2) predlagano način generiranja električnega toka z uporabo magnetnega polja.
Glavne lastnosti indukcijskega toka:
1. Indukcijski tok se vedno pojavi, ko pride do spremembe toka magnetne indukcije, povezane z vezjem.
2. Jakost indukcijskega toka ni odvisna od načina spreminjanja pretoka magnetne indukcije, temveč je določena le s hitrostjo njegove spremembe.
Faradayevi poskusi so ugotovili, da je velikost elektromotorne sile indukcije sorazmerna s hitrostjo spremembe magnetnega toka, ki prodira skozi prevodni krog (Faradayev zakon elektromagnetne indukcije)
Ali, (3,46)
kjer je (dF) sprememba toka skozi čas (dt). MAGNETNI TOK oz TOK MAGNETNE INDUKCIJE se imenuje vrednost, ki je določena na podlagi naslednjega odnosa: ( magnetni tok skozi površino S): Ф=ВScosα, (3.45), kot a je kot med normalo na obravnavano površino in smerjo vektorja indukcije magnetnega polja
enota magnetnega pretoka v sistemu SI imenujemo weber- [Wb \u003d Tl × m 2].
Znak "-" v formuli pomeni, da je emf. indukcija povzroči indukcijski tok, katerega magnetno polje nasprotuje vsaki spremembi magnetnega pretoka, tj. pri >0 e.m.f. indukcija e IN<0 и наоборот.
emf indukcija se meri v voltih
Da bi ugotovili smer indukcijskega toka, obstaja Lenzovo pravilo (pravilo je bilo uveljavljeno leta 1833): indukcijski tok ima takšno smer, da magnetno polje, ki ga ustvari, poskuša kompenzirati spremembo magnetnega pretoka, ki je povzročil ta indukcijski tok .
Na primer, če potisnete severni pol magneta v tuljavo, torej povečate magnetni pretok skozi njegove zavoje, se v tuljavi pojavi indukcijski tok v taki smeri, da se na koncu tuljave, ki je najbližje, pojavi severni pol. na magnet (slika 3.20). Torej, magnetno polje indukcijskega toka teži k nevtralizaciji spremembe magnetnega toka, ki ga je povzročil.
Ne samo, da izmenično magnetno polje ustvarja indukcijski tok v zaprtem vodniku, ampak tudi, ko se zaprt vodnik dolžine l giblje v konstantnem magnetnem polju (B) s hitrostjo v, se v prevodniku pojavi emf:
a (B Ùv) (3,47)
Kot že veste, elektromotorna sila v verigi je posledica zunanjih sil. Ko se dirigent premika v magnetnem polju vloga zunanjih sil opravlja Lorentzova sila(ki deluje s strani magnetnega polja na gibajoči se električni naboj). Pod delovanjem te sile pride do ločitve nabojev in nastane potencialna razlika na koncih prevodnika. emf indukcija v prevodniku je delo premikanja enotskih nabojev vzdolž prevodnika.
Smer indukcijskega toka lahko opredelimo po pravilu desne roke:Vektor B vstopi v dlan, abducirani palec sovpada s smerjo hitrosti prevodnika, 4 prsti pa kažejo smer indukcijskega toka.
Tako izmenično magnetno polje povzroči pojav induciranega električno polje. To ne potencialno(v nasprotju z elektrostatičnim), ker delo s premikom enega samega pozitivnega naboja enak emf. indukcija, ne nič.
Takšna polja se imenujejo vrtinec. Silnice vrtinca električno polje - zaprti vase v nasprotju z linijami napetosti elektrostatično polje.
emf indukcija se ne pojavi samo v sosednjih vodnikih, ampak tudi v samem vodniku, ko se spremeni magnetno polje toka, ki teče skozi vodnik. Pojav EMF. v vsakem prevodniku, ko se jakost toka v njem spremeni (torej magnetni tok v prevodniku), imenujemo samoindukcija, tok, induciran v tem prevodniku, pa je samoindukcijski tok.
Tok v zaprtem vezju ustvarja magnetno polje v okolici, katerega jakost je sorazmerna z jakostjo toka I. Zato je magnetni pretok F, ki prodira v vezje, sorazmeren z jakostjo toka v vezju
Ф=L×I, (3,48).
L je koeficient sorazmernosti, ki se imenuje koeficient samoindukcije ali preprosto induktivnost. Induktivnost je odvisna od velikosti in oblike vezja, pa tudi od magnetne prepustnosti medija, ki obdaja vezje.
V tem smislu je induktivnost vezja - analogni električna kapacitivnost osamljenega vodnika, ki je prav tako odvisna le od oblike vodnika, njegovih dimenzij in dielektrične prepustnosti medija.
Enota induktivnosti je henry (H): 1H - induktivnost takega vezja, katerega magnetni tok samoindukcije pri toku 1A je 1Wb (1Hn \u003d 1Wb / A \u003d 1V s / A).
Če je L=konst, potem emf. samoindukcijo lahko predstavimo v naslednji obliki:
, oz 
, (3.49)
kjer je DI (dI) sprememba toka v vezju, ki vsebuje induktor (ali vezje) L, v času Dt (dt). Znak "-" v tem izrazu pomeni, da je emf. samoindukcija preprečuje spremembo toka (tj. če se tok v zaprtem tokokrogu zmanjša, potem emf samoindukcije povzroči tok v isto smer in obratno).
Ena od manifestacij elektromagnetne indukcije je pojav zaprtih indukcijskih tokov v neprekinjenih prevodnih medijih: kovinskih telesih, raztopinah elektrolitov, bioloških organih itd. Takšni tokovi se imenujejo vrtinčni tokovi ali Foucaultovi tokovi. Ti tokovi nastanejo, ko se prevodno telo premika v magnetnem polju in/ali ko se indukcija polja, v katerem sta telesa, spreminja s časom. Moč Foucaultovih tokov je odvisna od električnega upora teles, pa tudi od hitrosti spreminjanja magnetnega polja.
Tudi Foucaultovi tokovi se držijo Lenzovega pravila : njihovo magnetno polje je usmerjeno tako, da prepreči spremembo magnetnega pretoka, ki inducira vrtinčne tokove.
Zato se masivni prevodniki v magnetnem polju upočasnijo. V električnih strojih, da bi zmanjšali učinek Foucaultovih tokov, so jedra transformatorjev in magnetna vezja električnih strojev sestavljena iz tankih plošč, ki so med seboj ločene s posebnim lakom ali lestvico.
Vrtinčni tokovi povzročajo močno segrevanje prevodnikov. Joulova toplota, ki jo ustvarjajo Foucaultovi tokovi, rabljeno v indukcijskih metalurških pečeh za taljenje kovin po Joule-Lenzovem zakonu.
Teme kodifikatorja USE Ključne besede: pojav elektromagnetne indukcije, magnetni pretok, Faradayev zakon elektromagnetne indukcije, Lenzovo pravilo.
Oerstedov poskus je pokazal, da električni tok ustvarja magnetno polje v okoliškem prostoru. Michael Faraday je prišel na idejo, da bi lahko prišlo do nasprotnega učinka: magnetno polje pa ustvari električni tok.
Z drugimi besedami, naj bo zaprt prevodnik v magnetnem polju; Ali v tem vodniku pod vplivom magnetnega polja ne bo električnega toka?
Po desetih letih iskanja in eksperimentiranja je Faradayu končno uspelo odkriti ta učinek. Leta 1831 je postavil naslednje poskuse.
1. Na isti leseni podlagi sta bili naviti dve tuljavi; zavoji druge tuljave so bili položeni med zavoje prvega in izolirani. Izhode prve tuljave smo priključili na tokovni vir, izhode druge tuljave pa na galvanometer (galvanometer je občutljiva naprava za merjenje majhnih tokov). Tako sta bila pridobljena dva vezja: "tokovni vir - prva tuljava" in "druga tuljava - galvanometer".
Med tokokrogi ni bilo električnega stika, le magnetno polje prve tuljave je prodrlo v drugo tuljavo.
Ko je bil tokokrog prve tuljave sklenjen, je galvanometer zabeležil kratek in šibak tokovni impulz v drugi tuljavi.
Ko je enosmerni tok tekel skozi prvo tuljavo, se v drugi tuljavi tok ni ustvaril.
Ko se je tokokrog prve tuljave odprl, se je v drugi tuljavi ponovno pojavil kratek in šibak tokovni impulz, vendar tokrat v nasprotni smeri od toka ob sklenitvi tokokroga.
Zaključek.
Časovno spremenljivo magnetno polje prve tuljave ustvarja (ali, kot pravijo, povzroča) električni tok v drugi tuljavi. Ta tok se imenuje z indukcijskim tokom.
Če se magnetno polje prve tuljave poveča (v trenutku, ko tok naraste, ko je tokokrog zaprt), teče indukcijski tok v drugi tuljavi enosmerno.
Če se magnetno polje prve tuljave zmanjša (v trenutku, ko se tok zmanjša, ko je tokokrog odprt), potem indukcijski tok v drugi tuljavi teče v drugo smer.
Če se magnetno polje prve tuljave ne spremeni (konstanten tok skozi njo), potem v drugi tuljavi ni indukcijskega toka.
Faraday je odkriti pojav poimenoval elektromagnetna indukcija(tj. "indukcija elektrike z magnetizmom").
2. Za potrditev domneve, da nastaja indukcijski tok spremenljivke magnetnega polja, je Faraday premaknil tuljavi relativno drug proti drugemu. Tokokrog prve tuljave je ostal ves čas sklenjen, skozenj je tekel enosmerni tok, vendar se je druga tuljava zaradi premika (približevanja ali oddaljevanja) znašla v izmeničnem magnetnem polju prve tuljave.
Galvanometer je ponovno zabeležil tok v drugi tuljavi. Indukcijski tok je imel eno smer, ko so se tuljave približale, in drugo - ko so bile odstranjene. V tem primeru je bila moč indukcijskega toka tem večja, čim hitreje so se tuljave premikale.
3. Prvo tuljavo je zamenjal trajni magnet. Ko smo v drugo tuljavo uvedli magnet, je nastal indukcijski tok. Ko so magnet izvlekli, se je tok spet pojavil, vendar v drugo smer. In spet je bila moč indukcijskega toka tem večja, čim hitreje se je premikal magnet.
Ti in naslednji poskusi so pokazali, da se indukcijski tok v prevodnem vezju pojavi v vseh tistih primerih, ko se spremeni "število linij" magnetnega polja, ki prodira v vezje. Moč indukcijskega toka je tem večja, čim hitreje se spreminja to število linij. Smer toka bo ena s povečanjem števila linij skozi vezje, druga pa z zmanjšanjem le-teh.
Zanimivo je, da je za velikost jakosti toka v danem tokokrogu pomembna samo hitrost spremembe števila linij. Kaj točno se zgodi v tem primeru, ne igra vloge - ali se spremeni samo polje, ki prodira v fiksno konturo, ali pa se kontura premakne iz območja z eno gostoto linij v območje z drugo gostoto.
To je bistvo zakona elektromagnetne indukcije. Če pa želite napisati formulo in narediti izračune, morate jasno formalizirati nejasen koncept "števila poljskih črt skozi konturo."
magnetni tok
Koncept magnetnega pretoka je le značilnost števila silnic magnetnega polja, ki prodirajo v vezje.
Zaradi enostavnosti se omejimo na primer enakomernega magnetnega polja. Oglejmo si konturo območja, ki se nahaja v magnetnem polju z indukcijo.
Najprej naj bo magnetno polje pravokotno na konturno ravnino (slika 1).
riž. eno.
V tem primeru se magnetni tok določi zelo preprosto - kot produkt indukcije magnetnega polja in površine vezja:
(1)
Zdaj razmislite o splošnem primeru, ko vektor tvori kot z normalo na konturno ravnino (slika 2).
riž. 2.
Vidimo, da zdaj samo pravokotna komponenta vektorja magnetne indukcije "teče" skozi vezje (in komponenta, ki je vzporedna z vezjem, ne "teče" skozi to vezje). Zato imamo po formuli (1). Ampak zato
(2)
To je splošna definicija magnetnega pretoka v primeru enakomernega magnetnega polja. Upoštevajte, da če je vektor vzporeden s konturno ravnino (tj.), postane magnetni pretok enak nič.
In kako določiti magnetni pretok, če polje ni enakomerno? Dajmo samo idejo. Konturna površina je razdeljena na zelo veliko število zelo majhnih območij, znotraj katerih se polje lahko šteje za homogeno. Za vsako mesto izračunamo svoj mali magnetni pretok po formuli (2) in nato seštejemo vse te magnetne tokove.
Enota magnetnega pretoka je weber(Wb). Kot vidimo,
Wb \u003d Tl m \u003d V s. (3)
Zakaj magnetni tok označuje "število linij" magnetnega polja, ki prodira v vezje? Zelo preprosto. "Število črt" je določeno z njihovo gostoto (in s tem z vrednostjo - navsezadnje večja kot je indukcija, debelejše so črte) in "efektivno" površino, ki jo prežema polje (in to ni nič več kot ). Toda multiplikatorji samo tvorijo magnetni tok!
Zdaj lahko podamo jasnejšo definicijo pojava elektromagnetne indukcije, ki ga je odkril Faraday.
Elektromagnetna indukcija- to je pojav pojava električnega toka v zaprtem prevodnem vezju, ko se spremeni magnetni tok, ki prodira v vezje.
EMF indukcija
Kakšen je mehanizem nastanka indukcijskega toka? O tem bomo razpravljali kasneje. Zaenkrat je nekaj jasno: ko se magnetni tok, ki prehaja skozi vezje, spremeni, nekatere sile delujejo na proste naboje v vezju - zunanje sile ki povzročajo premikanje nabojev.
Kot vemo, se delo zunanjih sil za premikanje enote pozitivnega naboja po tokokrogu imenuje elektromotorna sila (EMS):. V našem primeru, ko se spremeni magnetni tok skozi vezje, se imenuje ustrezen EMF EMF indukcija in je označena.
Torej, EMF indukcije je delo zunanjih sil, ki nastanejo, ko se spremeni magnetni tok skozi tokokrog, za premikanje enote pozitivnega naboja po tokokrogu.
Kmalu bomo ugotovili naravo tujih sil, ki se v tem primeru pojavijo v tokokrogu.
Faradayev zakon elektromagnetne indukcije
Moč indukcijskega toka v Faradayevih poskusih se je izkazala za tem večjo, čim hitreje se je spreminjal magnetni tok skozi vezje.
Če je v kratkem času sprememba magnetnega pretoka , potem hitrost sprememba magnetnega pretoka je delček (ali enakovredno odvod magnetnega pretoka glede na čas).
Poskusi so pokazali, da je jakost indukcijskega toka neposredno sorazmerna z modulom hitrosti spremembe magnetnega pretoka:
Modul je bil nameščen, da se zaenkrat ne dotakne negativnih vrednosti (navsezadnje, ko se magnetni tok zmanjša, bo ). Kasneje bomo ta modul odstranili.
Iz Ohmovega zakona za celotno verigo imamo hkrati: . Zato je indukcijska emf neposredno sorazmerna s hitrostjo spremembe magnetnega pretoka:
(4)
EMF se meri v voltih. Toda hitrost spremembe magnetnega pretoka se meri tudi v voltih! Iz (3) namreč vidimo, da je Wb / s = V. Zato sta merski enoti obeh delov sorazmernosti (4) enaki, zato je proporcionalni koeficient brezrazsežna količina. V sistemu SI se predpostavlja, da je enak ena, in dobimo:
(5)
Tako je zakon elektromagnetne indukcije oz Faradayev zakon. Dajmo besedno formulacijo.
Faradayev zakon elektromagnetne indukcije. Ko se magnetni tok, ki prodira v vezje, spremeni, se v tem vezju pojavi indukcijska emf, enaka modulu hitrosti spremembe magnetnega pretoka.
Lenzovo pravilo
Magnetni tok, katerega sprememba vodi do pojava indukcijskega toka v vezju, bomo imenovali zunanji magnetni tok. In samo magnetno polje, ki ustvarja ta magnetni tok, bomo imenovali zunanje magnetno polje.
Zakaj potrebujemo te pogoje? Dejstvo je, da indukcijski tok, ki se pojavi v vezju, ustvarja svoje lasten magnetno polje, ki se po principu superpozicije doda zunanjemu magnetnemu polju.
V skladu s tem, skupaj z zunanjim magnetnim tokom, lasten magnetni tok, ki ga ustvari magnetno polje indukcijskega toka.
Izkazalo se je, da sta ta dva magnetna toka - lastni in zunanji - medsebojno povezana na strogo določen način.
Lenzovo pravilo. Indukcijski tok ima vedno takšno smer, da lastni magnetni tok prepreči spremembo zunanjega magnetnega pretoka..
Lenzovo pravilo vam omogoča, da v kateri koli situaciji najdete smer indukcijskega toka.
Razmislite o nekaj primerih uporabe Lenzovega pravila.
Predpostavimo, da tokokrog prežema magnetno polje, ki se s časom povečuje (slika (3)). Na primer, magnet približamo konturi od spodaj, katerega severni pol je v tem primeru usmerjen navzgor, na konturo.
Magnetni tok skozi vezje se poveča. Indukcijski tok bo imel takšno smer, da magnetni tok, ki ga ustvari, prepreči povečanje zunanjega magnetnega toka. Da bi to naredili, mora biti magnetno polje, ki ga ustvari indukcijski tok, usmerjeno proti zunanje magnetno polje.
Induktivni tok teče v nasprotni smeri urinega kazalca, gledano s strani magnetnega polja, ki ga ustvarja. V tem primeru bo tok usmerjen v smeri urinega kazalca, gledano od zgoraj, s strani zunanjega magnetnega polja, kot je prikazano na (slika (3)).
riž. 3. Magnetni pretok se poveča
Predpostavimo, da se magnetno polje, ki prodira v vezje, s časom zmanjšuje (slika 4). Na primer, premaknemo magnet navzdol od zanke in severni pol magneta je obrnjen proti zanki.
riž. 4. Magnetni pretok se zmanjša
Magnetni pretok skozi vezje se zmanjša. Induktivni tok bo imel takšno smer, da njegov lastni magnetni tok podpira zunanji magnetni tok in preprečuje, da bi se zmanjšal. Da bi to naredili, mora biti magnetno polje indukcijskega toka usmerjeno v isto smer, ki je zunanje magnetno polje.
V tem primeru bo induktivni tok tekel v nasprotni smeri urnega kazalca, gledano od zgoraj, s strani obeh magnetnih polj.
Interakcija magneta z vezjem
Torej, pristop ali odstranitev magneta vodi do pojava indukcijskega toka v vezju, katerega smer je določena z Lenzovim pravilom. Toda magnetno polje deluje na tok! Pojavila se bo Amperova sila, ki deluje na vezje s strani magnetnega polja. Kam bo ta sila usmerjena?
Če želite dobro razumeti Lenzovo pravilo in določiti smer Amperove sile, poskusite sami odgovoriti na to vprašanje. To ni ravno preprosta vaja in odlična naloga za C1 na izpitu. Razmislite o štirih možnih primerih.
1. Magnet približamo konturi, severni pol je usmerjen na konturo.
2. Magnet odstranimo iz konture, severni pol je usmerjen na konturo.
3. Magnet približamo konturi, južni pol je usmerjen na konturo.
4. Magnet odstranimo iz vezja, južni pol je usmerjen v vezje.
Ne pozabite, da polje magneta ni enakomerno: poljske črte se razlikujejo od severnega pola in konvergirajo proti južnemu. To je zelo pomembno za določitev nastale Amperove sile. Rezultat je naslednji.
Če približate magnet, se kontura od magneta odbije. Če odstranite magnet, vezje privlači magnet. Torej, če je vezje obešeno na nit, bo vedno odstopalo v smeri gibanja magneta, kot da bi mu sledilo. Lokacija polov magneta ni pomembna..
Vsekakor si morate zapomniti to dejstvo - nenadoma se takšno vprašanje pojavi v delu A1
Ta rezultat je mogoče razložiti tudi iz precej splošnih premislekov – s pomočjo zakona o ohranitvi energije.
Recimo, da magnet približamo konturi. V vezju se pojavi induktivni tok. Toda za ustvarjanje toka je treba delati! Kdo to dela? Konec koncev - mi, premikamo magnet. Opravljamo pozitivno mehansko delo, ki se pretvori v pozitivno delo zunanjih sil, ki nastanejo v tokokrogu in ustvarjajo indukcijski tok.
Torej bi morala biti naša naloga premikanje magneta pozitivno. To pomeni, da moramo, ko se približujemo magnetu premagati sila interakcije magneta z vezjem, ki je torej sila odbojnost.
Zdaj odstranite magnet. Ponovite te premisleke in se prepričajte, da se med magnetom in vezjem pojavi privlačna sila.
Faradayev zakon + Lenzovo pravilo = odstranitev modula
Zgoraj smo obljubili, da bomo odstranili modul v Faradayevem zakonu (5) . Lenzovo pravilo vam to omogoča. Toda najprej se bomo morali dogovoriti o predznaku indukcijskega EMF - navsezadnje je lahko vrednost EMF brez modula na desni strani (5) tako pozitivna kot negativna.
Najprej se določi ena od dveh možnih smeri za obhod konture. Ta smer je napovedana pozitivno. Nasprotna smer prečkanja konture se imenuje oz. negativno. Katero smer uberemo kot pozitivni obvod, ni pomembno – pomembno je le, da se za to odločimo.
Magnetni tok skozi vezje velja za pozitivnega class="tex" alt="(!LANG:(\Phi > 0)"> !}, če je magnetno polje, ki prodira v tokokrog, usmerjeno tja, gledano od mesta, kjer je tokokrog obdan v pozitivni smeri v nasprotni smeri urinega kazalca. Če je s konca vektorja magnetne indukcije pozitivna smer obvoda vidna v smeri urinega kazalca, potem velja, da je magnetni pretok negativen.
EMF indukcije velja za pozitivno class="tex" alt="(!LANG:(\mathcal E_i > 0)"> !}če induktivni tok teče v pozitivni smeri. V tem primeru smer zunanjih sil, ki nastanejo v tokokrogu, ko se spremeni magnetni tok skozi tokokrog, sovpada s pozitivno smerjo obvoda tokokroga.
In obratno, indukcijska emf velja za negativno, če induktivni tok teče v negativni smeri. V tem primeru bodo sile tretjih oseb delovale tudi vzdolž negativne smeri obvoza konture.
Torej naj bo vezje v magnetnem polju. Popravimo smer pozitivnega obvoda konture. Predpostavimo, da je magnetno polje usmerjeno tja, če pogledamo od koder je pozitivni obvod narejen v nasprotni smeri urinega kazalca. Potem je magnetni tok pozitiven: class="tex" alt="(!LANG:\Phi > 0"> .!}
riž. 5. Magnetni pretok se poveča
Torej, v tem primeru imamo. Izkazalo se je, da je znak indukcijskega EMF nasproten znaku hitrosti spremembe magnetnega pretoka. Preverimo to v drugi situaciji.
Predpostavimo namreč, da se magnetni tok zmanjša. Po Lenzovem zakonu bo inducirani tok tekel v pozitivni smeri. to je class="tex" alt="(!LANG:\mathcal E_i > 0"> !}(slika 6).
riž. 6. Magnetni pretok se poveča class="tex" alt="(!LANG:\Rightarrow \mathcal E_i > 0"> !}
Takšna je realnost splošno dejstvo: z našim dogovorom o predznakih Lenzovo pravilo vedno vodi do dejstva, da je predznak indukcijske emf nasproten predznaku hitrosti spremembe magnetnega pretoka:
(6)
Tako je predznak modula v Faradayevem zakonu elektromagnetne indukcije odpravljen.
Vrtinsko električno polje
Oglejmo si nepremično vezje, ki se nahaja v izmeničnem magnetnem polju. Kakšen je mehanizem pojava induktivnega toka v vezju? Namreč, katere sile povzročajo gibanje prostih nabojev, kakšna je narava teh tujih sil?
Pri poskusu odgovora na ta vprašanja je velik angleški fizik Maxwell je odkril temeljno lastnost narave: časovno spremenljivo magnetno polje generira električno polje. To električno polje deluje na proste naboje in povzroči indukcijski tok.
Linije nastajajočega električnega polja se izkažejo za zaprte, v zvezi s katerimi so ga imenovali vrtinčno električno polje. Črte vrtinčnega električnega polja krožijo okoli črt magnetnega polja in so usmerjene na naslednji način.
Naj se magnetno polje poveča. Če je v njem prevodno vezje, potem bo indukcijski tok tekel po Lenzovem pravilu - v smeri urinega kazalca, gledano s konca vektorja. To pomeni, da je tja usmerjena tudi sila, ki deluje s strani vrtinčnega električnega polja na pozitivne proste naboje vezja; to pomeni, da je vektor vrtinčne električne poljske jakosti usmerjen točno tja.
Torej so črte vrtinčnega električnega polja v tem primeru usmerjene v smeri urinega kazalca (gledamo s konca vektorja, (slika 7).
riž. 7. Vrtinsko električno polje z naraščajočim magnetnim poljem
Nasprotno, če se magnetno polje zmanjša, so črte vrtinčne električne poljske jakosti usmerjene v nasprotni smeri urinega kazalca (slika 8).
riž. 8. Vrtinsko električno polje z padajočim magnetnim poljem
Zdaj lahko bolje razumemo pojav elektromagnetne indukcije. Njegovo bistvo je ravno v tem, da izmenično magnetno polje generira vrtinčno električno polje. Ta učinek ni odvisen od tega, ali je v magnetnem polju zaprt prevodni krog ali ne; s pomočjo vezja ta pojav zaznamo šele z opazovanjem indukcijskega toka.
Vrtinsko električno polje se v nekaterih lastnostih razlikuje od nam že znanih električnih polj: elektrostatičnega polja in stacionarnega polja nabojev, ki tvorijo enosmerni tok.
1. Linije vrtinčnega polja so sklenjene, medtem ko se črte elektrostatičnega in stacionarnega polja začnejo na pozitivnih nabojih in končajo na negativnih.
2. Vrtinsko polje je nepotencialno: njegovo delo za premikanje naboja po sklenjenem krogu ni enako nič. V nasprotnem primeru vrtinčno polje ne bi moglo ustvariti električnega toka! Hkrati pa, kot vemo, so elektrostatična in stacionarna polja potencialna.
Torej, Indukcijska emf v fiksnem vezju je delo vrtinčnega električnega polja za premikanje enega pozitivnega naboja po vezju.
Naj bo na primer kontura obroč s polmerom in jo prežema enakomerno izmenično magnetno polje. Potem je jakost vrtinčnega električnega polja na vseh točkah obroča enaka. Delo sile, s katero vrtinčno polje deluje na naboj, je enako:
Zato za indukcijski EMF dobimo:
EMF indukcije v gibljivem prevodniku
Če se prevodnik giblje v stalnem magnetnem polju, se v njem pojavi tudi EMF indukcije. Vendar zdaj vzrok ni vrtinčno električno polje (ne nastane - navsezadnje je magnetno polje konstantno), temveč delovanje Lorentzove sile na proste naboje prevodnika.
Razmislite o situaciji, ki se pogosto pojavi pri težavah. Vzporedne tirnice se nahajajo v vodoravni ravnini, razdalja med njimi je enaka. Tirnice so v navpičnem enotnem magnetnem polju. Tanka prevodna palica se giblje po tirnicah s hitrostjo vedno ostane pravokotna na tirnice (slika 9).
riž. 9. Gibanje prevodnika v magnetnem polju
Vzemimo pozitivni prosti naboj znotraj palice. Zaradi gibanja tega naboja skupaj s palico s hitrostjo bo na naboj delovala Lorentzova sila:
Ta sila je usmerjena vzdolž osi palice, kot je prikazano na sliki (preglejte sami - ne pozabite na pravilo urnega kazalca ali leve roke!).
Lorentzova sila v tem primeru igra vlogo zunanje sile: sproži proste naboje palice. Pri premikanju polnjenja od točke do točke bo delo opravila naša tretja oseba:
(Upoštevamo tudi, da je dolžina palice enaka.) Zato bo indukcijska emf v palici enaka:
(7)
Tako je palica podobna viru toka s pozitivnim in negativnim priključkom. Znotraj palice se zaradi delovanja zunanje Lorentzove sile naboji ločijo: pozitivni naboji se premikajo proti konici , negativni naboji se premikajo proti točki .
Predpostavimo najprej, da tirnice ne prevajajo toka.Takrat se bo gibanje nabojev v palici postopoma ustavilo. Konec koncev, ko se pozitivni naboji kopičijo na koncu in negativni na koncu, se bo povečala Coulombova sila, s katero se pozitivni prosti naboj odbija in privlači - in na neki točki bo ta Coulombova sila uravnotežila Lorentzovo silo. Med koncema palice se vzpostavi potencialna razlika, enako EMF indukcija (7) .
Zdaj pa predpostavimo, da so tirnice in mostiček prevodni. Nato se bo v vezju pojavil indukcijski tok; šel bo v smeri (od "vira plus" do "minus" n). Recimo, da je upor palice enak (to je analog notranjega upora tokovnega vira) in upor odseka je enak (upor zunanjega tokokroga). Potem lahko moč indukcijskega toka najdemo po Ohmovem zakonu za celotno vezje:
Zanimivo je, da lahko izraz (7) za indukcijsko emf dobimo tudi z uporabo Faradayevega zakona. Naredimo to.
V tem času naša palica prepotuje pot in zavzame položaj (slika 9). Površina konture se poveča za površino pravokotnika:
Magnetni tok skozi vezje se poveča. Povečanje magnetnega pretoka je:
Hitrost spremembe magnetnega pretoka je pozitivna in enaka EMF indukcije:
Dobili smo enak rezultat kot pri (7). Ugotavljamo, da je smer indukcijskega toka podrejena Lenzovemu pravilu. Ker namreč tok teče v smeri , je njegovo magnetno polje usmerjeno nasproti zunanjemu polju in zato preprečuje povečanje magnetnega pretoka skozi vezje.
V tem primeru vidimo, da je v situacijah, ko se prevodnik giblje v magnetnem polju, možno delovati na dva načina: ali z vključitvijo Lorentzove sile kot zunanje sile ali s pomočjo Faradayevega zakona. Rezultati bodo enaki.