Elektromagnētiskā indukcija

Elektromagnētiskā indukcija (EMI) ir elektriskā lauka, elektriskās strāvas vai elektriskās polarizācijas rašanās vadītājā, kuru izraisa laikā mainīgs magnētiskais lauks vai ķermeņa kustība magnētiskajā laukā.

Šo parādību apraksta EMI likums:


 kur
  ir inducētais elektrodzinējspēks (V)
  ir magnētiskās plūsmas izmaiņa (Wb)
  ir laiks, kurā notiek magnētiskās plūsmas izmaiņa (s)

 EMI likuma atklāšana 

EMI likums tiek saukts arī par Faradeja EMI likumu. 1831. gadā Maikls Faradejs atklāja EMI parādību. EMI likumu M. Faradejs formulēja, izmantojot elektriskās intensitātes cirkulācijas jēdzienu.

EMI radītā elektrodzinējspēka matemātisko izteiksmi izstrādāja Džeimss Maksvels. 1833. gadā Emīls Lencs formulēja elektromagnētiskās incerces principu (Lenca likums), pēc kura inducētajam elektrodzinējspēkam ir tāds virziens, kurš izraisa strāvu, kuras magnētiskā plūsma darbojas pretī pamatplūsmas izmaiņai (mīnusa zīme EMI likuma matemātiskajā izteiksmē).

EMI likums ir viens no svarīgākajiem elektromagnētisma likumiem.

 EMI likuma iegūšana 

Pieņemot, ka telpā ir magnētiskais lauks, kura indukcija  ir tāda, ka pastāv tās plūsma  caur noslēgtu vadošu kontūru , kura ierobežo virsmu . Saskaņā ar Faradeja likumu, laikā mainoties (ar kontūru saķēdētai) magnētiskajai plūsmai, t.i., , kontūrā plūst indukcijas strāva. Tātad vadītājā ir radies elektriskais lauks , kurš pārvieto lādiņnesējus, veicot darbu.

Tā kā elektriskā lauka darbs ir elektriskā lauka cirkulācija , tad elektromagnētiskās indukcijas likums ir



 Mīnusa zīme 

Vektorus  un  virzienus vienmēr saista labās vītnes skrūves likums. Tomēr, ja , tad mīnusa zīmes dēļ  ir vērsts pretējā virzienā.

Inducētās strāvas magnētiskais lauks (sekundārais magnētiskais lauks) ir vērsts pretī sākotnējam laukam un kavē tā pieaugšanu (Lenca likums).

Ja , inducētā strāva cenšas zūdošo lauku uzturēt. Arī šeit darbojas Lenca likums.

 Lenca likums 

Lenca likums: inducētā strāva vienmēr darbojas pretī tām magnētiskā lauka izmaiņām, kuras šo strāvu ir inducējušas.

 Indukcijas elektrodzinējspēks 

Indukcijas elektrodzinējspēks apzīmē ar  vai . Un kā jau tika noskaidrots, elektrodzinējspēks ir



 EMI likuma vispārinājums 

Vadītāja kontūra magnētiskajā laukā var arī nebūt.

Laikā mainīgs magnētiskais lauks vienmēr ap indukcijas  līnijām inducē elektrisko virpuļlauku , kura cirkulācija pa jebkuru (arī iedomātu) kontūru ir atšķirīga no nulles.

 Virpuļlauks 

Virpuļlauks nav potenciāls. Tas, pārvietojot lādiņu pa noslēgtu kontūru , veic no nulles atšķirīgu darbu.

 Magnētiskās indukcijas plūsma 

Magnētiskās indukcijas plūsma, kura šķeļ kontūra  aptverto virsmu , var mainīties divējādi:
 Var deformēties pats kontūrs. Tādējādi mainās virsma, kuru šķeļ plūsma, un .
 Magnētiskais lauks var būt nestacionārs, proti,  nav vienāds ar nulli. Šajā gadījumā ar kontūru saķēdētā indukcijas plūsma mainās laikā. Džeimss Klarks Maksvels bija pirmais, kurš saskatīja šo iespēju. Viņš vienā diferenciālvienādojumā sasaistīja laikā mainīgu magnētisko lauku ar tā inducēto elektrisko virpuļlauku.

 Sevišķi EMI gadījumi 

 Mijindukcija
 Pašindukcija
 Virpuļstrāva

 Atsauces 

 Ārējās saites 

Kategorija:Fizikas likumi
Kategorija:Elektromagnētisms