№4 (Методические разработки к лабораторным работам), страница 2

Как известно, пара силсоздает момент сил, вызывающий вращение рамки (если, конечно, он неуравновешивается какими-либо другими моментами сил). Величина М этогомомента сил равна fl , где f - величина одной из сил пары, а l - расстояниемежду линиями, вдоль которых действуют эти силы. Из рис. 3,б видно, чтоl a sin .

Таким образом, со стороны магнитного поля на рамку действуетмомент сил, величина которогоM fQRl iBab siniBS sinB sin .(6)Здесь S ab - площадь, ограниченная рамкой, аiS величина магнитногомомента рамки.Согласно (6) величина М момента сил зависит от угламеждунаправлением нормали n к плоскости рамки и направлением вектора Вмагнитной индукции. В частности, при0 величина М равна нулю, а при2она принимает максимальное значениеM м акс iBS .(7)6Поток магнитной индукцииПотоком магнитной индукции через элементарную площадкуназывается(8)Здесь В - величина магнитной индукции в области, где находится площадка,- угол между направлениями вектора магнитнойdS - еѐ площадь,индукции В и нормалью n к площадке, Bn B cos - проекция векторамагнитной индукции на направление нормали (рис.

4). Площадкапредполагается практически плоской и настолько малой, что вектормагнитной индукции во всех еѐ точках можно считать одинаковым повеличине и направлению.Поток магнитной индукции через произвольную поверхностьпредставляет собой сумму потоков через элементарные площадки, накоторые разбита эта поверхность, и выражается в виде интеграла по этойповерхности:(9)Ф S Bn dS .dФ BdS cosBndS .Знак потока зависит от выбора направлений нормалей к элементарнымплощадкам. Этот выбор, в частности, может осуществляться следующимспособом.Выбираетсяположительноенаправлениеобходапоконтуру,ограничивающему поверхность S (на рис. 4 этонаправление показано стрелкой на контуре).

Длявыбора направления нормали используетсяправило буравчика: нормаль направляют всторону перемещения буравчика, если его ручкавращается в направлении положительного обходаРис. 4контура.Электромагнитная индукцияЯвление электромагнитной индукции состоит в том, что приизменении магнитного потока Ф через поверхность S , ограниченнуюзамкнутым проводящим контуром, в этом контуре возникаетэлектродвижущая сила (ЭДС).

Согласно закону электромагнитнойиндукции, установленному Фарадеем, ЭДС индукцииравна взятой собратным знаком скорости изменения магнитного потока, т.е.dФ.dt(10)Здесь предполагается, что при вычислении магнитного потока Фруководствуются приведенными выше правилами выбора нормалей кэлементарным площадкам поверхности S , причем знак минус показывает,что положительному изменению потока соответствует направление ЭДСпротив взятого в качестве положительного направления обхода контура.Направление ЭДС, получающееся таким образом, находится в соответствии с7правилом Ленца, согласно которому ток, вызванный в контуре ЭДСиндукции, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное полепрепятствует причине, вызвавшей изменение магнитного потока.8.