Induktions-EMK in einem sich bewegenden Leiter. Induktions-EMK in bewegten Leitern Induktions-EMK eines Leiters, der sich in einem Magnetfeld bewegt

Nachdem wir die Natur der induzierten EMK geklärt hatten, die in einem stationären Leiter auftritt, der sich in einem sich ändernden Magnetfeld befindet, lernten wir die Eigenschaften des elektrischen Feldes kennen, das sich von dem durch Punktladungen erzeugten unterscheidet. Wir haben auch gelernt, dass die Arbeit entlang einer geschlossenen Schleife in einem durch Punktladungen erzeugten Feld Null ist, in einem Wirbelfeld jedoch nicht Null. Es ist dieses Feld, das EMF im Leiter verursacht. Bewegt sich der Leiter jedoch in einem konstanten Magnetfeld, entsteht an den Enden des Leiters eine Potentialdifferenz und es entsteht dort auch eine EMK. Aber die Natur dieser Kraft wird anders sein. In dieser Lektion werden wir die Natur der EMF in einem Leiter herausfinden, der sich in einem Magnetfeld bewegt.

Thema:Elektromagnetische Induktion

Lektion:Bewegung eines Leiters in einem Magnetfeld

Um die Natur der Kraft in einem Leiter, der sich in einem Magnetfeld bewegt, festzustellen, führen wir ein Experiment durch. Nehmen wir an, dass in einem vertikalen gleichmäßigen Magnetfeld mit Induktion () ein horizontaler Leiter der Länge ( l), die sich mit konstanter Geschwindigkeit () senkrecht zum magnetischen Induktionsvektor des Magnetfelds bewegt. Wenn wir an die Enden dieses Leiters ein empfindliches Voltmeter anschließen, werden wir feststellen, dass an den Enden dieses Leiters eine Potentialdifferenz vorhanden ist. Finden wir heraus, woher diese Spannung kommt. In diesem Fall gibt es keine Schleife und kein sich änderndes Magnetfeld, sodass wir nicht sagen können, dass die Bewegung der Elektronen im Leiter auf das Auftreten eines elektrischen Wirbelfelds zurückzuführen ist. Wenn sich der Leiter als Ganzes bewegt (Abb. 1), haben die Ladungen des Leiters und die positiven Ionen, die sich in den Knoten des Kristallgitters befinden, sowie die freien Elektronen eine gerichtete Bewegungsgeschwindigkeit.

Reis. 1

Auf diese Ladungen wirkt die Lorentzkraft des Magnetfelds. Nach der Regel der „linken Hand“: Vier Finger in Bewegungsrichtung drehen die Handfläche so, dass der magnetische Induktionsvektor auf die Rückseite eintritt, dann zeigt der Daumen die Wirkung der Lorentzkraft auf positive Ladungen an.

Die auf Ladungen wirkende Lorentzkraft ist gleich dem Produkt aus dem Modul der Ladung, die sie überträgt, multipliziert mit dem Modul der magnetischen Induktion, der Geschwindigkeit und dem Sinus des Winkels zwischen dem magnetischen Induktionsvektor und dem Geschwindigkeitsvektor.

Diese Kraft leistet Arbeit, um Elektronen über kurze Distanzen entlang des Leiters zu transportieren.

Dann wird die Gesamtarbeit, die die Lorentzkraft entlang des Leiters verrichtet, durch die Lorentzkraft multipliziert mit der Länge des Leiters bestimmt.

Das Verhältnis der von einer externen Kraft zur Bewegung einer Ladung geleisteten Arbeit zur übertragenen Ladungsmenge, bestimmt durch EMF.

(4)

Also, Die Art des Auftretens der induzierten EMK ist die Arbeit der Lorentzkraft. Formel 10.4. kann formal auf der Grundlage der Definition der EMF der elektromagnetischen Induktion erhalten werden, wenn sich ein Leiter in einem Magnetfeld bewegt, magnetische Induktionslinien kreuzt und einen bestimmten Bereich abdeckt, der als Produkt aus der Länge des Leiters und definiert werden kann die Verschiebung, die als Geschwindigkeit und Zeit der Bewegung ausgedrückt werden kann. Die Größe der induzierten EMK entspricht dem Verhältnis der Änderung des magnetischen Flusses zur Zeit.

Das magnetische Induktionsmodul ist konstant, aber die Fläche, die den Leiter bedeckt, ändert sich.

Nach der Substitution sind die Ausdrücke in Formel 10.5. und die Abkürzungen, die wir bekommen:

Die entlang des Leiters wirkende Lorentzkraft, durch die es zu einer Umverteilung der Ladungen kommt, ist nur eine Komponente der Kräfte. Es gibt noch eine zweite Komponente, die gerade durch die Ladungsbewegung entsteht. Wenn sich Elektronen entlang eines Leiters zu bewegen beginnen und sich der Leiter in einem Magnetfeld befindet, beginnt die Lorentzkraft zu wirken, die der Bewegung der Geschwindigkeit des Leiters entgegenwirkt. Somit ist die summierende Lorentzkraft gleich Null.

Der resultierende Ausdruck für die induzierte EMK, die auftritt, wenn sich ein Leiter in einem Magnetfeld bewegt, kann basierend auf der Definition auch formal ermittelt werden. Die induzierte EMK ist gleich der Änderungsrate des magnetischen Flusses pro Zeiteinheit, angegeben mit einem Minuszeichen.

Befindet sich ein stationärer Leiter in einem sich ändernden Magnetfeld und bewegt sich der Leiter selbst in einem konstanten Magnetfeld, tritt dieses Phänomen auf elektromagnetischInduktion. In beiden Fällen entsteht eine induzierte EMK. Die Natur dieser Kraft ist jedoch anders.

1. Kasyanov V.A., Physik 11. Klasse: Lehrbuch. für die Allgemeinbildung Institutionen. - 4. Aufl., Stereotyp. - M.: Bustard, 2004. - 416 S.: Abb., 8 B. Farbe An
2. Tikhomirova S.A., Yarovsky B.M., Physik 11. - M.: Mnemosyne.
3. Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Physik 11. - M.: Mnemosyne.

1. Fizportal.ru ().
2. Eduspb.com ().
3. Coole Physik ().

Hausaufgaben

1. Kasyanov V.A., Physik 11. Klasse: Lehrbuch. für die Allgemeinbildung Institutionen. - 4. Aufl., Stereotyp. - M.: Bustard, 2004. - 416 S.: Abb., 8 B. Farbe auf, st. 115, z. 1, 3, 4, Kunst. 133, z. 4.
2. Ein vertikaler Metallstab von 50 cm Länge bewegt sich horizontal mit einer Geschwindigkeit von 3 m/s in einem gleichmäßigen Magnetfeld mit einer Induktion von 0,15 Tesla. Die Magnetfeldinduktionslinien sind horizontal im rechten Winkel zur Richtung des Geschwindigkeitsvektors des Stabes gerichtet. Wie groß ist die induzierte EMK im Stab?
3. Mit welcher Mindestgeschwindigkeit muss ein 2 m langer Stab in einem gleichmäßigen Magnetfeld mit einer magnetischen Induktion von 50 mT bewegt werden, damit im Stab eine induzierte EMK von 0,6 V entsteht?
4. * Ein Quadrat aus einem 2 m langen Draht bewegt sich in einem gleichmäßigen Magnetfeld mit einer Induktion von 0,3 Tesla (Abb. 2). Wie groß ist die induzierte EMK auf jeder Seite des Quadrats? Gesamte induzierte EMK im Stromkreis? υ = 5 m/s, α = 30°.

BEWEGEN IM FELD

In modernen Maschinen – Generatoren – basiert die Erzeugung von EMF auf dem gerade besprochenen Gesetz. Im Gegensatz zu den Beispielen im vorherigen Absatz kommt es bei elektrischen Maschinen jedoch zu einer Änderung des magnetischen Flusses aufgrund der Bewegung eines Leiters in einem Magnetfeld.

Stellen wir uns vor, dass sich in einem schmalen Spalt zwischen den Polen eines großen Elektromagneten ein Teil eines starren rechteckigen Rahmens befindet, der aus einem dicken Draht gebogen ist (Abb. 2.28 und 2.29). Dieser Rahmen ist nicht vollständig geschlossen und seine Enden sind mit einer flexiblen Kordel verbunden. Das Kabel ist mit dem Galvanometer verbunden. Wenn sich der Rahmen in die durch den Pfeil angezeigte Richtung bewegt, ändert sich der an den Rahmen gekoppelte Magnetfluss. Wenn sich der magnetische Fluss ändert, wird eine EMK induziert. Die Größe der EMF kann anhand der Auslenkung der Galvanometernadel beurteilt werden.

Reis. 2.28. In den Spalt zwischen den Polen des Elektromagneten wird ein Rahmen aus starrem Draht geschoben. Der Rahmenstromkreis wird durch Drähte geschlossen, die mit dem Galvanometer verbunden sind

Reis. 2.29. Gleich wie in Abb. 2.28, aber der Übersichtlichkeit halber ist die Oberseite des Elektromagneten (Südpol) nicht dargestellt. Pfeil v zeigt die Bewegungsrichtung des Rahmens an. Die Breite des Rahmens wird durch den Buchstaben I angegeben. Das Maß a gibt an, wie tief der Rahmen in den Schlitz geschoben wird. Das Magnetfeld wird durch eine Reihe von Pfeilen angezeigt

In Abb. In Abb. 2.29 ist zur besseren Übersichtlichkeit der Abbildung der obere Teil des Elektromagneten (Südpol) überhaupt nicht dargestellt. In derselben Abbildung wird das Magnetfeld durch eine Reihe kleiner Pfeile dargestellt. Das Feld zwischen den Polen ist genau so gerichtet, wie es die kleinen Pfeile zeigen. Im Raum zwischen den Polen weist das Feld eine konstante Induktion auf. Wenn man sich von den Polen entfernt, wird das Feld sehr schnell schwächer. Man kann sogar mit Sicherheit davon ausgehen, dass es außerhalb der Lücke kein Feld gibt.

Berechnen wir den vom Rahmen abgedeckten magnetischen Fluss Ф.

Dazu müssen Sie die magnetische Induktion B mit dem Teil der Rahmenfläche multiplizieren, der sich zwischen den Polen befindet.

Hat der Rahmen die Breite I und erstreckt sich bis zur Tiefe a (Abb. 2.29), so beträgt die vom Feld durchdrungene Fläche S

An den Rahmen gekoppelter Magnetfluss

Je tiefer der Rahmen eingefahren wird, desto größer ist die Strömung.

Lassen Sie den Rahmen wie im Bild gezeigt bis zur Mitte der Stangenbreite reichen. In diesem Fall wird der damit verbundene Fluss durch 16 Linien dargestellt. Bewegen wir den Rahmen noch tiefer, sodass er 3/4 der Breite der Stange erreicht. Dann besteht der Stream bereits aus 24 Zeilen. Wenn der Rahmen die gesamte Stange bedeckt, erhöht sich der Durchfluss auf 32 Leitungen.

Aber wie hoch ist die Steigerungsrate des Durchflusses?

Es hängt natürlich von der Geschwindigkeit ab, mit der sich der Rahmen in den Spalt zwischen den Stangen bewegt.

Es ist jedoch möglich, die Anstiegsrate des Durchflusses genauer zu bestimmen.

Beim Verschieben des Rahmens in der Formel

nur die Größe a ändert sich (die Tiefe, bis zu der der Rahmen zurückgezogen wird), was bedeutet, dass die Änderung des AF-Flusses von der Änderung dieser bestimmten Größe a abhängt.

Die Zunahme dieser Größe über einen bestimmten Zeitraum kann durch die folgende Formel dargestellt werden:

Wo ist die Geschwindigkeit, mit der sich der Rahmen bewegt?

Aber wenn wir die Änderung der Größe a kennen (d. h.), dann ist es nicht schwer, die entsprechende Änderung des Durchflusses zu berechnen ():

Damit sind wir fast fertig mit der Ableitung der Formel für die induzierte EMK. Wir müssen nur die Änderungsrate des Flusses bestimmen, indem wir die linke und rechte Seite der letzten Gleichheit dividieren

Dies ist die Formel zur Berechnung der EMF,

wird in einem geraden Leiter induziert, der sich mit einer Geschwindigkeit in einem Magnetfeld bewegt

Die abgeleitete Formel ist gültig, wenn: 1) der Leiter im rechten Winkel zur Richtung des Magnetfelds und zur Richtung der Geschwindigkeit steht und 2) die Geschwindigkeit auch einen rechten Winkel zur Richtung des Feldes bildet.

Die hier präsentierten Schlussfolgerungen gelten auch für den Fall, dass der Draht stationär ist und sich die Pole selbst zusammen mit dem von ihnen erzeugten Magnetfeld bewegen.

Wir haben eine Formel für die Bewegung des Rahmens gefunden und diese als Formel für die EMK angewendet, die in einem geraden Leiter induziert wird, der sich über das Feld bewegt. Die Gründe dafür sind leicht zu erklären: In den seitlichen Drähten, die parallel zur Geschwindigkeitsrichtung liegen, wird keine EMF induziert. Die gesamte EMK wird in einem Querdraht der Länge l induziert, der sich in einem Magnetfeld bewegt.

Wenn dieser Querdraht tatsächlich über das Feld hinausgeht, erreicht der mit ihm gekoppelte Fluss bei weiterer Bewegung des Rahmens seinen Maximalwert (32 Linien) und ändert sich nicht. Natürlich nur so lange, bis die Rückseite des Rahmens in den Spalt zwischen den Stangen passt. Dies bedeutet, dass in den Seitendrähten (parallel) keine EMF induziert wird, selbst wenn sie sich in einem Magnetfeld bewegen.

Reis. 2.30. Regel der rechten Hand

Regel der rechten Hand. Die Richtung der bei der Bewegung des Drahtes induzierten EMK kann mit der Rechte-Hand-Regel bestimmt werden (Abb. 2.30):

Wenn die rechte Hand so positioniert ist, dass die Feldlinien in die Handfläche eindringen und der gebogene Daumen mit der Bewegungsrichtung übereinstimmt, zeigen die vier ausgestreckten Finger die Richtung der induzierten EMK an.

Die Richtung der induzierten EMF ist die Richtung, in der unter ihrer Wirkung Strom in einem geschlossenen Stromkreis fließen sollte.

Es ist leicht zu überprüfen, ob die Rechte-Hand-Regel vollständig mit der Lenz-Regel übereinstimmt. Wir überlassen es dem Leser, sich selbst davon zu überzeugen.

Beispiel. Zwischen den Polen bewegt sich ein Draht, wie in Abb. 2,28 und 2,29. Magnetische Induktion 1,2 Tesla. Kabellänge. Geschwindigkeit Finden Sie die im Kabel induzierte EMK.

Lösung. Nach der Formel

Natürlich wird eine solche EMF im Draht nur während der Zeitspanne induziert, in der sich der Draht zwischen den Polen befindet.

Ähnliche Magnetfelder, Geschwindigkeiten und Abmessungen wie in diesem Beispiel finden sich in elektrischen Maschinen.

Wenn sich ein gerader Leiter in einem Magnetfeld bewegt, entsteht an den Enden des Leiters eine elektromagnetische Spannung. d.s. Induktion. Sie kann nicht nur nach der Formel berechnet werden, sondern auch nach der Formel e. d.s.

Induktion in einem geraden Leiter. Es kommt so heraus. Setzen wir die Formeln (1) und (2) § 97 gleich:

BIls = EIΔt, von hier

Wo s/Δt=v ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Leiters. Deshalb z. d.s. Induktion, wenn sich der Leiter senkrecht zu den magnetischen Feldlinien bewegt

E = Blv.

Bewegt sich der Leiter mit einer Geschwindigkeit v (Abb. 148, a), die in einem Winkel α zu den Induktionslinien gerichtet ist, dann wird die Geschwindigkeit v in die Komponenten v 1 und v 2 zerlegt. Die Komponente ist entlang der Induktionslinien gerichtet und verursacht darin keine Emission, wenn sich der Leiter bewegt. d.s. Induktion. Im Dirigenten e. d.s. wird nur durch die Komponente induziert v 2 = v sin α, senkrecht zu den Induktionslinien gerichtet. In diesem Fall z. d.s. Induktion wird sein

E = Blv sin α.

Das ist die Formel e. d.s. Induktion in einem geraden Leiter.

Also, Wenn sich ein gerader Leiter in einem Magnetfeld bewegt, wird in ihm ein e induziert. d.s., dessen Wert direkt proportional zur aktiven Länge des Leiters und der Normalkomponente seiner Bewegungsgeschwindigkeit ist.

Wenn wir anstelle eines geraden Leiters einen Rahmen nehmen, erscheint beim Rotieren in einem gleichmäßigen Magnetfeld ein e. d.s. auf seinen beiden Seiten (siehe Abb. 138). In diesem Fall z. d.s. Induktion wird sein E = 2 Blv sin α. Dabei ist l die Länge einer aktiven Seite des Rahmens. Besteht dieser aus n Windungen, so kommt darin e vor. d.s. Induktion

E = 2nBlv sin α.

Was äh. d.s. Die Induktion hängt von der Rotationsgeschwindigkeit v des Rahmens und von der Induktion B des Magnetfelds ab, was in diesem Experiment zu sehen ist (Abb. 148, b). Wenn sich der Anker des Stromgenerators langsam dreht, leuchtet die Glühbirne schwach auf: Es ist eine geringe Emission aufgetreten. d.s. Induktion. Mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit des Ankers brennt die Glühbirne heller: Es entsteht ein größeres e. d.s. Induktion. Bei gleicher Ankerdrehgeschwindigkeit entfernen wir einen der Magnete und verringern dadurch die Magnetfeldinduktion. Das Licht ist schwach beleuchtet: eh. d.s. Die Induktion nahm ab.

Aufgabe 35. Gerade Leiterlänge 0,6 müber flexible Leiter mit einer Stromquelle verbunden, z.B. d.s. dem 24 V und innerer Widerstand 0,5 Ohm. Der Leiter befindet sich in einem gleichmäßigen Magnetfeld mit Induktion 0,8 TL, deren Induktionslinien auf den Leser gerichtet sind (Abb. 149). Widerstand des gesamten externen Stromkreises 2,5 Ohm. Bestimmen Sie die Stromstärke im Leiter, wenn er sich mit Geschwindigkeit senkrecht zu den Induktionslinien bewegt 10 m/Sek. Wie groß ist die Stromstärke in einem ruhenden Leiter?

Der magnetische Fluss durch den Stromkreis kann sich aus folgenden Gründen ändern:

• Beim Platzieren eines stationären Stromkreises in einem magnetischen Wechselfeld.
• Wenn sich ein Leiter in einem Magnetfeld bewegt, das sich im Laufe der Zeit möglicherweise nicht ändert.

In beiden Fällen wird das Gesetz der elektromagnetischen Induktion erfüllt. Darüber hinaus ist der Ursprung der elektromotorischen Kraft in diesen Fällen unterschiedlich. Schauen wir uns den zweiten dieser Fälle genauer an.

Dabei bewegt sich der Leiter in einem Magnetfeld. Zusammen mit dem Leiter bewegen sich auch alle Ladungen, die sich im Leiter befinden. Auf jede dieser Ladungen wirkt die Lorentzkraft des Magnetfelds. Es fördert die Ladungsbewegung innerhalb des Leiters.

• In diesem Fall Induktions-EMK wird magnetischen Ursprungs sein.

Betrachten Sie das folgende Experiment: Ein Magnetkreis, dessen eine Seite beweglich ist, wird in ein gleichmäßiges Magnetfeld gebracht. Die bewegliche Seite der Länge l beginnt mit konstanter Geschwindigkeit V an den Seiten MD und NC entlang zu gleiten. Dabei bleibt sie stets parallel zur Seite CD. Der magnetische Induktionsvektor des Feldes steht senkrecht zum Leiter und bildet mit der Richtung seiner Geschwindigkeit einen Winkel a. Die folgende Abbildung zeigt den Laboraufbau für dieses Experiment:

Die auf ein bewegtes Teilchen wirkende Lorentzkraft wird nach folgender Formel berechnet:

Fl = |q|*V*B*sin(a).

Die Lorentzkraft wird entlang des Segments MN gerichtet. Berechnen wir die Arbeit der Lorentzkraft:

A = Fl*l = |q|*V*B*l*sin(a).

Die Induktions-EMK ist das Verhältnis der Arbeit, die eine Kraft verrichtet, wenn sie eine positive Einheitsladung bewegt, zur Größe dieser Ladung. Deshalb haben wir:

Ei = A/|q| = V*B*l*sin(a).

Diese Formel gilt für jeden Leiter, der sich mit konstanter Geschwindigkeit in einem Magnetfeld bewegt. Die induzierte EMK wird nur in diesem Leiter vorhanden sein, da die übrigen Leiter des Stromkreises stationär bleiben. Offensichtlich ist die induzierte EMK im gesamten Stromkreis gleich der induzierten EMK im sich bewegenden Leiter.

EMF aus dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion

Der magnetische Fluss durch denselben Stromkreis wie im obigen Beispiel ist gleich:

Ф = B*S*cos(90-a) = B*S*sin(a).

Hier ist Winkel (90-a) = Winkel zwischen dem magnetischen Induktionsvektor und der Normalen zur Konturoberfläche. Im Laufe der Zeit ∆t ändert sich die Konturfläche um ∆S = -l*V*∆t. Das Minuszeichen zeigt an, dass die Fläche abnimmt. Während dieser Zeit ändert sich der magnetische Fluss:

∆Ф = -B*l*V*sin(a).

Dann ist die induzierte EMK gleich:

Ei = -∆Ф/∆t = B*l*V*sin(a).

Wenn sich der gesamte Stromkreis in einem gleichmäßigen Magnetfeld mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, ist die induzierte EMK Null, da sich der Magnetfluss nicht ändert.

Das Auftreten der elektromotorischen Kraft (EMF) in Körpern, die sich in einem Magnetfeld bewegen, lässt sich leicht erklären, wenn wir uns an die Existenz der Lorentzkraft erinnern. Lassen Sie den Stab in einem gleichmäßigen Magnetfeld mit Induktion bewegen Abb. 1. Die Richtung der Bewegungsgeschwindigkeit der Stange () sei senkrecht zueinander.

Zwischen den Punkten 1 und 2 des Stabes wird eine EMF induziert, die von Punkt 1 nach Punkt 2 gerichtet ist. Die Bewegung des Stabes ist die Bewegung positiver und negativer Ladungen, die Teil der Moleküle dieses Körpers sind. Die Ladungen bewegen sich zusammen mit dem Körper in Bewegungsrichtung des Stabes. Das Magnetfeld beeinflusst die Ladungen mithilfe der Lorentzkraft und versucht, positive Ladungen in Richtung Punkt 2 und negative Ladungen in Richtung des gegenüberliegenden Endes des Stabes zu bewegen. Somit erzeugt die Wirkung der Lorentzkraft eine induzierte EMK.

Bewegt sich ein Metallstab in einem Magnetfeld, können sich positive Ionen, die sich an den Knotenpunkten des Kristallgitters befinden, nicht entlang des Stabes bewegen. In diesem Fall sammeln sich am Ende des Stabes in der Nähe von Punkt 1 im Übermaß bewegliche Elektronen an. Am gegenüberliegenden Ende des Stabes kommt es zu einem Elektronenmangel. Die auftretende Spannung bestimmt die induzierte EMK.

Besteht der bewegliche Stab aus einem Dielektrikum, führt die Ladungstrennung unter dem Einfluss der Lorentzkraft zu seiner Polarisation.

Die induzierte EMK ist Null, wenn sich der Leiter parallel zur Richtung des Vektors bewegt (d. h. der Winkel zwischen und ist Null).

Induktions-EMK in einem geraden Leiter, der sich in einem Magnetfeld bewegt

Lassen Sie uns eine Formel zur Berechnung der induzierten EMK erhalten, die in einem geraden Leiter der Länge l auftritt, der sich parallel zu sich selbst in einem Magnetfeld bewegt (Abb. 2). Sei v die momentane Geschwindigkeit des Leiters, dann beschreibt er mit der Zeit eine Fläche gleich:

In diesem Fall kreuzt der Leiter alle magnetischen Induktionslinien, die durch das Pad verlaufen. Wir erhalten, dass die Änderung des magnetischen Flusses () durch den Stromkreis, in den der sich bewegende Leiter eintritt:

wo ist die Komponente der magnetischen Induktion senkrecht zur Fläche. Ersetzen wir den Ausdruck für (2) in das Grundgesetz der elektromagnetischen Induktion:

In diesem Fall wird die Richtung des Induktionsstroms durch das Lenzsche Gesetz bestimmt. Das heißt, der Induktionsstrom hat eine solche Richtung, dass die auf den Leiter wirkende mechanische Kraft die Bewegung des Leiters verlangsamt.

Induktions-EMK in einer flachen Spule, die in einem Magnetfeld rotiert

Wenn eine flache Spule in einem gleichmäßigen Magnetfeld rotiert, die Winkelgeschwindigkeit ihrer Rotation gleich ist, die Rotationsachse in der Ebene der Spule liegt und dann die induzierte EMK wie folgt ermittelt werden kann:

wobei S die durch die Spule begrenzte Fläche ist; - Selbstinduktionsfluss der Spule; - Winkelgeschwindigkeit; () - Drehwinkel der Kontur. Es ist zu beachten, dass Ausdruck (5) gültig ist, wenn die Drehachse einen rechten Winkel mit der Richtung des externen Feldvektors bildet.

Wenn der rotierende Rahmen N Windungen hat und seine Selbstinduktion vernachlässigt werden kann, dann gilt:

Beispiele für Problemlösungen

BEISPIEL 1