Номер 21.11, страница 107 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 21. Электромагнитная индукция. Производство и передача электроэнергии - номер 21.11, страница 107.

Условие.

21.11. Может ли возникнуть индукционный ток в неподвижной замкнутой катушке без движения магнита? Подтвердите ваш ответ примером.

Решение.

Да, индукционный ток может возникнуть в неподвижной замкнутой катушке без движения магнита.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, индукционный ток возникает в замкнутом проводящем контуре при любом изменении магнитного потока, пронизывающего поверхность, ограниченную этим контуром. Возникающая при этом электродвижущая сила (ЭДС) индукции $\mathcal{E}_{i}$ равна скорости изменения магнитного потока $\Phi$ со знаком минус:

$\mathcal{E}_{i} = - \frac{d\Phi}{dt}$

Магнитный поток можно изменить не только путем перемещения постоянного магнита или самой катушки, но и за счет изменения величины самого магнитного поля, пронизывающего неподвижную катушку.

В качестве примера рассмотрим явление электромагнитной индукции в системе из двух неподвижных катушек. Пусть одна катушка (первичная) подключена к источнику тока через выключатель, а вторая (вторичная) — к гальванометру. В момент замыкания цепи в первичной катушке начинает течь ток, который нарастает от нуля до некоторого стационарного значения. Нарастающий ток создает вокруг себя изменяющееся во времени магнитное поле. Это переменное магнитное поле пронизывает витки вторичной катушки, создавая в ней изменяющийся магнитный поток. Изменение магнитного потока, в свою очередь, индуцирует во вторичной катушке ЭДС и вызывает кратковременный индукционный ток, который регистрируется гальванометром. Аналогичный, но противоположно направленный ток возникнет и в момент размыкания цепи. Таким образом, ток индуцируется в неподвижной катушке без использования движущегося постоянного магнита. На этом принципе взаимной индукции основана работа трансформаторов.

Ответ: Да, может. Индукционный ток возникает при любом изменении магнитного потока через замкнутый контур катушки. Магнитный поток можно изменить, не перемещая ни катушку, ни постоянный магнит, а изменяя во времени магнитное поле от другого источника. Например, если рядом с катушкой расположить электромагнит (другую катушку) и изменять в нем силу тока, то создаваемое им переменное магнитное поле вызовет индукционный ток в первой неподвижной катушке.