Elektromágneses indukció
Az indukció kulcsa nem egyszerűen a mágneses tér jelenléte, hanem az áramkört átszelő mágneses fluxus megváltozása.
A mágneses fluxus az a mennyiség, amelynek változnia kell
Homogén térben sík felületre Φ=BA cosθ, ahol θ a B⃗ és a felület normálisa közti szög. A fluxus B, A vagy az orientáció változásával módosul.
Faraday törvénye
ε = −N dΦ/dt
Faraday törvénye ε=−N dΦ/dt. Véges időintervallumban gyakran |ε|≈N|ΔΦ|/Δt használható. Gyorsabb fluxusváltozás nagyobb emf-et okoz.
Fluxusváltozás kalkulátora
N menetre az átlagos emf nagysága |ε|=N|ΔΦ|/Δt.
Lenz törvénye és energiamegmaradás
A mínuszjel Lenz törvényét fejezi ki: az indukált áram mágneses hatása a fluxus változását ellenzi. Ez az energiamegmaradás követelménye.
A mozgási emf ugyanennek a fizikának a része
B-re merőlegesen v sebességgel mozgó ℓ hosszú vezetőn ε=Bℓv lehet. Ez nem külön jelenség: a mozgás megváltoztatja az áramkör által közrefogott területet és így a fluxust.
Megbízható indukciós gondolatmenet
Válasszon felületet és normálist; számolja Φ-t; állapítsa meg a változását; Faraday törvényével kapja a nagyságot, Lenz törvényével az irányt.
Kidolgozott példák
1. Fluxus egy meneten
B=0,40 T, A=0,020 m², a normális párhuzamos B-vel.
Megoldás
Φ=BA=8,0×10⁻³ Wb.
2. Faraday-törvény nagysága
N=100, |ΔΦ|=2,0 mWb, Δt=0,050 s.
Megoldás
|ε|=4,0 V.
3. Lenz iránya
A lap síkja mögé mutató külső fluxus növekszik.
Megoldás
Az indukált áram olyan teret hoz létre, amely a lap síkjából kifelé mutat.