Фізіка. 10 клас

Віхравое электрычнае поле. Пры змяненні магнітнага патоку праз паверхню, абмежаваную праводным замкнутым нерухомым (адносна выбранай інерцыяльнай сістэмы адліку) контурам, у ім узнікае электрычны ток. Гэта сведчыць пра тое, што на свабодныя зараджаныя часціцы ў контуры дзейнічаюць сілы. Але для зараджаных часціц, якія хаатычна рухаюцца, усярэдненае значэнне сілы Лорэнца роўнае нулю, таму на такія часціцы дзейнічае электрычнае поле. Дж. Максвел першы выказаў здагадку, што пры любым змяненні ў часе магнітнага поля ў навакольнай прасторы ўзнікае электрычнае поле. Яго называюць індукцыйным або індуцыраваным. Менавіта гэтае індукцыйнае электрычнае поле дзейнічае на зараджаныя часціцы, прыводзячы іх ва ўпарадкаваны рух і ствараючы індукцыйны электрычны ток. Падкрэслім, што індукцыйнае электрычнае поле не звязана з электрычнымі зарадамі, яго крыніцай з'яўляецца магнітнае поле, якое змяняецца з цягам часу. Лініі напружанасці індукцыйнага электрычнага поля замкнутныя.

Электрычнае поле, якое ўзнікае пры любым змяненні ў часе магнітнага поля, з'яўляецца адным з віхравых палёў.

Віхравы, гэта значыць непатэнцыяльны, характар індукцыйнага электрычнага поля — прычына таго, што пры перамяшчэнні зараду па замкнутым ланцугу гэтае поле выконвае работу, не роўную нулю.

Такім чынам, ЭРС індукцыі, якая ўзнікае ў нерухомым замкнутым контуры, што знаходзіцца ў зменлівым у часе магнітным полі, роўная рабоце сіл віхравога электрычнага поля па перамяшчэнні ўздоўж гэтага контуру адзінкавага дадатнага зараду. Калі такі контур аказваецца праводным, ЭРС індукцыі, што ўзнікла ў ім, прыводзіць да з'яўлення індукцыйнага току.

Максвел у 1873 г. выявіў, што ЭРС індукцыі, якая ўзнікае ў нерухомым контуры пры змяненні магнітнага поля, не залежыць ад характарыстык гэтага контуру (рэчыва, віду свабодных носьбітаў зараду, супраціўлення, тэмпературы і інш.). На падставе гэтага ён зрабіў выснову, што роля контуру зводзіцца толькі да індыкацыі віхравога электрычнага поля, створанага пераменным магнітным полем.

Такім чынам, сутнасць з'явы электрамагнітнай індукцыі заключаецца ў тым, што віхравое электрычнае поле ўзнікае ў любым пункце прасторы, калі ў гэтым пункце існуе зменлівае ў часе магнітнае поле, незалежна ад таго, ёсць там праводны контур або няма.

Лініі напружанасці віхравога электрычнага поля ахопліваюць лініі індукцыі зменлівага ў часе магнітнага поля. Напрамак ліній напружанасці віхравога электрычнага поля вызначаюць паводле правіла Ленца. Сапраўды, калі змясціць у зменлівае ў часе магнітнае поле замкнуты праводны контур, то па ім у напрамку ліній напружанасці электрычнага поля пойдзе індукцыйны электрычны ток.

Гэты ток стварае індукцыйнае магнітнае поле, індукцыя якога  паказана на малюнку 184.2 штрыхавымі лініямі. Яна накіравана так, што індукцыйнае магнітнае поле супрацьдзейнічае змяненню асноўнага магнітнага поля (правіла Ленца): калі модуль індукцыі асноўнага поля ўзрастае, то вектар  накіраваны супрацьлегла вектару індукцыі асноўнага поля (гл. мал. 184.2, а); калі модуль індукцыі асноўнага поля змяншаецца, то вектары  і  маюць аднолькавы напрамак (гл. мал. 184.2, б).