Присоединив катушку, в которой возникает индукционный ток, к гальванометру, можно обнаружить, что напряжение тока зависит от того, приближается ли магнит к катушке, или удаляется от нее.
Если магнит приближать к катушке, то в ней появляется индукционный ток такого направления, что магнит обязательно отталкивается. Для сближения магнита и катушки нужно совершить положительную работу. Катушка становится подобной магниту, обращенному одноименным полюсом к приближающемуся к ней магниту.
N S
→
Направление индукционного тока определяется законом сохранения энергии.
S
N
S
N
B1
B B
B1
При увеличении магнитного потока через витки катушки индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует нарастанию магнитного потока через витки катушки.
Русский физик Э.Х. Ленц установил правило определения направления индукционного тока:
Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.
Опыты Фарадея показали, что сила индукционного тока Iiв проводящем контуре пропорциональна скорости изменения числа линий магнитной индукции B, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром.
Иначе, сила индукционного тока пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:
Ii ~
Δ Ф
Δ t
В цепи появляется электрический ток, когда на свободные заряды действуют сторонние силы. Работу этих сил при перемещении единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура называется электродвижущей силой. Т.е. при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, в последнем появляются сторонние силы, действие которых характеризуется ЭДС, называемый ЭДС индукции ℰi.
Закон электромагнитной индукции формулируется для ЭДС, а не для силы тока, т.к. при такой формулировке закон выражает сущность явления, не зависящую от свойств проводников, в которых возникает индукционный ток.
ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:
ℰi =
Δ Ф
ℰI = -
Δ Ф
Δ t
Δ t
Знак « - » означает, что при уменьшении магнитного потока Δ Ф < 0. ЭДС индукции создает индукционный ток, который препятствует уменьшению магнитного потока и наоборот.