Электромагнитная индукция: правило Ленца и знак ЭДС

ЭДС индукции равна скорости изменения магнитного потока через контур, взятой с обратным знаком. Минус — не формальность записи: это правило Ленца, а правило Ленца, в свою очередь, есть следствие закона сохранения энергии.

Формулировка правила: индукционный ток направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать тому изменению потока, которое его породило. Если бы он помогал изменению, система разгоняла бы себя сама — и энергия бралась бы из ниоткуда.

Практический порядок действий:

• определите, растёт поток через контур или убывает;
• найдите направление поля, которое должен создать индукционный ток внутри контура: против внешнего при росте потока, вдоль него при убывании;
• по правилу правого буравчика восстановите направление самого тока.

Поток меняется тремя способами, и в задаче стоит сразу определить, каким именно: меняется индукция поля, меняется площадь контура или меняется угол между нормалью к контуру и полем. Вращающаяся рамка в однородном поле — третий случай, и именно он даёт синусоидальную ЭДС генератора переменного тока.

Самоиндукция — тот же закон, применённый к собственному полю контура: ЭДС пропорциональна скорости изменения тока, а коэффициентом служит индуктивность. Отсюда энергия магнитного поля катушки и характерное время установления тока в цепи с индуктивностью.