Indukcja elektromagnetyczna - powstawanie prądu w nieruchomym obwodzie

W nieruchomym obwodzie również może powstać prąd indukcyjny. Dzieje się tak, gdy zmienia się pole magnetyczne w obrębie tego obwodu.

• Prąd powstaje w nieruchomej zwojnicy, gdy obok niej porusza się magnes.
• Kluczowe jest, że prąd indukcyjny powstaje zawsze, gdy zmienia się liczba linii pola magnetycznego przecinających obwód.
• Gdy w jednej zwojnicy zmienia się natężenie prądu, w drugiej zwojnicy znajdującej się w pobliżu powstaje prąd indukcyjny.

Istotne zjawisko: Zmienne pole magnetyczne wytwarza wirowe pole elektryczne, które z kolei powoduje przepływ prądu indukcyjnego w przewodniku.

Fale elektromagnetyczne

Fale elektromagnetyczne to niezwykle ważne zjawisko fizyczne:

• Do powstania pola magnetycznego nie potrzeba prądu elektrycznego - wystarczy zmienne pole elektryczne.
• Fala elektromagnetyczna to związane ze sobą pola: magnetyczne i elektryczne, rozchodzące się w przestrzeni.
• Wokół zmiennego pola magnetycznego powstaje wirowe pole elektryczne.
• Wokół zmiennego pola elektrycznego powstaje wirowe pole magnetyczne.

Dzięki tej wzajemnej zależności fale elektromagnetyczne mogą się rozchodzić w przestrzeni, nawet w próżni, bez potrzeby ośrodka materialnego.

Pytania i zadania dotyczące indukcji elektromagnetycznej - część II

Rozwiązując problemy z indukcją elektromagnetyczną w nieruchomych obwodach, należy uwzględnić zmiany pola magnetycznego:

• Prąd indukcyjny powstaje, gdy zmienia się liczba linii pola magnetycznego przecinających obwód.
• Podczas zbliżania lub oddalania magnesu od nieruchomej zwojnicy indukcja zachodzi.
• Obrót magnesu może spowodować indukcję, jeśli zmienia się rozkład pola magnetycznego względem zwojnicy.

Praktyczna wskazówka: Prąd indukcyjny w zwojnicy pojawia się tylko w momentach, gdy natężenie prądu w sąsiedniej zwojnicy zmienia się (rośnie lub maleje), a nie gdy płynie stały prąd.

Ważne obserwacje dotyczące kierunku prądu indukcyjnego:

• Kierunek prądu indukcyjnego zależy od bieguna magnesu, który zbliżamy lub oddalamy od zwojnicy.
• Gdy zmieniamy biegun magnesu na przeciwny, kierunek indukowanego prądu również się zmienia na przeciwny.

Kiedy prąd indukcyjny nie płynie:

• Gdy obwód i pole magnetyczne są nieruchome względem siebie.
• Gdy przez zwojnicę płynie prąd o stałym natężeniu.
• Gdy przewodnik porusza się równolegle do linii pola magnetycznego.

Przykład praktyczny: Podczas włączania i wyłączania prądu w zwojnicy podłączonej do baterii, w sąsiedniej zwojnicy popłynie prąd indukcyjny, ponieważ w tych momentach pole magnetyczne się zmienia. Natomiast gdy przez pierwszą zwojnicę płynie prąd stały, w drugiej zwojnicy prąd indukcyjny nie powstaje.