ЕГЭОГЭЕНТ
РУҚА
Задание № 13 · ОГЭ

Электромагнитная индукция

Условия возникновения индукционного тока, закон Фарадея и правило Ленца
6 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока через этот контур. Изменять поток можно движением магнита или контура, изменением площади контура, его ориентации либо магнитной индукции поля.

Сущность электромагнитной индукции

Чтобы понять явление, сначала повторите понятие магнитного потока. Поток показывает, сколько линий магнитного поля пронизывает поверхность контура. Для однородного поля он зависит от магнитной индукции \(B\), площади контура \(S\) и угла между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности.

\[\Phi = B S \cos\alpha\]

Если контур замкнут, а поток через него меняется, в контуре возникает индукционный ток. Если контур разомкнут, тока нет, но возникает электродвижущая сила индукции — причина, заставляющая заряды двигаться при замыкании цепи.

D
Определение

Электромагнитная индукция — возникновение электродвижущей силы индукции в проводящем контуре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

\(\Phi\)
магнитный поток
Вб (вебер)
\(B\)
магнитная индукция
Тл (тесла)
\(S\)
площадь контура
м²
\(\mathcal{E}_\text{и}\)
ЭДС индукции
В (вольт)
\(I\)
сила тока
А (ампер)
\(t\)
время
с

Ток появляется только во время изменения потока. Если магнит находится неподвижно относительно замкнутого контура и поле постоянно, поток постоянен, поэтому индукционного тока нет. Это важное отличие индукции от обычного тока в цепи с источником.

движение магнитазамкнутый контуризменение потока
При движении магнита к замкнутому контуру магнитный поток изменяется, поэтому возникает индукционный ток.

Закон электромагнитной индукции

Количественно явление описывает закон электромагнитной индукции. Модуль ЭДС индукции равен скорости изменения магнитного потока через контур.

\[\mathcal{E}_\text{и} = \left|\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\right|\]

Для катушки из \(N\) одинаковых витков магнитный поток изменяется в каждом витке, поэтому ЭДС увеличивается в \(N\) раз:

\[\mathcal{E}_\text{и} = N\left|\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\right|\]
T
Закон Фарадея — правило для расчётов

Средняя ЭДС индукции прямо пропорциональна числу витков и изменению магнитного потока, происходящему за единицу времени. Чем быстрее меняется поток, тем больше ЭДС.

Знак «минус» в полной записи закона связан с правилом Ленца и показывает направление индукционного тока:

\[\mathcal{E}_\text{и} = -N\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\]

Для определения силы тока используют закон Ома для полной цепи или для участка контура. Если сопротивление контура \(R\), то \(I=\mathcal{E}_\text{и}/R\). Подробный расчёт индукционного тока зависит от условий задачи.

Проверьте понимание

В замкнутом контуре магнитный поток увеличился в 2 раза за то же время. Как изменится модуль ЭДС индукции?

Способы изменения магнитного потока

Из формулы \(\Phi=BS\cos\alpha\) следуют четыре практически важных способа изменить поток:

  • изменить магнитную индукцию \(B\), например приблизить магнит к контуру или изменить ток в электромагните;
  • изменить площадь \(S\) части контура, находящейся в магнитном поле;
  • повернуть контур, изменив угол \(\alpha\) между полем и нормалью к его поверхности;
  • переместить контур так, чтобы в области его поверхности оказалось другое магнитное поле.

Во всех случаях решающим является именно изменение потока, а не сам факт наличия магнитного поля. Эта идея подробно используется на странице Изменение магнитного потока. При движении проводника в поле индукция объясняется действием магнитной силы на свободные заряды; см. электромагнитную индукцию в движущемся проводнике.

Запомните

Постоянное магнитное поле само по себе не создаёт индукционный ток. Нужна причина изменения магнитного потока через контур.

Направление индукционного тока

Модуль ЭДС отвечает на вопрос «насколько велик ток», но не показывает его направление. Направление определяют по правилу Ленца: индукционный ток всегда направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению магнитного потока, вызвавшему этот ток.

T
Правило Ленца

Если внешний магнитный поток через контур увеличивается, индукционное поле направлено против внешнего поля. Если внешний поток уменьшается, индукционное поле направлено в ту же сторону, чтобы поддержать поток.

Алгоритм определения направления индукционного тока:

  1. Определите направление внешнего магнитного поля через контур.
  2. Установите, увеличивается или уменьшается внешний поток.
  3. Выберите направление индукционного магнитного поля по правилу Ленца.
  4. По правилу правой руки найдите направление тока в контуре.

Если поле индукции направлено к наблюдателю, ток идёт против часовой стрелки; если от наблюдателя — по часовой стрелке. Подробнее направление рассматривается на странице Направление индукционного тока.

Разобранный пример

№
ЭДС в катушке

Катушка имеет \(N=200\) витков. Магнитный поток через один виток равномерно уменьшился от \(\Phi_1=3\cdot10^{-3}\) Вб до \(\Phi_2=1\cdot10^{-3}\) Вб за \(\Delta t=0{,}1\) с. Найдите модуль ЭДС индукции.

1
Запишем закон Фарадея для катушки из \(N\) витков.
\(\displaystyle \mathcal{E}_\text{и}=N\left|\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\right|\)
2
Найдём изменение магнитного потока по модулю.
\(\displaystyle |\Delta\Phi|=|\Phi_2-\Phi_1|=|1\cdot10^{-3}-3\cdot10^{-3}|=2\cdot10^{-3}\ \text{Вб}\)
3
Подставим данные в формулу.
\(\displaystyle \mathcal{E}_\text{и}=200\cdot\frac{2\cdot10^{-3}}{0{,}1}\ \text{В}\)
4
Выполним вычисление и запишем ответ.
\(\displaystyle \mathcal{E}_\text{и}=4\ \text{В}\)

Если дополнительно известно сопротивление катушки, силу индукционного тока находят по формуле \(I=\mathcal{E}_\text{и}/R\). Если требуется направление, нужно отдельно применить правило Ленца: поскольку поток уменьшается, индукционное поле поддерживает первоначальное направление внешнего поля.

!
Частые ошибки

1. Считают, что ток возникает при любом магнитном поле. Важно не поле, а изменение потока. 2. Забывают множитель \(N\) для катушки. 3. Подставляют конечный поток вместо изменения \(\Delta\Phi\). 4. Не берут модуль при вычислении величины ЭДС. 5. Путают угол в формуле потока: \(\alpha\) отсчитывается от нормали к поверхности, а не от самой плоскости контура. 6. Смешивают «индукцию» и «редукцию»: в физике этой темы используется электромагнитная индукция, а «редукция» не является названием обратного явления.

Применение и связь с другими темами

Электромагнитная индукция лежит в основе генераторов, трансформаторов и многих электрических устройств. В генераторе механическое вращение изменяет поток через рамку и создаёт переменную ЭДС. Индукция во вращающейся рамке — частный случай такого процесса.

В трансформаторе переменный ток в первичной обмотке создаёт изменяющийся магнитный поток, который вызывает ЭДС во вторичной обмотке. Поэтому трансформатор следует изучать после этой темы. При изменении магнитного поля в массивных проводниках возникают замкнутые вихревые токи, которые также подчиняются правилу Ленца.

Для решения экзаменационных задач сначала определите, что именно меняется: \(B\), \(S\), \(\alpha\) или положение контура. Затем вычислите изменение потока, разделите его на время и учтите число витков.

Q
Быстрый тест по теме

Быстрая проверка

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · условие индукции
Что необходимо для возникновения индукционного тока?
Главное за минуту

Главное

  • Электромагнитная индукция — возникновение ЭДС и тока при изменении магнитного потока через контур.
  • Магнитный поток определяется формулой \(\Phi=BS\cos\alpha\).
  • ЭДС индукции вычисляют по закону Фарадея: \(\mathcal{E}_\text{и}=N|\Delta\Phi|/\Delta t\).
  • Изменить поток можно изменением \(B\), \(S\), угла \(\alpha\) или положения контура.
  • Направление индукционного тока находят по правилу Ленца: ток противодействует изменению потока.
  • Для расчёта силы тока используют \(I=\mathcal{E}_\text{и}/R\), если сопротивление цепи известно.