Зависимость магнитного потока от угла
При повороте рамки в однородном магнитном поле магнитный поток через неё изменяется. Если угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости рамки равен \(\alpha\), то поток уменьшается от максимального значения до нуля по закону косинуса.
Магнитный поток описывает, насколько сильно магнитное поле пронизывает поверхность рамки. Его определяют по формуле магнитного потока. Для плоской рамки в однородном поле угол отсчитывают не от плоскости рамки, а от нормали к ней.
- При \(\alpha=0^\circ\) поле перпендикулярно плоскости рамки: \(\Phi=BS\) — поток максимален.
- При \(\alpha=90^\circ\) поле направлено вдоль плоскости рамки: \(\Phi=0\).
- При \(\alpha=180^\circ\) поток равен \(-BS\): направление нормали выбрано противоположно полю.
Площадь рамки \(S=0{,}02\ \text{м}^2\), индукция \(B=0{,}5\ \text{Тл}\), а угол между полем и нормалью \(60^\circ\). Тогда \(\Phi=0{,}5\cdot0{,}02\cdot\cos60^\circ=0{,}005\ \text{Вб}\).
Если угол \(\beta\) задан между вектором \(\vec B\) и плоскостью рамки, то используется синус: \(\Phi=BS\sin\beta\). Это связано с тем, что \(\beta=90^\circ-\alpha\).
При вращении рамки поток меняется, поэтому в замкнутом контуре может возникнуть электромагнитная индукция. Скорость изменения потока определяет величину индукционной ЭДС; подробный случай вращения рассматривается в статье об индукции во вращающейся рамке.
Рамка расположена так, что магнитное поле направлено вдоль её плоскости. Чему равен поток?
Главное
- Для угла с нормалью к рамке: \(\Phi=BS\cos\alpha\).
- Поток максимален при \(\alpha=0^\circ\) и равен нулю при \(\alpha=90^\circ\).
- Для угла с плоскостью рамки используется формула \(\Phi=BS\sin\beta\).