ЭДС движения
ЭДС движения — это электродвижущая сила, возникающая в проводнике, когда он движется в магнитном поле и пересекает линии магнитной индукции. Она появляется из-за действия магнитной силы на свободные заряды проводника и может вызвать индукционный ток, если цепь замкнута.
ЭДС движения рассматривают как частный случай электромагнитной индукции в движущемся проводнике. Свободные заряды вместе с проводником движутся со скоростью \(\vec v\). На заряд действует сила Лоренца \(\vec F=q\vec v\times\vec B\), поэтому положительные и отрицательные заряды разделяются, а между концами проводника возникает напряжение.
Формула
Если прямой проводник длиной \(l\) движется со скоростью \(v\) в однородном магнитном поле, а скорость перпендикулярна проводнику и линиям магнитной индукции, ЭДС движения равна:
В общем случае учитывают углы между направлениями скорости, проводника и магнитного поля. Для проводника, движущегося перпендикулярно своей длине, используется формула ЭДС движения \(\mathcal{E}=B l v\sin\alpha\), где \(\alpha\) — угол между \(\vec v\) и \(\vec B\).
Проводник длиной \(0{,}4\ \text{м}\) движется со скоростью \(5\ \text{м/с}\) перпендикулярно магнитному полю с индукцией \(0{,}2\ \text{Тл}\). Тогда \(\mathcal{E}=B l v=0{,}2\cdot0{,}4\cdot5=0{,}4\ \text{В}\).
ЭДС движения не равна механической силе, действующей на проводник. ЭДС измеряется в вольтах и характеризует работу по переносу единичного заряда. Если проводник не пересекает линии магнитного поля, ЭДС движения может быть равна нулю, даже если он движется.
Как изменится ЭДС движения, если скорость проводника увеличить в 2 раза, а остальные условия сохранить?
Главное
- ЭДС движения возникает при движении проводника в магнитном поле и разделении зарядов магнитной силой.
- Для взаимно перпендикулярных \(\vec v\), \(\vec B\) и проводника: \(\mathcal{E}=B l v\).
- Замкнутая цепь с ЭДС движения создаёт индукционный ток; его направление определяют по правилу Ленца.