Как индуцируется ток в этой цепи?

Если магнитное поле B выходит из страницы и увеличивается, то ток в проводящей петле FBCE будет течь по часовой стрелке.

Взгляните на сегмент EF. Если ток течет по часовой стрелке от E до F, то правило правой руки говорит нам, что магнитное поле, создаваемое этим током, создаст круговое магнитное поле вокруг сегмента, который выходит за пределы страницы снаружи петли и входит в нее. страница внутри цикла...

... то же самое относится ко всем другим сегментам, в результате чего ток, циркулирующий по часовой стрелке в петле, будет генерировать магнитное поле, которое проникает в страницу внутри петли, что будет сопротивляться магнитному потоку, увеличивающемуся из петля. страница.

Есть еще одно эмпирическое правило, которое дает тот же ответ.

Когда большой палец вашей правой руки указывает в направлении уменьшения потока, ваши пальцы сгибаются в направлении электрического поля.

Обратите внимание, что в этом правиле большой палец указывает в сторону уменьшения потока. Это отражает отрицательный знак в законе Фарадея. Также обратите внимание, что уменьшение потока может означать, что поле, указывающее за пределы страницы, увеличивается во времени, или поле, указывающее на страницу, и уменьшается во времени.

Через сегмент AD не будет протекать ток.

Поскольку AD не охватывает изменяющийся поток, он не испытывает никакой ЭДС по своей длине, поэтому через него не протекает ток. Все силы, действующие на его заряженные частицы, перпендикулярны его длине.

Вы можете подумать, что ток, протекающий по внешнему контуру FBCE, может создать напряжение на AD, что может привести к протеканию тока через него, и это верно в цепи с батарейным питанием, потому что батарея создает электрическое поле, которое приводит в движение цепь. ток вокруг петли. Но в этом случае между A и D нет электрического поля — они имеют одинаковый потенциал напряжения. Эту концепцию сложно понять, если вы привыкли смотреть на схемы с батарейным питанием. Представьте, что эта схема лежит на столе. Заряды равномерно распределены по всем проводящим элементам, поэтому нет перепадов напряжения и электрических полей. Теперь вы начинаете увеличивать поток. Это вызывает силу, действующую на каждую заряженную частицу, которая действует по спирали и по часовой стрелке. Эта сила толкает частицы по периметру петли. Сейчас они движутся, но их плотность не изменилась. Они по-прежнему имеют однородную плотность, поэтому нигде по-прежнему нет электрического поля. Есть смысл? (Обратите внимание, что это действительно верно только в том случае, если петля круглая, но это не влияет на наши вопросы здесь, потому что прямоугольная петля симметрична относительно R1.)

Поскольку вы задаете такой замечательный вопрос, я думаю, вам действительно понравятся следующие ресурсы:

1. Материя и взаимодействия . Объясняет эти вещи с точки зрения полей, сил и движения заряженных частиц, что очень отличается от того, как обычно представляют электронику, и помогает объяснить вещи, которые не имеют смысла, когда вы мыслите только с точки зрения традиционной теории цепей. Полностью устраняет ложное различие между статическим электричеством и теорией цепей.

2. Электричество и магнетизм (курс физики Беркли, том 2). Объясняет это с точки зрения специальной теории относительности. Магнитного поля нет, только нормальное электрическое поле, которое ощущают движущиеся частицы из-за преобразования Лоренца. Сногсшибательно и заставляет все, наконец, собраться воедино, включая глубокую реальность того, что на самом деле представляют собой электромагнитные волны. Обратите внимание, что первое издание этой книги вы, скорее всего, сможете найти бесплатно в Интернете. 3-е издание дорогое, но включает больше задач с решениями, которые отлично подходят для самостоятельного изучения.

3. Лекция 16: Электромагнитная индукция . Охватывает вышеуказанный вопрос и заканчивается демонстрацией, которая, вероятно, не даст вам уснуть на много ночей. Будьте готовы смотреть это снова и снова!

Любой протекающий ток должен создавать поле, противостоящее создавшему его меняющемуся потоку. Как возможно, чтобы поток генерировался вниз в прямом противоречии со стрелками увеличения потока, указывающими вверх? В поле находится только AD, поэтому любой генерируемый поток может исходить только от тока в этом проводнике. Но ток по длине AD не будет работать, потому что он создаст круглое поле вокруг AD с нулевым общим сопротивлением основному потоку. Поэтому ...