На рисунке показано направление линий магнитного поля. В этом магнитном поле перемещают замкнутый виток проволоки сначала вертикально вверх так, что плоскость витка параллельна линиям индукции магнитного поля (на рис. ситуация А), затем в горизонтальном направлении так, что плоскость витка перпендикулярна линиям индукции магнитного поля (на рис. ситуация Б). При каком движении рамки происходит изменение магнитного потока?
Для ответа на этот вопрос, нам необходимо разобраться в концепции магнитного потока и его изменения. Магнитный поток - это количество магнитных силовых линий, проходящих через поверхность. Более формальное определение магнитного потока можно записать следующим образом:
Ф = B * A * cos(θ)
где Ф - магнитный поток,
B - магнитная индукция,
A - площадь поверхности, которую пересекают линии магнитного поля,
θ - угол между линиями магнитного поля и нормалью к поверхности.
Из этой формулы ясно, что магнитный поток зависит от магнитной индукции, площади и угла между плоскостью поверхности и линиями магнитного поля.
Смотря на рисунок, можно заметить, что в ситуации А, плоскость витка параллельна линиям индукции магнитного поля. Это означает, что угол между линиями магнитного поля и нормалью к поверхности равен 0 градусов. Следовательно, cos(θ) = cos(0) = 1. При перемещении замкнутого витка вверх эта ситуация не изменяется, что означает, что угол тоже остается равным 0. Таким образом, в ситуации А магнитный поток остается неизменным.
В ситуации Б, плоскость витка перпендикулярна линиям индукции магнитного поля. Это означает, что угол между линиями магнитного поля и нормалью к поверхности равен 90 градусов. Следовательно, cos(θ) = cos(90) = 0. При перемещении замкнутого витка в горизонтальном направлении, угол между линиями магнитного поля и нормалью к поверхности также изменяется, поэтому магнитный поток будет изменяться.
Таким образом, изменение магнитного потока происходит только при движении рамки в горизонтальном направлении, когда плоскость витка перпендикулярна линиям индукции магнитного поля (ситуация Б). В ситуации А магнитный поток остается неизменным.
Ф = B * A * cos(θ)
где Ф - магнитный поток,
B - магнитная индукция,
A - площадь поверхности, которую пересекают линии магнитного поля,
θ - угол между линиями магнитного поля и нормалью к поверхности.
Из этой формулы ясно, что магнитный поток зависит от магнитной индукции, площади и угла между плоскостью поверхности и линиями магнитного поля.
Смотря на рисунок, можно заметить, что в ситуации А, плоскость витка параллельна линиям индукции магнитного поля. Это означает, что угол между линиями магнитного поля и нормалью к поверхности равен 0 градусов. Следовательно, cos(θ) = cos(0) = 1. При перемещении замкнутого витка вверх эта ситуация не изменяется, что означает, что угол тоже остается равным 0. Таким образом, в ситуации А магнитный поток остается неизменным.
В ситуации Б, плоскость витка перпендикулярна линиям индукции магнитного поля. Это означает, что угол между линиями магнитного поля и нормалью к поверхности равен 90 градусов. Следовательно, cos(θ) = cos(90) = 0. При перемещении замкнутого витка в горизонтальном направлении, угол между линиями магнитного поля и нормалью к поверхности также изменяется, поэтому магнитный поток будет изменяться.
Таким образом, изменение магнитного потока происходит только при движении рамки в горизонтальном направлении, когда плоскость витка перпендикулярна линиям индукции магнитного поля (ситуация Б). В ситуации А магнитный поток остается неизменным.