§ 38. Магнитный поток

На рисунке 116, а изображён проволочный контур, помещённый в однородное магнитное поле. Принято говорить, что контур в магнитном поле пронизывается определённым магнитным потоком Ф, или потоком вектора магнитной индукции. Опыты показывают, что магнитный поток сквозь контур пропорционален модулю вектора индукции однородного магнитного поля и площади, ограниченной этим контуром. Кроме того, магнитный поток зависит от того, как расположена плоскость контура по отношению к линиям магнитной индукции.

Зависимость магнитного потока, пронизывающего площадь контура, от моду ля вектора магнитной индукции, площади контура и от ориентации плоскости контура по отношению к линиям магнитной индукции Допустим, что индукция магнитного ПОЛЯ, пронизывающего ограниченную контуром площадь, стала больше. Это могло произойти, например, в результате увеличения силы тока, создающего это магнитное поле, или при перемещении контура в другое, более сильное поле. Поскольку магнитный поток пропорционален индукции магнитного поля, то при её увеличении в п раз (от значения до значения В₂ = nВ₁, как показано на рис. 116, а, б) во столько же раз возрастёт и поток Ф, пронизывающий площадь S данного контура. При том же самом магнитном поле с индукцией В₁ магнитный поток, пронизывающий большую площадь S' (рис. 116, в), будет во столько же раз больше потока через площадь S (см. рис. 116, а), во сколько раз S' больше, чем S. Если плоскость контура перпендикулярна линиям магнитной индукции (см. рис. 116, а), то при данной индукции В₁ поток Ф, пронизывающий ограниченную этим контуром площадь S, максимален.

Магнитный поток равен нулю, если линии магнитной индукции лежат в плоскости контура При вращении контура вокруг оси ОО' проходящий сквозь него магнитный поток уменьшается (по закону косинуса) и становится равным нулю, когда плоскость контура располагается параллельно линиям магнитной индукции (рис. 116, г). В этом случае линии магнитной индукции как бы скользят по плоскости рамки, не пронизывая её. Таким образом, магнитный поток, пронизывающий площадь контура, меняется при изменении модуля вектора магнитной индукции , площади контура S и при вращении контура, т. е. при изменении его ориентации по отношению к линиям индукции магнитного поля. Если же контур вращается так, что при любом его положении линии магнитной индукции лежат в плоскости контура, не пересекая ограниченную им площадь (рис. 117), то поток не меняется: в любой момент времени он равен нулю.

Вопросы

1. От чего зависит магнитный поток, пронизывающий площадь плоского контура, помещённого в однородное магнитное поле?
2. Как меняется магнитный поток при увеличении в п раз магнитной индукции, если ни площадь, ни ориентация контура не меняются?
3. При какой ориентации контура по отношению к линиям магнитной индукции магнитный поток, пронизывающий площадь этого контура, максимален; равен нулю?
4. Меняется ли магнитный поток при таком вращении контура, когда линии магнитной индукции то пронизывают его, то скользят по его плоскости?

Упражнение 35

Проволочная катушка К₁ со стальным сердечником включена в цепь источника постоянного тока последовательно с реостатом R и ключом К (рис. 118). Электрический ток, протекающий по виткам катушки К₁( создаёт в пространстве вокруг неё магнитное поле. В поле катушки К₁ находится такая же катушка К₂. Каким образом можно менять магнитный поток, пронизывающий катушку К₂? Рассмотрите все возможные варианты.