Уточнение основного закона электромагнитной индукции и возникающие при этом противоречия

Закон электромагнитной индукции для замкнутого проводника, перемещающегося в магнитном поле, можно вывести, основываясь на законе сохранения энергии. Если за некоторое время силы, приложенные к проводнику и вызывающие его перемещение, совершают работу, которая равна работе индукционного тока в замкнутом проводнике:

          (2)

то, с другой стороны, существует сила, равная , но имеющая противоположный знак. Такой силой является сила Ампера:

          (3)

Поскольку , то .

Этот вывод на основании закона сохранении энергии очень важен для нас, и мы еще к нему вернемся.

Не менее важно также уточнить, что э.д.с. электромагнитной индукции возникает в каждом отрезке проводника, пересекающем при своем движении линии магнитной индукции поля, фиг.1. Это объясняется действием силы Лоренса на носители тока в проводнике:

          (4),

где – скорость движения отрезка проводника в магнитном поле, - скорость движения электронов вдоль проводника AB под действием составляющей силы Лоренса, направленной вдоль проводника, – вектор магнитной индукции. В разомкнутом проводнике AB движение электронов прекращается, когда электростатическое поле, действующее на электроны с силой , скомпенсирует действие силы Лоренса, выполняющей роль сторонней силы. При напряженность установившегося поля равна:

          (5)

Поскольку мои дальнейшие опыты и рассуждения относятся исключительно к движению проводника в стационарном магнитном поле, то я опускаю разъяснение явления электромагнитной индукции в неподвижном проводнике, находящемся в переменном магнитном поле. Под стационарным магнитным полем подразумевается поле, не изменяемое во времени.

Если проводник передвигается в стационарном магнитном поле, величина которого не однородна, то в зависимости от того, увеличивается магнитное поле или уменьшается, согласно закону электромагнитной индукции Фарадея будут меняться направления индукционного тока, а следовательно, и э.д.с. будет иметь разный знак. Так при усилении внешнего магнитного поля , а при уменьшении – . При этом вопрос, что будет происходить при перемещении проводника в стационарном и однородном магнитном поле в учебниках, как правило, не обсуждается. Однородным магнитным полем называется поле, вектор магнитной индукции которого во всех его точках имеет одно и то же значение.