Рассмотрим простейший опыт, демонстрирующий возникновение индукционного тока в замкнутом витке из провода, помещенном в изменяющееся магнитное поле. Судить о наличии в витке индукционного тока можно по нагреванию проводника. Если, сохраняя прежние внешние размеры витка, сделать его из более толстого провода, то сопротивление витка уменьшится, а индукционный ток возрастет. Мощность, выделяемая в витке в виде тепла, увеличится.
Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают и в массивных образцах металла, а не только в проволочных контурах. Эти токи обычно называют вихревыми токами, или токами Фуко, по имени открывшего их французского физика. Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от направления и скорости изменяющегося магнитного поля, от свойств материала, из которого сделан образец. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание.
Если поместить внутрь катушки массивный железный сердечник и пропустить по катушке переменный ток, то сердечник нагревается очень сильно. Чтобы уменьшить нагревание, сердечник набирают из тонких пластин, изолированных друг от друга слоем лака.
Токи Фуко используются в индукционных печах для сильного нагревания и даже плавления металлов. Для этого металл помещают в переменное магнитное поле, создаваемое током частотой 500–2000 Гц.
Тормозящее действие токов Фуко используется для создания магнитных успокоителей — демпферов. Если под качающейся в горизонтальной плоскости магнитной стрелкой расположить массивную медную пластину, то возбуждаемые в медной пластине токи Фуко будут тормозить колебания стрелки. Магнитные успокоители такого рода используются в гальванометрах и других приборах.
Медная пластина, подвешенная на длинной изолирующей ручке, совершает свободные колебания. Если пластину отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью υ в пространство между полюсами постоянного магнита (см. рис.), то
1) амплитуда колебаний пластины увеличится
2) колебания пластины резко затухнут
3) пластина будет совершать обычные свободные колебания
4) частота колебаний пластины возрастет
Когда пластина начнет входит в магнитное поле, магнитный поток через начнет изменяться. Следовательно, в пластине появятся токи Фуко, направленный так, чтобы создаваемое ими магнитное поле препятствовало изменению магнитного потока. Таким образом, колебания пластины резко затухнут.
В тексте такому применению токов Фуко посвящен последний абзац.
Правильный ответ указан под номером 2.
Сила вихревого тока, возникающего в массивном проводнике, помещенном в переменное магнитное поле, зависит
1) от скорости изменения магнитного поля, от материала и формы проводника
2) только от материала и формы проводника
3) только от формы проводника
4) только от скорости изменения магнитного поля
Медная пластина, подвешенная на длинной изолирующей ручке, совершает свободные колебания. Если пластину отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью υ в пространство между полюсами постоянного магнита (см. рис.), то
1) амплитуда колебаний пластины увеличится
2) колебания пластины резко затухнут
3) пластина будет совершать обычные свободные колебания
4) частота колебаний пластины возрастет
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.
1. Сила вихревого тока, возникающего в массивном проводнике, помещенном в переменное магнитное поле, зависит от скорости изменения магнитного поля, от материала и формы проводника.
2. Сила вихревого тока, возникающего в массивном проводнике, помещенном в переменное магнитное поле, зависит только от материала и формы проводника.
3. Медная пластина, подвешенная на длинной изолирующей ручке, совершает свободные колебания. Если пластину отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью υ в пространство между полюсами постоянного магнита (см. рис.), то амплитуда колебаний пластины увеличится
4. Медная пластина, подвешенная на длинной изолирующей ручке, совершает свободные колебания. Если пластину отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью υ в пространство между полюсами постоянного магнита (см. рис.), то колебания пластины резко затухнут
5. Медная пластина, подвешенная на длинной изолирующей ручке, совершает свободные колебания. Если пластину отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью υ в пространство между полюсами постоянного магнита (см. рис.), то пластина будет совершать обычные свободные колебания