ЭДС электрогенератора равна скорости заметания магнитного потока

ЭДС электрогенератора равна скорости заметания магнитного потока.

В противоположном случае сила Ампера сама будет источником движения: её работа пойдёт на увеличение механической энергии проводника или на работу против сил сопротивления. Для поддержания постоянной силы Ампера необходимо поддерживать постоянный ток, протеканию которого будет препятствовать сила . Против неё будет совершена положительная работа сторонних сил внешнего источника ЭДС, которая, таким образом, выделится в виде приращения механической энергии проводника. По этой схеме работает преобразователь электрической энергии в механическую, то есть электродвигатель. Цепочка энергетических преобразований электродвигателя выглядит так:

Следовательно, элементарная работа сторонних сил источника тока электродвигателя:

Значит,

Þ .

Механическая мощность двигателя равна мощности источника тока:

Механическая мощность электродвигателя равна произведению силы тока на отрицательную скорость заметания магнитного потока.

До сих пор мы рассматривали дифференциальные соотношения второго порядка малости. Дадим определение: потокосцеплением Y называется магнитный поток через поверхность, натянутую на замкнутый контур проводника.

Рассмотрим перемещение замкнутого контура с током I в постоянном по времени магнитном поле произвольной конфигурации. Пусть в результате малого перемещения (возможно со слабым изменением формы) контур перешёл из положения С и С’ (рис.20.3).

Рис.20.3

При этом малый элемент контура совершил перемещение и замёл малую площадку , направленную внутрь замкнутой поверхности, состоящей из поверхностей S (натянутой на первоначальный контур), S‘ (натянутой на контур после перемещения) и dSбок (полной боковой поверхности, заметённой при перемещении). Вектор направлен наружу по отношению к замкнутой поверхности.

Магнитный поток через элемент боковой поверхности равен отрицательному заметённому магнитному потоку:

Элементарная работа силы Ампера при перемещении элемента :

Полная работа силы Ампера при перемещении всего контура,

,

выражается через магнитный поток, пронизывающий всю боковую поверхность, то есть поверхность, заметённую всем контуром при перемещении из С в С’.

По теореме ОГ для магнитного поля магнитный поток через рассматриваемую замкнутую поверхность должен быть равен 0. С другой стороны он состоит из потокосцепления Y через поверхность S, отрицательного потокосцепления -(Y+dY) через поверхность S‘ (знак «-» связан с направлением вектора внутрь замкнутой поверхности) и магнитного потока через боковую поверхность . Тогда имеем равенство:

.

Значит, работа силы Ампера при малом изменении замкнутого контура

Þ

Тогда энергетические соотношения для электродвигателя и генератора можно переписать, используя не заметённый магнитный поток, а изменение потокосцепления, следующим образом.

·  Электрогенератор:

; .