Физика > Изменение магнитного потока создает электрическое поле
Рассмотрите возникновение электрического поля при изменении магнитного потока: закон электромагнитной индукции Фарадея, уравнение Максвелла, теорема Стокса.
При перемене магнитного потока создается электрическое поле. Это утверждает закон индукции Фарадея: 
Задача обучения
- Охарактеризовать связь меняющегося магнитного поля и электрического.
Основные пункты
- Главный закон электромагнетизма – индукция Фарадея, предсказывающий принцип взаимодействия магнитного поля и электрической цепи.
- У закона есть альтернативная форма:
- Закон индукции – одно из четырех уравнений Максвелла, управляющих электромагнитными явлениями.
Термины
- Уравнение Максвелла – набор формул, характеризующих электрические и магнитные поля и их взаимодействие.
- Область вектора – величина рассматриваемого вектора, расположенная перпендикулярно плоскости.
- Теорема Стокса – интегрирование дифференциальных форм на многообразие, упрощающее и обобщающее несколько теорем из векторных вычислений.
Закон индукции Фарадея говорит о том, что при перемене магнитного поля создается электрическое: (ε индуцируется ЭДС, а ΦB – магнитный поток). Это главный закон в электромагнетизме, предсказывающий принципы взаимодействия магнитного поля с электрической цепью, что приведет к ЭДС.
В этом эксперименте демонстрируется индукция между катушками провода: жидкая батарея (справа) создает ток, протекающий сквозь небольшую катушку (А), формируя магнитное поле. Если катушки лишены движения, ток не индуцируется. Если же катушка смещается из/в более крупную (B), то магнитный поток изменится и создаст ток, который проявит себя в гальванометре
Дифференциальная форма закона Фарадея
Магнитный поток 
, где – векторная площадь над замкнутой поверхностью S. Устройство, способное поддерживать разность потенциалов, несмотря на токовые потоки, выступает источником ЭДС. В математическом виде: 
, где интеграл характеризуется по замкнутой петле C.
Закон Фарадея теперь можно переписать: 
. Используя теорему Стокса в векторном исчислении, левая часть приравнивается к
В правой части 
. Поэтому мы получаем альтернативную форму закона индукции Фарадея: 
. Ее также именуют дифференциальной формой закона Фарадея. Это одно из четырех уравнений Максвелла, контролирующих все электромагнитные явления.