Если по проводу длиной ⌊, расположенному в однородном поле (рис.1) перпендикулярно магнитным линиям, проходит ток I от источника с напряжением U, то на него действует электромагнитная сила:
направление которой определяется по правилу левой руки.
Под действием этой силы провод будет двигаться со скоростью v, совершая механическую работу, и в нем будет индуктироваться э, д. с., направление которой, найденное по правилу правой руки, противоположно току. Величина встречной э. д. с.:
Если сопротивление провода ro , то по второму закону Кирхгофа можно написать:
или
откуда ток в цепи:
Найдем электрическую мощность:
Произведение I²r — это мощность тепловых потерь в проводе, а Fν— механическая мощность.
Таким образом, полученная проводом электрическая энергия при движении его в магнитном поле преобразуется в механическую, а процесс преобразования энергии связан с наведением противо — э. д. с. Проводник, движущийся в магнитном поле, можно рассматривать как простейший электродвигатель.
Решим пример:
В магнитном поле с индукцией 1,2 Т перпендикулярно магнитным линиям движется провод длиной 0,5 м со скоростью 20 м/с. Сопротивление провода 0,1 Ом, напряжение на его зажимах 15 В.
Определить:
1) мощность цепи;
2) механическую мощность/развиваемую проводом;
3) тепловую мощность.
Решение:
Противо — э. д. с., наводимая в проводе:
Ток в проводе
Мощность цепи
Механическая мощность
Тепловая мощность
Источник — Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники. (1972)