Калькулятор ЭДС индукции (закон Фарадея)

Введите расчет

Число витков (N)

Изменение потока ΔΦ (Вб)

Интервал времени Δt (с)

Результатов

Наведённая ЭДС

-500

вольты (В)

Модуль |ЭДС|	500 V
Скорость изменения потока (ΔΦ/Δt)	5 Wb/s

Что такое калькулятор ЭДС индукции по закону Фарадея?

Этот инструмент рассчитывает электродвижущую силу (ЭДС), наводимую в катушке, согласно закону электромагнитной индукции Фарадея. Когда магнитный поток через катушку меняется со временем, на её выводах возникает напряжение. Чем быстрее изменяется поток и чем больше витков провода в катушке, тем выше наведённая ЭДС. Это универсальная физика — расчёт справедлив в любой стране и использует единицы СИ.

Как пользоваться калькулятором

Введите три значения: число витков катушки (\(N\)), изменение магнитного потока \(\Delta\Phi\) в веберах (Вб) и интервал времени \(\Delta t\) в секундах, за который происходит это изменение. Калькулятор выдаёт наведённую ЭДС в вольтах, её модуль и скорость изменения потока. Знак «минус» отражает правило Ленца: наведённая ЭДС противодействует тому изменению потока, которое её породило.

Разбор формулы

Основное уравнение: $$\varepsilon = -\,\text{N} \cdot \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$ Здесь \(N\) — безразмерная величина (количество витков), \(\Delta\Phi\) измеряется в веберах, а \(\Delta t\) — в секундах. Деление изменения потока на время даёт скорость изменения в Вб/с, которая численно равна напряжению на один виток. Умножение на \(N\) (с учётом знака «минус») даёт суммарное наведённое напряжение. Сам магнитный поток равен \(\Phi = B \cdot A \cdot \cos\theta\), поэтому изменение индукции поля \(B\), площади контура \(A\) или угла ориентации \(\theta\) меняет поток и может наводить ЭДС.

Реклама

Наведённая ЭДС зависит от наклона ΔΦ/Δt графика потока от времени.

Изменяющийся магнитный поток через катушку из N витков наводит ЭДС (закон Фарадея).

Пример расчёта

Катушка из 100 витков испытывает изменение потока на 0,5 Вб за 0,1 секунды. Скорость изменения составляет $$\frac{0{,}5}{0{,}1} = 5 \ \text{Вб/с}.$$ Наведённая ЭДС равна $$-100 \times 5 = -500 \ \text{В},$$ по модулю — 500 В. Знак «минус» лишь указывает на направление (противодействие), так что катушка вырабатывает 500 вольт.

Частые вопросы

Почему результат отрицательный? Знак «минус» следует из правила Ленца — наведённая ЭДС стремится противодействовать изменению потока. Реальное напряжение показывает модуль величины.

В каких единицах измеряется магнитный поток? В веберах (Вб): один вебер равен одной тесле, умноженной на квадратный метр (\(\text{Тл}\cdot\text{м}^2\)), или одному вольт-секунде.

Что если поток постоянный? Если \(\Delta\Phi\) равно нулю, ЭДС не наводится. Для индукции необходим изменяющийся поток.