335
Представим себе какое-нибудь тело, например стержень ab, движущийся в магнитном поле с индукцией В. Для простоты предположим, что направления стержня ab, магнитной индукции В и скорости движения v взаимно перпендикулярны (рис. 268). Движение стержня есть в то же время движение положительных и отрицательных зарядов, входящих в состав молекул этого стержня. И те и другие движутся в одну сторону, в сторону движения самого стержня ab. Магнитное поле действует на эти заряды, согласно § 136, силой Лоренца, стремясь передвигать положительные заряды в одну сторону, к концу 6, а отрицательные в другую, к концу а. Таким образом, действие силы Лоренца приводит к возникновению э. д. с, которую мы и называем э. д. с. индукции.
В случае движения металлического стержня положительные ионы, составляющие остов стержня, не могут перемещаться вдоль него, а отрицательные заряды — подвижные электроны — будут скапливаться
Рис. 268. К объяснению электромагнитной индукции при помощи силы Лоренца. Между точками а и b стержня индуцируется э. д. с, направленная от точки b к точке а
в избытке у конца а; конец b будет характеризоваться недостатком электронов. Возникшее напряжение Uab и определяет собой э. д. с. индукции. В случае движения столба электролита положительные и отрицательные ионы накапливаются под действием сил Лоренца на противоположных концах столба. В случае же движения диэлектрика разделение зарядов под действием силы Лоренца приводит к поляризации диэлектрика (§ 37). Эти представления особенно удобны при исследовании возникновения э. д. с. индукции в незамкнутых контурах, например в стержне, падающем в магнитном поле Земли.
Само собой разумеется, что, пользуясь правилами разложения векторов и указанием (§ 136) относительно направления силы Лоренца, мы без труда разберем и те случаи, когда направление движения и направление поля составляют между собой или с направлением проводника углы, отличные от прямого. В частности, как легко видеть, э. д. с. индукции равна нулю, если проводник движется параллельно направлению поля, т. е. угол между направлением скорости зарядов V и направлением индукции магнитного поля В равен нулю.
Конечно, для наглядного истолкования возникновения э. д. с. индукции нельзя пользоваться силами Лоренца в тех случаях, когда индукция обусловлена изменением поля В в неподвижных проводниках. Но в случае индукции в движущихся проводниках, когда способ рассмотрения с помощью силы Лоренца применим, он дает не только качественную картину, но и правильное количественное выражение э, д. с. индукции,
336 далее