Калькулятор закона Фарадея

Закон Фарадея связывает ЭДС индукции со скоростью изменения потокосцепления. Для катушки с одинаковым потоком через каждый виток потокосцепление равно числу витков, умноженному на поток через виток. Средняя ЭДС за интервал времени равна числу витков со знаком минус, умноженному на изменение потока и делённому на прошедшее время. Веберы в секунду равны вольтам, поэтому ввод в СИ сразу даёт ответ в вольтах. Знак минус выражает правило Ленца. При наличии замкнутого проводящего пути индукционный ток создаёт магнитное действие, противодействующее вызвавшему его изменению. Если положительный поток возрастает при выбранном соглашении о знаках, ЭДС отрицательна. Если он уменьшается, ЭДС положительна. Во многих практических задачах нужен только модуль, поэтому калькулятор показывает оба значения. Знак имеет смысл лишь после задания положительного направления обхода контура и направления потока. Магнитный поток — поверхностный интеграл магнитного поля через площадь катушки. Для однородного поля и плоского контура он равен магнитной индукции, умноженной на площадь и косинус угла между полем и нормалью к поверхности. Поэтому поток меняется при изменении поля или площади, вращении катушки либо её движении через неоднородное поле. Калькулятор принимает начальный и конечный потоки напрямую, позволяя учесть любой из этих механизмов после определения потока. Результат — средняя ЭДС за введённый интервал. Для мгновенного напряжения нужна производная потокосцепления; оно может меняться в ходе процесса. Модель предполагает одинаковый поток через каждый виток и не учитывает сопротивление обмотки, индуктивность, поток рассеяния, паразитную ёмкость, магнитное насыщение и полосу измерений. Эти эффекты влияют на ток и переходные процессы, даже когда наведённое напряжение холостого хода подчиняется закону Фарадея. Используйте калькулятор для физических задач и первичных электромагнитных оценок, а для детального проектирования — зависящую от времени схемную или полевую модель. Высокие наведённые напряжения опасны, поэтому реальные катушки также требуют изоляции, защиты при коммутации и безопасных методов измерения.