2020-04-10
Пусть по кольцевому проводнику (рис.) течет индукционный ток, направление которого указано стрелкой. Сопротивление меньшей части кольца между точками A и В равно $r$, сопротивление большей его части между теми же точками равно $R$ и падение напряжения на меньшей части проводника в направлении от A к В в рассматриваемый момент времени равно $U$. При этих условиях сила тока на участке от A к В по закону Ома должна быть равна
$I = \frac{U}{r}$. (1)
Поскольку ток во всех сечениях проводника должен быть одинаковым, а падение напряжения между теми же точками по длинному пути от В к A должно быть равно $U$, но с обратным знаком, то по закону Ома та же сила тока должна быть равна
$I = - \frac{U}{R}$. (2)
Сопоставив соотношения (1) и (2), устанавливаем, что
$r= - R$.
Где же нами допущена ошибка?
Решение:
Нелепый результат ($r = -R$) получается потому, что в самой постановке вопроса сделано неправильное допущение, будто между точками А и В существует не равная нулю разность потенциалов. В формуле $I = \frac{U}{r}$ величина $U$ является не разностью потенциалов, а той долей распределенной по всему контуру ЭДС $\mathcal{E}$, которая приходится на его короткий участок, имеющий сопротивление $r$.
На длинный участок контура приходится доля $V$ ЭДС. Величина $V$ может быть определена (по закону Ома) из равенства $I = \frac{V}{R}$. Для всей цепи
$I = \frac{U + V}{r + R} = \frac{ \mathcal{E} }{r + R}$.