Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 6499
2018-03-03 
Пусть лист бесконечно больших размеров из проводящего материала лежит в плоскости, перпендикулярной магнитному полю $B$, как показано на рисунке.
а) Если магнитное поле внезапно изменится, то его полное изменение не будет мгновенно обнаружено в области Р. Как вы это объясните?
б) Объясните, почему, если удельное сопротивление листа нуль, изменение магнитного поля не будет вообще обнаружено в области Р.
в) Если магнитное поле изменяется периодически с высокой частотой, а проводящий лист сделан из материала малого удельного сопротивления, то область вблизи точки Р окажется почти полностью экранированной от изменений магнитного потока. Объясните, почему это так.
г) Будет ли такой -проводник полезен в роли экрана от статических магнитных полей?
Решение:
а) Быстрое изменение магнитного поля $B$ наведет в листе сильное вихревое поле с токами Фуко. Токи эти будут течь в таком направлении, чтобы уменьшить возбуждающее магнитное поле. Если в области $P$ расположен какой-нибудь детектор для обнаружения поля, то в первые моменты после резкого изменения $B$, когда экранирующее противополе особенно сильно, детектор не будет реагировать на действие поля.
б) Знак минус в выражении величины индукционных токов Фуко
$i = - \frac{1}{R} \frac{d \Phi}{dt}$
означает, что их направление таково, что они своим магнитным полем стремятся уменьшить причину, их вызывающую, т. е. в данном случае уменьшить изменение во времени магнитного потока, пронизывающего лист из металла с сопротивлением $R$. Но если материал листа можно принять за сверхпроводник, то $iR = 0 = - \frac{d \Phi}{dt}$, т. е. действие индукционных токов в сверхпроводнике сведут к нулю всякое изменение магнитного потока, почему это изменение и не может быть обнаружено в области $P$.
в) Причина сильного экранирования здесь та же, что и разобранная в пункте б.
г) Если лист имеет достаточно большую толщину и изготовлен из материала с большой магнитной проницаемостью, то при полном охватывании защищаемой области он будет хорошо экранировать действие статических магнитных полей.
Пусть лист бесконечно больших размеров из проводящего материала лежит в плоскости, перпендикулярной магнитному полю $B$, как показано на рисунке.
а) Если магнитное поле внезапно изменится, то его полное изменение не будет мгновенно обнаружено в области Р. Как вы это объясните?
б) Объясните, почему, если удельное сопротивление листа нуль, изменение магнитного поля не будет вообще обнаружено в области Р.
в) Если магнитное поле изменяется периодически с высокой частотой, а проводящий лист сделан из материала малого удельного сопротивления, то область вблизи точки Р окажется почти полностью экранированной от изменений магнитного потока. Объясните, почему это так.
г) Будет ли такой -проводник полезен в роли экрана от статических магнитных полей?
Решение:
а) Быстрое изменение магнитного поля $B$ наведет в листе сильное вихревое поле с токами Фуко. Токи эти будут течь в таком направлении, чтобы уменьшить возбуждающее магнитное поле. Если в области $P$ расположен какой-нибудь детектор для обнаружения поля, то в первые моменты после резкого изменения $B$, когда экранирующее противополе особенно сильно, детектор не будет реагировать на действие поля.
б) Знак минус в выражении величины индукционных токов Фуко
$i = - \frac{1}{R} \frac{d \Phi}{dt}$
означает, что их направление таково, что они своим магнитным полем стремятся уменьшить причину, их вызывающую, т. е. в данном случае уменьшить изменение во времени магнитного потока, пронизывающего лист из металла с сопротивлением $R$. Но если материал листа можно принять за сверхпроводник, то $iR = 0 = - \frac{d \Phi}{dt}$, т. е. действие индукционных токов в сверхпроводнике сведут к нулю всякое изменение магнитного потока, почему это изменение и не может быть обнаружено в области $P$.
в) Причина сильного экранирования здесь та же, что и разобранная в пункте б.
г) Если лист имеет достаточно большую толщину и изготовлен из материала с большой магнитной проницаемостью, то при полном охватывании защищаемой области он будет хорошо экранировать действие статических магнитных полей.
