В замкнутом контуре ток возникает под действием внешней неэлектрической силы. Работа этой силы по перемещению единичного электрического заряда характеризуется ЭДС. То есть, чтобы возник ток нужно иметь ЭДС.
ЭДС индукции может возникнуть и в незапертом проводнике, но тока не будет. Величина этой ЭДС ни как не зависит от сопротивления проводника и равно напряжению между концами проводника:
где - длина проводника, м
- Напряженность электрического поля зарядов, которые накапливаются на концах
проводника, В / м
Таким образом, возникновение ЭДС индукции и индуцированного тока связано с изменением магнитного потока в контуре проводнике. Когда в постоянном магнитном поле находится неподвижный металлический проводник, то ЭДС индукции возникнуть не может, так как магнитный поток в контуре проводника остается неизменным. Физическая сущность этого явления - в металлах имеются свободные электроны, движущиеся произвольно. На каждый свободный электрон действует электромагнитная сила, направление которой зависит от направления вектора внешнего магнитного поля и направления вектора скорости электрона в каждый момент. Действие магнитного поля на электроны при произвольном их движении разная по направлению, поэтому разделение зарядов в проводнике не происходит и ЭДС индукции в неподвижном проводнике возникнут не может.
Возникает ЭДС индукции при движении проводника в магнитном поле. Пусть незамкнутый проводник движется в однородном магнитном поле параллельно самому себе в направлении, перпендикулярном силовым линиям поля, со скоростью υ (рис.16.1).
С той же скоростью будут двигаться относительно магнитного поля положительные ионы, которые составляют хрустальные решетки металла, и свободные электронные. Движение этих заряженных частиц можно рассматривать как ток. Таким образом, внешние силы магнитного поля приводят свободные электроны в направленное движение по проводнику, в результате чего на одном конце проводника будет избыток электронов, на другом - электронов будет недостаточно. В результате в проводнике возникает электрическое поле. Силы этого поля и электромагнитные силы направлении в разные стороны. Поэтому разделение зарядов в проводнике происходит пока электромагнитные силы не уравновесятся силами электрического поля. Это создает разность потенциалов на концах проводника и возникает ЭДС индукции. Из опытов установлено, что ЭДС индукции зависит от величины магнитной индукции, скорости перемещения, активной длины проводника и угла между проводником и силовыми линиями.