Spremenljivo polje in spremenljiva površina

V tem poglavju obravnavamo Faradayev zakon, ki pravi, kako spremenljiv magnetni pretok (fluks) inducira napetost U = -dΦ/dt. Magnetni pretok Φ je merilo količine magnetnega polja, ki teče pravokotno skozi neko površino. V primeru homogenega magnetnega polja in konstantne površine je podan z B • S (položaj je podan v metrih, B v militeslih, čas je podan v sekundah).

Poglejmo animacijo s spremenljivim magnetnim poljem. Imamo zanko v polju, kjer se B spreminja najprej sinusno, nato je nekaj časa konstantno, nato se spet  spreminja po sinusni zakonitosti. Diagrama na desni kažeta inducirano napetost v zanki inducirano napetost in magnetni pretok skozi zanko v časovni odvisnosti. Nad zanko je puščica, ki kaže smer toka. Modra barva kaže polje usmerjeno v ekran, rdeča kaže polje, usmerjeno iz ekrana. Intenziteta barve je sorazmerna z velikostjo magnetne poljske gostote. Čas je v s.

Opazimo, da v prvih 1.5 s animacije pretok skozi zanko narašča, ker se veča B v smeri iz zaslona. Opazimo še napetost, inducirano v žični zanki in induciran tok v smislu vrtenja urinega kazalca. Je inducurani tok v zanki v skladu z našimi pričakovanji? Lahko bi bil v nasprotni smeri od pričakovanja. Zaradi negativnega predznaka v Faradayevem zakonu (Lenzovo pravilo) je napetost negativna vrednost spremembe magnetnega pretoka v časovnem intervalu. Med t = 0 s in t = 1.5 s magnetno polje narašča in je zato napetost negativna. Poglejmo animacijo do konca in glejmo, kaj se dogaja s časovnimi spremembami napetosti.

Poglejmo animacijo s spremenljivo površino. Zanka s spremenljivo površino se nahaja v področju s konstantnim magnetnim poljem (v primerjavi s prejšnjim primerom, ko se je polje spreminjalo). Polje je usmerjeno iz zaslona. Diagrama na desni spet kažeta inducirano napetost v zanki in magnetni pretok skozi zanko v časovni odvisnosti. Puščica nad zanko kaže smer toka. Modra barva ponazarja, da kaže polje v zaslon, rdeča je za primer, ko je polje usmerjeno iz zaslona.

Spet opazimo naraščanje magnetnega pretoka prvih 1.5 s animacije. Vidimo, da je v tem času napetost negativna. Primerjajmo grafa iz prve animacije z grafom v drugi animaciji. Kaj opazimo? Ker je napetost odvisna od hitrosti spremembe magnetnega pretoka je vseeno, ali se pretok spreminja zaradi spremembe magnetnega polja ali zaradi spremembe površine oziroma obeh.