Induzierte elektrische Felder

Die Tatsache, dass elektromotorische Kräfte (EMK) in Schaltkreisen erzeugt werden, impliziert, dass Arbeit an den Leitungselektronen in den Drähten verrichtet wird. Was kann die Quelle dieser Arbeit sein? Wir wissen, dass es sich weder um eine Batterie noch um ein Magnetfeld handelt, da eine Batterie in einem Stromkreis, in dem Strom induziert wird, nicht vorhanden sein muss und Magnetfelder niemals Arbeit an bewegten Ladungen verrichten. Die Quelle der Arbeit ist in der Tat ein elektrisches Feld, das in den Drähten induziert wird. Wird zum Beispiel ein stationärer Leiter in ein sich änderndes Magnetfeld gebracht, fließt ein induzierter Strom in dem Leiter. Die Quelle dieses induzierten Stroms ist ein elektrisches Feld, das durch eine Änderung des magnetischen Flusses erzeugt wird. Dieses Feld wird als induziertes elektrisches Feld bezeichnet.

Die Arbeit, die ein induziertes elektrisches Feld verrichtet, wenn es eine Einheitsladung vollständig durch einen Stromkreis bewegt, ist die induzierte EMK, ε; das heißt,

wobei ∮ das Linienintegral über den Stromkreis darstellt. Das Faradaysche Gesetz kann in Bezug auf das induzierte elektrische Feld wie folgt geschrieben werden:

Daher haben sowohl der sich ändernde magnetische Fluss als auch das induzierte elektrische Feld eine Beziehung zur induzierten EMK gemäß dem Faradayschen Gesetz.