>> Отваряне електромагнитна индукция

Глава 2. ЕЛЕКТРОМАГНИТНА ИНДУКЦИЯ

Досега разглеждахме електрически и магнитни полета, които не се променят с времето. Установено е, че електростатичното поле се създава от неподвижни заредени частици, а магнитното поле се създава от движещи се, тоест електрически ток. Сега нека се запознаем с електрическите и магнитните полета, които се променят с времето.

Повечето важен факт, което е открито, е най-близката връзка между електрическото и магнитното поле. Оказа се, че генерира променящо се във времето магнитно поле електрическо поле, а променящото се електрическо поле е магнитно. Без тази връзка между полетата разнообразието от прояви на електромагнитни сили не би било толкова обширно, колкото се наблюдава в действителност. Нямаше да има радиовълни или светлина.

§ 8 ОТКРИВАНЕ НА ЕЛЕКТРОМАГНИТНАТА ИНДУЦИЯ

През 1821 г. М. Фарадей пише в дневника си: „Превърнете магнетизма в електричество“. След 10 години този проблем беше решен от него.

Неслучайно първото решителна стъпкав откриването на нови свойства на електромагнитните взаимодействия, направено от основателя на идеите за електромагнитното поле М. Фарадей, който беше уверен в единната природа на електрическите и магнитни явления. Благодарение на това той направи откритие, което стана основа за проектиране на генератори на всички електроцентрали в света, които преобразуват механичната енергия в енергия на електрически ток. (Източниците, работещи на други принципи: галванични елементи, батерии и т.н., осигуряват незначителна част от генерираната електрическа енергия.)

Електрическият ток, твърди М. Фарадей, е в състояние да намагнетизира парче желязо. Може ли магнит от своя страна да предизвика електрически ток? Дълго времетази връзка не може да бъде намерена. Беше трудно да се мисли за основното, а именно: движещ се магнит или магнитно поле, променящо се във времето, може да възбуди електричествов намотка.

Какви аварии биха могли да попречат на откритието, показва следният факт. Почти едновременно с Фарадей, швейцарският физик Коладон се опита да получи електрически ток в намотка с помощта на магнит. В хода на работата си той използва галванометър, чиято лека магнитна стрелка беше поставена вътре в намотката на устройството. Така че магнитът да няма пряк ефект върху стрелката, краищата на намотката, където Коладон въведе магнита, надявайки се да получи ток в него, бяха изведени в съседна стаяи там са свързани с галванометър. След като постави магнита в намотката, Коладон отиде в съседната стая и с разочарование се убеди, че галванометърът не показва ток. Само ако можеше да наблюдава галванометъра през цялото време и да помоли някой да работи върху магнита, щеше да бъде направено забележително откритие. Но това не се случи. Магнитът в покой спрямо намотка не причинява ток в него.

Съдържание на урока резюме на урокаподкрепа рамка презентация урок ускорителни методи интерактивни технологии Практика задачи и упражнения самоизпитване семинари, обучения, казуси, куестове домашна работа дискусия въпроси реторични въпроси от ученици Илюстрации аудио, видео клипове и мултимедияснимки, картини графики, таблици, схеми хумор, анекдоти, вицове, комикси притчи, поговорки, кръстословици, цитати Добавки резюметастатии чипове за любопитни cheat sheets учебници основни и допълнителен речник на термини други Подобряване на учебниците и уроцитекоригиране на грешки в учебникаактуализиране на фрагмент в учебника, елементи на иновация в урока, замяна на остарелите знания с нови Само за учители перфектни уроци календарен планза година насокидискусионни програми Интегрирани уроци

Тема на урока:

Откриване на електромагнитната индукция. магнитен поток.

Цел: запознават учениците с явлението електромагнитна индукция.

По време на занятията

I. Организационен момент

II. Актуализация на знанията.

1. Фронтално проучване.

• Каква е хипотезата на Ампер?
• Какво е магнитна пропускливост?
• Какви вещества се наричат ​​пара- и диамагнети?
• Какво представляват феритите?
• Къде се използват ферити?
• Откъде знаете, че около Земята има магнитно поле?
• Къде са северният и южният магнитен полюс на Земята?
• Какви процеси протичат в магнитосферата на Земята?
• Каква е причината за съществуването на магнитно поле близо до Земята?

2. Анализ на експерименти.

Експеримент 1

Магнитната игла на стойката беше доведена до долния и след това до горния край на статива. Защо стрелката се обръща към долния край на статива от двете страни с южния полюс, а към горния край - северния край?(Всички железни обекти са в магнитното поле на Земята. Под въздействието на това поле те се намагнетизират, като долната част на обекта открива северния магнитен полюс, а горната – южния.)

Експеримент 2

В голяма коркова запушалка направете малък жлеб за парче тел. Спуснете тапата във водата и поставете жицата отгоре, като я поставите по протежение на паралела. В този случай жицата, заедно с тапата, се завърта и монтира по меридиана. Защо?(Проводникът е намагнетизиран и е поставен в земното поле като магнитна игла.)

III. Изучаване на нов материал

Между движещите се електрически заряди съществуват магнитни сили. Магнитните взаимодействия са описани въз основа на концепцията за магнитно поле, което съществува около движещи се електрически заряди. Електрическите и магнитните полета се генерират от едни и същи източници - електрически заряди. Може да се предположи, че има връзка между тях.

През 1831 г. М. Фарадей потвърждава това експериментално. Той открива феномена на електромагнитната индукция (слайдове 1.2).

Експеримент 1

Свързваме галванометъра към намотката и ще изведем напред от нея постоянен магнит. Наблюдаваме отклонението на иглата на галванометъра, появил се е ток (индукция) (слайд 3).

Токът в проводника възниква, когато проводникът е в зоната на променливото магнитно поле (слайд 4-7).

Фарадей си представя променливото магнитно поле като промяна в броя на силовите линии, проникващи в повърхността, ограничена от даден контур. Този брой зависи от индукцията IN магнитно поле, от областта на контураС и неговата ориентация в дадената област.

F \u003d BS cos a - магнитен поток.

F [Wb] Weber (слайд 8)

Индукционният ток може да има различни посоки, които зависят от това дали магнитният поток, проникващ във веригата, намалява или се увеличава. Правилото за определяне на посоката на индуцирания ток е формулирано през 1833 г. Е. X. Ленц.

Експеримент 2

Плъзваме постоянен магнит в лек алуминиев пръстен. Пръстенът се отблъсква от него, а при удължаване се привлича към магнита.

Резултатът не зависи от полярността на магнита. Отблъскването и привличането се обяснява с появата на индукционен ток в него.

Когато магнитът се натисне навътре, магнитният поток през пръстена се увеличава: отблъскването на пръстена в този случай показва, че индукционен токв него има такава посока, в която индукционният вектор на неговото магнитно поле е противоположен по посока на индукционния вектор на външното магнитно поле.

Правилото на Ленц:

Индукционният ток винаги има такава посока, че неговото магнитно поле предотвратява всякакви промени в магнитния поток, причиняващ външен видиндукционен ток(слайд 9).

IV. Провеждане на лабораторна работа

Лабораторна работа на тема "Експериментална проверка на правилото на Ленц"

Устройства и материали:милиамперметър, бобина-намотка, дъгообразен магнит.

Работен процес

1. Подгответе маса.

Нов период в развитието на физическата наука започва с гениалното откритие на Фарадей електромагнитна индукция.Именно в това откритие ясно се прояви способността на науката да обогатява технологиите с нови идеи. Самият Фарадей вече е предвидил съществуването на електромагнитни вълни въз основа на своето откритие. На 12 март 1832 г. той запечатва плик с надпис „Нови възгледи, сега да се съхраняват в запечатан плик в архива на Кралското общество“. Тази обвивка е отворена през 1938 г. Оказа се, че Фарадей съвсем ясно разбира, че индукционните действия се разпространяват с крайна скорост по вълнов път. „Смятам за възможно да приложим теорията на трептенията към разпространението на електрическата индукция“, пише Фарадей. В същото време той посочи, че „разпространението на магнитен ефект отнема време, тоест когато магнит действа върху друг далечен магнит или парче желязо, въздействащата причина (която ще си позволя да нарека магнетизъм) се разпространява от магнитни тела постепенно и изисква известно време за разпространението му, което очевидно ще се окаже много малко.Също така вярвам, че електрическата индукция се разпространява по абсолютно същия начин.Вярвам, че разпространението на магнитните сили от магнитния полюс е подобно на трептене на груба водна повърхност, или звукови вибрациивъздушни частици.

Фарадей разбра важността на своята идея и, тъй като не беше в състояние да я тества експериментално, реши с помощта на този плик „да осигури откритието за себе си и по този начин да има правото, в случай на експериментално потвърждение, да обяви тази дата датата на неговото откриване“. И така, на 12 март 1832 г. човечеството за първи път стигна до идеята за съществуване електромагнитни вълни.От тази дата започва историята на откритията радио.

Но откритието на Фарадей имаше важностне само в историята на технологиите. Това оказа огромно влияние върху развитието на научния мироглед. От това откритие влиза физиката нов обект - физическо поле.Следователно откритието на Фарадей принадлежи към тези фундаментални научни откритиякоито оставят забележима следа в цялата история на човешката култура.

Синът на лондонския ковач, книговезец е роден в Лондон на 22 септември 1791 г. Блестящият самоук дори не е имал възможност да завърши начално училищеи сам проправи пътя към науката. Докато учеше книговезки, той четеше книги, особено по химия химически експерименти. слушане публични лекцииизвестният химик Дейви, той най-накрая се убеди, че неговото призвание е науката, и се обърна към него с молба да бъде нает в Кралския институт. От 1813 г., когато Фарадей е приет в института като лаборант, и до смъртта си (25 август 1867 г.) той живее в науката. Още през 1821 г., когато Фарадей получава електромагнитно въртене, той си поставя за цел „да превърне магнетизма в електричество“. Десет години на търсене и упорита работа завършват с откриването на електромагнитната индукция на 29 август 1871 г.

„Двеста и три фута меден проводник в едно парче бяха навити на голям дървен барабан; други двеста и три фута от същия проводник бяха изолирани в спирала между завоите на първата намотка, като металният контакт беше отстранен чрез на кабел. Едната от тези спирали беше свързана към галванометър, а другата с добре заредена батерия от сто чифта плочи от четири инча квадратни инча, с двойни медни пластини. Когато се осъществи контактът, имаше временен, но много слаб ефект върху галванометъра и подобен слаб ефект се получи при отваряне на контакта с батерията. Така Фарадей описва първия си опит с индуциране на токове. Той нарече този вид индукция волто-електрическа индукция. Той продължава да описва основния си опит с железния пръстен, прототипа на модерното трансформатор.

„От кръгъл прът от меко желязо беше заварен пръстен; дебелината на метала беше седем осми от инча, а външният диаметър на пръстена беше шест инча. В една част от този пръстен бяха навити три спирали, всяка от които съдържаше около двадесет и четири фута медна тел с дебелина една двадесета от инча. Намотките бяха изолирани от желязото и една от друга... заемащи около девет инча по дължината на пръстена. Те можеха да се използват самостоятелно и в комбинация, това група е обозначена А. От другата част на пръстена е навит по същия начин около шестдесет фута медна тел на две парчета, които образуват спирала В, имаща същата посока като спиралите А, но отделени от тях във всеки край за около половин инч от голо желязо.

Спирала B е свързана медни проводницис галванометър, поставен на разстояние три фута от желязото. Отделни намотки бяха свързани от край до край, така че да образуват обща спирала, чиито краища бяха свързани към батерия от десет чифта плочи от четири квадратни инча. Галванометърът реагира незабавно и много по-силно, отколкото се наблюдава, както е описано по-горе, използвайки десет пъти по-мощна спирала, но без желязо; въпреки това, въпреки поддържането на контакт, действието е прекратено. При отваряне на контакт с батерията стрелката отново силно се отклонява, но в посока, обратна на тази, предизвикана в първия случай.

Фарадей допълнително изследва ефекта на желязото чрез пряк опит, като въведе железен прът вътре в куха намотка, в този случай „индуцираният ток имаше много силен ефект върху галванометъра“. „Подобно действие тогава се получи с помощта на обикновени магнити“. Фарадей нарече това действие магнитоелектрическа индукция,като се приеме, че естеството на волтовата и магнитоелектричната индукция е едно и също.

Всички описани експерименти съставляват съдържанието на първия и втория раздел на класическата работа на Фарадей " Експериментални изследваниявърху електричеството", започнато на 24 ноември 1831 г. В третия раздел на тази поредица, "За новото електрическо състояние на материята", Фарадей за първи път се опитва да опише новите свойства на телата, проявени в електромагнитната индукция. Той нарича това свойството той открива „електротоничното състояние". Това е първият зародиш на полето на идеите, което е формирано по-късно от Фарадей и за първи път прецизно формулирано от Максуел. Четвъртият раздел от първата серия е посветен на обяснението на феномена на Араго Фарадей правилно класифицира това явление като индукционен феномен и се опитва с помощта на това явление да "получи нов източник на електричество". Когато меден диск се движи между полюсите на магнит, той получава ток в галванометър с помощта на плъзгащи се контакти. Това беше първото Динамо машина.Фарадей обобщава резултатите от своите експерименти със следните думи: „Така беше показано, че е възможно да се създаде постоянен ток на електричество с помощта на обикновен магнит“. От своите експерименти върху индукцията в движещи се проводници Фарадей извежда връзката между полюса на магнита, движещия се проводник и посоката на индуцирания ток, т.е. „законът, управляващ производството на електричество чрез магнитоелектрическа индукция“. В резултат на своето изследване Фарадей открива, че „способността да се индуцират токове се проявява в кръг около магнитния резултат или оста на силата по точно същия начин, по който магнетизмът, разположен около кръг, възниква около електрически ток и се открива от него“ *.

* (М. Фарадей,Експериментални изследвания върху електричеството, том I, Изд. АН СССР, 1947 г., стр. 57.)

С други думи, вихровото електрическо поле възниква около променлив магнитен поток, точно както вихровото магнитно поле възниква около електрически ток. Този фундаментален факт е обобщен от Максуел под формата на неговите две уравнения на електромагнитното поле.

Изучаването на явленията на електромагнитната индукция, по-специално индуктивното действие на земното магнитно поле, е посветено и на втората серия от „Изследвания“, започнала на 12 януари 1832 г. Третата серия, започнала на 10 януари 1833 г. Фарадей се посвещава на доказването на самоличността различни видовеелектричество: електростатично, галванично, животинско, магнитоелектрическо (тоест получено чрез електромагнитна индукция). Фарадей стигна до заключението, че електричеството е получено различни начини, качествено еднакво, разликата в действията е само количествена. Това беше последният удар върху концепцията за различни "флуиди" от смола и стъклено електричество, галванизъм, животинско електричество. Електричеството се оказа едно, но полярно образувание.

Много важна е петата поредица от Изследванията на Фарадей, започнала на 18 юни 1833 г. Тук Фарадей започва своите изследвания на електролизата, които го довеждат до установяването на известните закони, носещи неговото име. Тези изследвания бяха продължени в седмата серия, която започна на 9 януари 1834 г. В тази последна серия Фарадей предлага нова терминология: той предлага да се наричат ​​полюсите, които доставят ток на електролита електроди,обадете се на положителния електрод анод,и отрицателното катод,частици от депозирана материя, отиващи към анода, който той нарича аниони,и частиците, отиващи към катода - катиони. Освен това той притежава условията електролитза разградими вещества, йониИ електрохимични еквиваленти.Всички тези термини са твърдо задържани в науката. Фарадей прави правилното заключение от установените от него закони, че може да се говори за някои абсолютно количествоелектричество, свързано с атомите на обикновената материя. „Въпреки че не знаем нищо за това какво е атом“, пише Фарадей, „неволно си представяме някаква малка частица, която се появява в ума ни, когато мислим за нея; но в същото или дори по-голямо невежество ние сме по отношение на електричеството, ние сме дори не можем да кажем дали това е специална материя или материи, или просто движение на обикновена материя, или друг вид сила или агент; въпреки това има огромен брой факти, които ни карат да мислим, че атомите на материята са по някакъв начин надарени или свързани с електрически сили, и на тях те дължат своите най-забележителни качества, включително химическия им афинитет един към друг.

* (М. Фарадей,Експериментални изследвания върху електричеството, том I, Изд. АН СССР, 1947 г., стр. 335.)

Така Фарадей ясно изрази идеята за „електрификация“ на материята, атомна структураелектричество, а атомът на електричеството, или, както Фарадей казва, "абсолютното количество електричество", се оказва "както е определено в действието му,като всеки от тези количествакоито, оставайки свързани с частиците на материята, ги информират за своите химичен афинитет.Елементарно електрически заряд, както е показано по-нататъчно развитиефизиката, наистина може да се определи от законите на Фарадей.

Деветата серия от "Разследванията" на Фарадей беше от голямо значение. Тази серия, започнала на 18 декември 1834 г., се занимава с феномените на самоиндукция, допълнителни течения на затваряне и отваряне. Фарадей посочва при описването на тези явления, че въпреки че имат характеристики инерция,феноменът на самоиндукция обаче се отличава от механичната инерция по факта, че те зависят от формипроводник. Фарадей отбелязва, че "допълнителният ток е идентичен с ... индуциран ток" *. В резултат на това Фарадей имаше представа за много широкия смисъл на процеса на индукция. В единадесетата серия от своите изследвания, започнати на 30 ноември 1837 г., той заявява: „Индукцията играе най-общата роля във всички електрически явления, очевидно участващ във всеки един от тях, а в действителност носи чертите на първото и съществено начало "**. По-специално, според Фарадей, всеки процес на зареждане е индукционен процес, пристрастиепротивоположни заряди: "веществата не могат да бъдат заредени абсолютно, а само относително, съгласно закон, идентичен с индукцията. Всеки заряд се поддържа от индукция. Всички явления волтажвключват началото на индукциите" ***. Смисълът на тези твърдения на Фарадей е, че всяко електрическо поле ("феномен на напрежение" - по терминологията на Фарадей) непременно е придружено от индукционен процес в средата ("изместване" - в по-късната версия на Максуел терминология). Този процес се определя от свойствата на средата, нейната "индуктивност", по терминологията на Фарадей, или "диелектрична проницаемост", в съвременната терминология. Опитът на Фарадей със сферичен кондензатор определя проницаемостта на редица вещества по отношение на Тези експерименти затвърдиха Фарадей в идеята за съществената роля на средата в електромагнитните процеси.

* (М. Фарадей,Експериментални изследвания върху електричеството, том I, Изд. АН СССР, 1947, стр. 445.)

** (М. Фарадей,Експериментални изследвания върху електричеството, том I, Изд. АН СССР, 1947 г., стр. 478.)

*** (М. Фарадей,Експериментални изследвания върху електричеството, том I, Изд. АН СССР, 1947 г., стр. 487.)

Законът за електромагнитната индукция е значително разработен от руския физик от Санкт Петербургската академия Емил Христианович Ленц(1804-1865). На 29 ноември 1833 г. Ленц докладва на Академията на науките за своето изследване „За определяне на посоката на галваничните токове, възбудени от електродинамична индукция“. Ленц показа, че магнитоелектричната индукция на Фарадей е тясно свързана с електромагнитните сили на Ампер. „Твърдението, чрез което магнитоелектричното явление се свежда до електромагнитното, е както следва: ако метален проводник се движи в близост до галваничен ток или магнит, тогава в него се възбужда галваничен ток в такава посока, че ако този проводник беше неподвижен, токът би могъл да го накара да се движи в обратна посока; приема се, че проводникът в покой може да се движи само в посока на движение или в обратна посока" * .

* (Е. X. Ленц,Избрани произведения, Изд. АН СССР, 1950, с. 148-149.)

Този принцип на Ленц разкрива енергията на индукционните процеси и играе важна роля в работата на Хелмхолц за установяване на закона за запазване на енергията. Самият Ленц извлича от своето правило добре познатия принцип на обратимостта в електротехниката електромагнитни машини: ако завъртите намотката между полюсите на магнита, тя генерира ток; напротив, ако към него се изпрати ток, той ще се върти. Електрическият двигател може да се превърне в генератор и обратно. Изучавайки действието на магнитоелектричните машини, Ленц открива през 1847 г. реакцията на котвата.

През 1842-1843г. Ленц произвежда класическо изследване „За законите за генериране на топлина от галваничния ток“ (отчетено на 2 декември 1842 г., публикувано през 1843 г.), което той започва много преди подобни експерименти на Джоул (съобщението на Джоул се появява през октомври 1841 г.) и продължава от него въпреки публикацията Joule, „тъй като експериментите на последния могат да срещнат някои основателни възражения, както вече беше показано от нашия колега г-н академик Хес“ * . Ленц измерва големината на тока с помощта на тангентен компас, устройство, изобретено от професора от Хелсингфорс Йохан Нервандер (1805-1848), и в първата част на съобщението си изследва това устройство. Във втората част на "Освобождаването на топлина в проводниците", съобщено на 11 август 1843 г., той стига до известния си закон:

"
1. Нагряването на проводника чрез галваничен ток е пропорционално на съпротивлението на проводника.
2. Нагряването на проводника с галваничен ток е пропорционално на квадрата на тока, използван за нагряване "**.

* (Е. X. Ленц,Избрани произведения, Изд. АН СССР, 1950 г., стр. 361.)

** (Е. X. Ленц,Избрани произведения, Изд. АН СССР, 1950 г., стр. 441.)

Законът на Джоул-Ленц изигра важна роля в установяването на закона за запазване на енергията. Цялото развитие на науката за електрическите и магнитните явления доведе до идеята за единството на силите на природата, до идеята за опазването на тези "сили".

Почти едновременно с Фарадей, американски физик наблюдава електромагнитна индукция. Джоузеф Хенри(1797-1878). Хенри прави голям електромагнит (1828 г.), който, захранван от галванична клетка с ниско съпротивление, поддържа товар от 2000 паунда. Фарадей споменава този електромагнит и посочва, че с негова помощ е възможно да се получи силна искра при отваряне.

Хенри за първи път (1832) наблюдава феномена на самоиндукция и неговият приоритет е отбелязан с името на единицата за самоиндукция "Хенри".

През 1842 г. Хенри установява осцилаторен характеризхвърляне на буркан от Лайден. Тънката стъклена игла, с която той изследва това явление, е магнетизирана с различни полярности, като посоката на разряда остава непроменена. „Разрядът, какъвто и да е естеството му“, заключава Хенри, „не е представен (използвайки теорията на Франклин. - PK) като еднократно прехвърляне на безтегловна течност от една плоча към друга; откритият феномен ни кара да признаем съществуването на основния разряд в една посока и след това няколко странни движения назад и напред, всяко едно по-слабо от последното, продължаващи до достигане на баланс.

Индукционните явления стават водеща тема в физическо изследване. През 1845 г. немски физик Франц Нойман(1798-1895) дава математически израз закон на индукцията, обобщавайки изследванията на Фарадей и Ленц.

Електродвижещата сила на индукцията е изразена от Нойман като производна по време на някаква функция, която индуцира тока, и взаимната конфигурация на взаимодействащите токове. Нойман нарече тази функция електродинамичен потенциал.Той също така намери израз за коефициента на взаимна индукция. В есето си „За запазването на силата“ от 1847 г. Хелмхолц извлича израза на Нойман за закона за електромагнитната индукция от енергийни съображения. В същото есе Хелмхолц твърди, че разреждането на кондензатор „не е... просто движение на електричество в една посока, а ... неговият поток в една или друга посока между две пластини под формата на трептения, които стават все по-малък и по-малък и по-малко, докато накрая цялата жива сила бъде унищожена от сбора на съпротивите.

През 1853г Уилям Томсън(1824-1907) даде математическа теорияосцилаторен разряд на кондензатора и установи зависимостта на периода на трептене от параметрите осцилаторна верига(Формула на Томсън).

През 1858г П. Блазерна(1836-1918) прави експериментална резонансна крива на електрическите трептения, изучавайки действието на индуцираща разряд верига, съдържаща кондензаторна батерия и затварящи проводници към странична верига, с променлива дължина на индуцирания проводник. През същата 1858г Вилхелм Федерсен(1832-1918) наблюдава искровия разряд на лейденски буркан във въртящо се огледало, а през 1862 г. фотографира образа на искров разряд във въртящо се огледало. Така осцилаторният характер на разряда беше установен с пълна яснота. В същото време формулата на Томсън беше експериментално проверена. Така, стъпка по стъпка, доктрината на електрически колебания,съставляващи научната основа на електротехниката на променливи токове и радиотехниката.

Историята на откриването на електромагнитната индукция. Откритията на Ханс Кристиан Ерстед и Андре Мари Ампер показаха, че електричеството има магнитна сила. Влиянието на магнитните явления върху електрическите явления е открито от Майкъл Фарадей. Ханс Кристиан Ерстед Андре Мари Ампер

Майкъл Фарадей () „Превърнете магнетизма в електричество“, пише той в дневника си през 1822 г. Английски физик, основател на теорията на електромагнитното поле, чуждестранен почетен член на Петербургската академия на науките (1830).

Описание на експериментите на Майкъл Фарадей дървен блокрана две медни проводници. Единият от проводниците беше свързан към галванометър, а другият към силна батерия. При затваряне на веригата се наблюдава внезапно, но изключително слабо действие върху галванометъра и същото действие се забелязва при спиране на тока. При непрекъснатото преминаване на ток през една от спиралите не беше възможно да се открият отклонения на иглата на галванометъра

Описание на експериментите на Майкъл Фарадей Друг експеримент се състоеше в регистриране на скокове на ток в краищата на намотка, вътре в която беше поставен постоянен магнит. Фарадей нарече такива изблици "електрически вълни"

ЕМП на индукцията ЕМП на индукцията, която причинява изблици на ток („електрически вълни“), не зависи от големината на магнитния поток, а от скоростта на неговото изменение.

1. Определете посоката на линиите на индукция на външното поле B (те напускат N и влизат в S). 2. Определете дали магнитният поток през веригата се увеличава или намалява (ако магнитът е натиснат в пръстена, тогава Ф> 0, ако се издърпа, след това Ф 0, ако се издърпа, след това Ф 0, ако е се издърпва, след това Ф 0, ако е издърпано, след това Ф 0 , ако е удължено, тогава Ф
3. Определете посоката на индукционните линии на магнитното поле B, създадено от индуктивния ток (ако F>0, тогава линиите B и B са насочени в противоположни посоки; ако F 0, тогава линиите B и B са насочени в противоположни посоки; ако F 0, тогава линиите B и B са насочени в противоположни посоки; ако Ф 0, тогава линиите B и B са насочени в противоположни посоки; ако Ф 0, тогава линиите B и B са насочени в противоположни посоки; ако Ф

Въпроси Формулирайте закона за електромагнитната индукция. Кой е основателят на този закон? Какво е индуциран ток и как да се определи неговата посока? Какво определя големината на EMF на индукцията? Принципът на действие на кои електрически устройства се основава на закона за електромагнитната индукция?

Електромагнитна индукция- това е явление, което се състои в възникване на електрически ток в затворен проводник в резултат на промяна в магнитното поле, в което се намира. Това явление е открито от английския физик М. Фарадей през 1831 г. Същността му може да се обясни с няколко прости експеримента.

Описано в експериментите на Фарадей принцип на приемане променлив ток Използва се в генерирането на индукционни генератори електрическа енергияв топло- или водноелектрически централи. Съпротивлението на въртене на ротора на генератора, което възниква, когато индукционният ток взаимодейства с магнитното поле, се преодолява чрез работата на парна или хидравлична турбина, която върти ротора. Такива генератори преобразуват механичната енергия в електрическа енергия .

Вихрови токове или токове на Фуко

Ако масивен проводник се постави в променливо магнитно поле, тогава в този проводник, поради феномена на електромагнитната индукция, възникват вихрови индукционни токове, наречени Токове на Фуко.

Вихрови токовесъщо възникват, когато масивен проводник се движи в постоянно, но нехомогенно магнитно поле в пространството. Токовете на Фуко имат такава посока, че силата, действаща върху тях в магнитно поле, забавя движението на проводника. Махало под формата на твърда метална пластина, изработена от немагнитен материал, което трепти между полюсите на електромагнита, спира рязко при включване на магнитното поле.

В много случаи нагряването, причинено от токове на Фуко, се оказва вредно и трябва да се справя. Ядрата на трансформаторите, роторите на електродвигателите са направени от отделни железни плочи, разделени от слоеве изолатор, който предотвратява развитието на големи индукционни токове, а самите пластини са изработени от сплави с високо съпротивление.

Електромагнитно поле

Електрическото поле, създадено от неподвижни заряди, е статично и действа върху зарядите. Д.Кпредизвиква появата на постоянно магнитно поле, действащо върху движещи се заряди и токове. Електрически и магнитно полесъществуват в този случай независимо един от друг.

Феномен електромагнитна индукциядемонстрира взаимодействието на тези полета, наблюдавано в вещества, в които има свободни заряди, тоест в проводници. Променливо магнитно поле създава променливо електрическо поле, което, действайки върху свободни заряди, създава електрически ток. Този ток, бидейки променлив, от своя страна генерира променливо магнитно поле, което създава електрическо поле в същия проводник и т.н.

Комбинацията от променливи електрически и променливи магнитни полета, които се генерират едно друго, се нарича електромагнитно поле . Може също да съществува в среда, където няма свободни заряди, и се разпространява в пространството във формата електромагнитна вълна.

класически електродинамика- един от най-високи постижениячовешки ум. Тя оказа огромно влияние върху последващото развитие човешката цивилизация, предсказвайки съществуването на електромагнитни вълни. Това по-късно доведе до създаването на радио, телевизия, телекомуникационни системи, сателитна навигация, както и компютри, промишлени и битови роботи и други атрибути на съвременния живот.

крайъгълен камък Теориите на Максуелбеше твърдението, че само променливо електрическо поле може да служи като източник на магнитно поле, точно като източник електрическо поле, създавайки индуктивен ток в проводника, е променливо магнитно поле. Наличието на проводник в този случай не е необходимо - електрическо поле също възниква в празно пространство. Линиите на променливо електрическо поле, подобно на линиите на магнитно поле, са затворени. Електрическите и магнитните полета на електромагнитната вълна са равни.

Електромагнитна индукция в диаграми и таблици