itthon > Közúti szállítóeszközök

Az elektromágneses indukció törvénye felfedezésének története. Az elektromágneses indukció törvénye

Faraday zseniális felfedezésével egy új korszak kezdődik a fizikai tudomány fejlődésében elektromágneses indukció. Ebben a felfedezésben nyilvánult meg egyértelműen a tudomány azon képessége, hogy új ötletekkel gazdagítsa a technológiát. Már Faraday maga is előre látta felfedezése alapján a létezést elektromágneses hullámok. 1832. március 12-én lezárt egy borítékot "Új nézetek, most lezárt borítékban a Royal Society archívumában" felirattal. Ezt a borítékot 1938-ban nyitották fel. Kiderült, hogy Faraday egészen világosan megértette, hogy az indukciós hatások véges sebességgel terjednek hullámszerűen. "Lehetségesnek tartom az oszcillációk elméletének alkalmazását az elektromos indukció terjedésére" - írta Faraday. Ugyanakkor rámutatott, hogy „a mágneses hatás terjedése időbe telik, vagyis amikor egy mágnes egy másik távoli mágnesre vagy egy vasdarabra hat, akkor a befolyásoló ok (amit megengedek magamnak mágnesességnek nevezni) elterjed. a mágneses testekből fokozatosan és bizonyos idő szükséges a terjedéséhez ami nyilván nagyon kicsinek bizonyul.Azt is gondolom,hogy az elektromos indukció pontosan ugyanúgy terjed.Úgy gondolom,hogy a mágneses erők terjedése a mágneses pólusról hasonló egyenetlen vízfelület oszcillációja, ill hang rezgések levegő részecskék.

Faraday megértette ötletének fontosságát, és mivel nem tudta kísérletileg tesztelni, e boríték segítségével úgy döntött, hogy "maga biztosítja a felfedezést, és így kísérleti megerősítés esetén joga van ezt a dátumot deklarálni. felfedezésének dátuma." Tehát 1832. március 12-én jutott el az emberiség először a létezés gondolatához elektromágneses hullámok. Ettől a dátumtól kezdődik a felfedezés története rádió.

Faraday felfedezése azonban nemcsak a technika történetében volt fontos. Óriási hatással volt a tudományos világkép alakulására. Ebből a felfedezésből lép be a fizika új objektum - fizikai mező.Így Faraday felfedezése azon alapvető tudományos felfedezések közé tartozik, amelyek észrevehető nyomot hagynak az emberi kultúra egész történetében.

Londoni kovács fia könyvkötő 1791. szeptember 22-én született Londonban. A briliáns autodidakta lehetősége sem volt befejezni Általános Iskolaés maga egyengette az utat a tudomány előtt. A könyvkötészet tanulmányozása közben könyveket olvasott, különösen a kémiáról kémiai kísérletek. A híres vegyész, Davy nyilvános előadásait hallgatva végül meggyőződött arról, hogy hivatása a tudomány, és hozzá fordult azzal a kéréssel, hogy vegyék fel a Királyi Intézetbe. 1813-tól, amikor Faradayt felvették az intézetbe laboránsnak, és haláláig (1867. augusztus 25.) a tudományban élt. Már 1821-ben, amikor Faraday megkapta az elektromágneses forgatást, célul tűzte ki "a mágnesesség elektromossággá alakítását". Tíz évnyi kutatás és kemény munka tetőzött 1871. augusztus 29-én az elektromágneses indukció felfedezésével.

"Kétszázhárom láb rézhuzalt egy darabban egy nagy fadobra tekercseltek; további kétszázhárom láb ugyanazt a vezetéket spirálisan szigetelték el az első tekercs menetei között, és a fém érintkezőt eltávolították. Az egyik spirál egy galvanométerhez volt csatlakoztatva, a másik pedig egy jól feltöltött, száz pár négy hüvelykes lemezből álló akkumulátorral, dupla rézlemezekkel. átmeneti, de nagyon csekély hatás a galvanométerre, és hasonló gyenge hatás jelentkezett az akkumulátorral való érintkezés felnyitásakor. Faraday így írta le első tapasztalatát az áramok indukálásával kapcsolatban. Ezt a fajta indukciót voltaikus-elektromos indukciónak nevezte. A továbbiakban ismerteti fő tapasztalatait a vasgyűrűvel, a modern prototípusával transzformátor.

"Egy gyűrűt hegesztettek egy lágyvasból készült kerek rúdból; a fém vastagsága hétnyolcad hüvelyk volt, a gyűrű külső átmérője pedig hat hüvelyk. Ennek a gyűrűnek az egyik részére három spirál volt feltekerve, amelyek mindegyike tartalmazott körülbelül huszonnégy láb rézhuzal, egy huszad hüvelyk vastagságú. A tekercsek szigetelve voltak a vastól és egymástól... körülbelül kilenc hüvelyknyit foglalnak el a gyűrű hosszában Egyenként és kombinálva is használhatók, ez A gyűrű másik részére hasonló módon körülbelül hatvan lábnyi rézhuzalt tekercseltek két darabra, amelyek egy B spirált alkottak, amelyek az A spirálokkal azonos irányúak, de mindkét végén elváltak tőlük. körülbelül fél hüvelykig csupasz vassal.

A B spirált rézhuzalokkal a vastól három lábnyi távolságra elhelyezett galvanométerhez kötötték. Külön tekercseket kötöttek egymáshoz úgy, hogy egy közös spirált képezzenek, amelyek végeit egy tíz pár négyzethüvelykes lemezből álló akkumulátorhoz kapcsolták. A galvanométer azonnal reagált, és sokkal erősebben, mint ahogy fentebb leírtuk, tízszer erősebb spirált használva, de vas nélkül; a kapcsolattartás ellenére azonban az akció abbamaradt. Az akkumulátorral való érintkezés kinyitásakor a nyíl ismét erősen eltért, de az első esetben indukálttal ellentétes irányba.

Faraday tovább vizsgálta a vas hatását közvetlen tapasztalattal, egy üreges tekercs belsejében vasrudat helyezett el, ebben az esetben "az indukált áram nagyon erős hatással volt a galvanométerre". "Akkor egy hasonló akciót sikerült elérni a közönséges segítségével mágnesek Faraday nevezte ezt az akciót magnetoelektromos indukció, feltételezve, hogy a voltikus és a magnetoelektromos indukció természete azonos.

Az összes leírt kísérlet Faraday klasszikus, „Kísérleti kutatás az elektromosságról” című művének első és második szakaszának tartalma, amely 1831. november 24-én kezdődött. A sorozat harmadik részében „Az anyag új elektromos állapotáról” Faraday először próbálja leírni a testek elektromágneses indukcióban megnyilvánuló új tulajdonságait. Ezt a felfedezett tulajdonságot "elektronikus állapotnak" nevezi. Ez az első csírája a mező gondolatának, amelyet később Faraday alakított ki, és először pontosan Maxwell fogalmazott meg. Az első sorozat negyedik részét az Arago jelenség magyarázatának szenteljük. Faraday helyesen minősíti ezt a jelenséget az indukciónak, és e jelenség segítségével próbál "új áramforrást szerezni". Amikor a rézkorong a mágnes pólusai között mozgott, csúszóérintkezőkkel áramot kapott a galvanométerben. Ez volt az első Dinamo gép. Faraday a következő szavakkal összegzi kísérleteinek eredményeit: "Így bebizonyosodott, hogy lehetséges egy közönséges mágnes segítségével állandó elektromos áramot létrehozni." A mozgó vezetők indukciójával kapcsolatos kísérleteiből Faraday levezette a mágnes pólusa, a mozgó vezető és az indukált áram iránya közötti összefüggést, vagyis "a mágneselektromos indukcióval történő elektromosság előállítását szabályozó törvényt". Kutatásai eredményeként Faraday megállapította, hogy "az áramok indukálásának képessége a mágneses eredő vagy erőtengely körüli körben nyilvánul meg pontosan ugyanúgy, ahogy a kör körül elhelyezkedő mágnesesség az elektromos áram körül keletkezik, és az érzékeli". *.

* (M. Faraday, Kísérleti kutatás az elektromosságról, I. kötet, szerk. AN SSSR, 1947, 57. o.)

Más szóval, örvény keletkezik a változó mágneses fluxus körül. elektromos mező, ahogyan az elektromos áram körül örvény mágneses tér keletkezik. Ezt az alapvető tényt Maxwell általánosította az elektro két egyenlete formájában mágneses mező.

Az elektromágneses indukció jelenségeinek, különösen a Föld mágneses mezejének induktív hatásának tanulmányozása szintén az 1832. január 12-én megkezdett „Vizsgálatok” második sorozatának szentelődik. A harmadik, 1833. január 10-én kezdődött sorozat Faraday a különböző típusú elektromosság azonosságának bizonyítását szenteli: elektrosztatikus, galvanikus, állati, magnetoelektromos (azaz elektromágneses indukcióval nyert). Faraday arra a következtetésre jutott, hogy az áramot megkapta különböző utak, minőségileg ugyanaz, a cselekvések különbsége csak mennyiségi. Ez volt a végső csapás a gyanta és üveg elektromosság, galvanizmus, állati elektromosság különféle "folyadékai" fogalmára. Kiderült, hogy az elektromosság egyetlen, de poláris entitás.

Nagyon fontos Faraday „Vizsgálatainak” ötödik sorozata, amely 1833. június 18-án kezdődött. Faraday itt kezdi az elektrolízissel kapcsolatos vizsgálatait, amelyek elvezették a nevét viselő híres törvények megállapításához. Ezeket a vizsgálatokat a hetedik sorozatban folytatták, amely 1834. január 9-én kezdődött. Ebben az utolsó sorozatban Faraday új terminológiát javasol: azt javasolja, hogy nevezzék el azokat a pólusokat, amelyek árammal látják el az elektrolitot. elektródák, hívja a pozitív elektródát anód,és a negatív katód, a lerakódott anyag részecskéi az általa hívott anódhoz mennek anionok,és a részecskék a katódra mennek - kationok. Ezenkívül ő birtokolja a feltételeket elektrolit lebomló anyagokra, ionokés elektrokémiai ekvivalensek. Mindezek a kifejezések szilárdan érvényesülnek a tudományban. Faraday levonja a helyes következtetést azokból a törvényekből, amelyeket talált, és lehet néhányról beszélni abszolút mennyiség a közönséges anyag atomjaihoz kapcsolódó elektromosság. „Bár semmit sem tudunk arról, hogy mi az atom – írja Faraday –, önkéntelenül is elképzelünk valami kis részecskét, ami feltűnik az elménkben, ha rágondolunk, de ugyanabban a vagy még nagyobb tudatlanságban az elektromossághoz viszonyítva vagyunk, még azt sem tudjuk megmondani, hogy különleges anyagról vagy anyagokról van szó, vagy egyszerűen a közönséges anyag mozgásáról, vagy másfajta erőről vagy ágensről; ennek ellenére rengeteg olyan tény van, amely arra késztet bennünket, hogy az anyag atomjai valahogy elektromos erőkkel vannak felruházva, vagy azokhoz kapcsolódnak, és nekik köszönhetik legfigyelemreméltóbb tulajdonságaikat, köztük az egymáshoz való kémiai affinitásukat.

* (M. Faraday, Kísérleti kutatás az elektromosságról, I. kötet, szerk. AN SSSR, 1947, 335. o.)

Így Faraday egyértelműen kifejezte az anyag "villamosításának", az elektromosság atomi szerkezetének és az elektromosság atomjának a gondolatát, vagy ahogy Faraday mondja, "az elektromosság abszolút mennyisége" „amint azt cselekvésében meghatározta, mint bármelyik azokat a mennyiségeket amelyek az anyag részecskéivel kapcsolatban maradva tájékoztatják őket azokról kémiai affinitás. Az elemi elektromos töltés, az ábra szerint további fejlődés A fizika valóban meghatározható Faraday törvényei alapján.

Faraday „Nyomozásainak” kilencedik sorozata nagy jelentőséggel bírt. Ez az 1834. december 18-án indult sorozat az önindukció jelenségeivel, a zárás és nyitás extra áramaival foglalkozott. Faraday e jelenségek leírásakor rámutat arra, hogy bár vannak jellemzőik tehetetlenség, az önindukció jelenségét azonban az különbözteti meg a mechanikai tehetetlenségtől, hogy attól függnek formák karmester. Faraday megjegyzi, hogy "az extra áram megegyezik a ... indukált árammal" * . Ennek eredményeként Faradaynak fogalma volt az indukciós folyamat nagyon tág jelentéséről. Vizsgálatainak 1837. november 30-án megkezdett tizenegyedik sorozatában kijelenti: „Az indukció játssza a legáltalánosabb szerepet mindenben. elektromos jelenségek, látszólag mindegyikben részt vesz, és a valóságban az első és lényegi kezdet jellemzőit viseli. "**. Faraday szerint különösen minden töltési folyamat indukciós folyamat, Elfogultság ellentétes töltések: "az anyagok nem tölthetők fel abszolút, hanem csak viszonylagosan, az indukcióval azonos törvény szerint. Minden töltést indukció támogat. Minden jelenség feszültség tartalmazza az indukciók kezdetét" ***. Faraday ezen állításainak az a jelentése, hogy minden elektromos tér ("feszültségjelenség" - Faraday terminológiájával) szükségszerűen együtt jár a közegben zajló indukciós folyamattal ("elmozdulás" - Maxwell későbbi szövegében). Ezt a folyamatot a közeg tulajdonságai, Faraday terminológiájában „induktivitása” vagy a modern terminológiában „permittivitása” határozzák meg. Faraday gömbkondenzátorral kapcsolatos tapasztalatai számos anyagnak a levegőhöz viszonyított permittivitását határozták meg. A kísérletek megerősítették Faradayt abban a gondolatban, hogy a közeg alapvető szerepet játszik az elektromágneses folyamatokban.

* (M. Faraday, Kísérleti kutatás az elektromosságról, I. kötet, szerk. AN SSSR, 1947, 445. o.)

** (M. Faraday, Kísérleti kutatás az elektromosságról, I. kötet, szerk. AN SSSR, 1947, 478. o.)

*** (M. Faraday, Kísérleti kutatás az elektromosságról, I. kötet, szerk. AN SSSR, 1947, 487. o.)

Az elektromágneses indukció törvényét a Szentpétervári Akadémia orosz fizikusa fejlesztette ki jelentősen Emil Krisztianovics Lenz(1804-1865). 1833. november 29-én Lenz beszámolt a Tudományos Akadémiának "Az elektrodinamikus indukcióval gerjesztett galvánáramok irányának meghatározásáról" szóló kutatásáról. Lenz kimutatta, hogy Faraday magnetoelektromos indukciója szorosan összefügg Ampère elektromágneses erőivel. "Az állítás, amellyel a magnetoelektromos jelenséget elektromágnesessé redukálják, a következő: ha egy fémvezető galvánáram vagy mágnes közelében mozog, akkor abban olyan irányú galvánáram gerjesztődik, hogy ha ez a vezető álló helyzetben lenne, akkor az áram ellentétes irányú mozgást okozhat; feltételezzük, hogy a nyugalomban lévő vezető csak a mozgás irányába vagy az ellenkező irányba tud mozogni" * .

* (E. X. Lenz, Válogatott művek, szerk. AN SSSR, 1950, 148-149.)

Ez a Lenz-elv felfedi az indukciós folyamatok energiáját, és fontos szerepet játszott Helmholtznak az energiamegmaradás törvényének megállapítására irányuló munkájában. Lenz maga vezette le uralmából az elektromágneses gépek reverzibilitásának jól ismert elvét az elektrotechnikában: ha egy tekercset forgatunk a mágnes pólusai között, az áramot generál; ellenkezőleg, ha áramot küldenek rá, akkor forogni fog. Az elektromos motor generátorrá alakítható és fordítva. A magnetoelektromos gépek működését tanulmányozva Lenz 1847-ben felfedezi az armatúra reakcióját.

1842-1843-ban. Lenz klasszikus tanulmányt készített "A galvánáram hőtermelésének törvényeiről" (1842. december 2-án jelent meg, 1843-ban jelent meg), amelyet jóval Joule hasonló kísérletei előtt kezdett (Joule üzenete 1841 októberében jelent meg), és annak ellenére folytatta. a Joule című kiadványt, "mivel az utóbbi kísérletei indokolt kifogásokkal találkozhatnak, amint azt kollégánk, Hess akadémikus úr már bemutatta" * . Lenz a helsingforsi professzor, Johann Nerwander (1805-1848) által feltalált érintő iránytű segítségével méri az áram nagyságát, és üzenetének első részében ezt az eszközt kutatja. Az 1843. augusztus 11-én közölt "Hőleadás a vezetékekben" második részében eljut híres törvényéhez:

    "
  1. A huzal galvanikus árammal történő melegítése arányos a huzal ellenállásával.
  2. A huzal galvanikus árammal történő melegítése arányos a fűtéshez használt áram négyzetével."**.

* (E. X. Lenz, Válogatott művek, szerk. AN SSSR, 1950, 361. o.)

** (E. X. Lenz, Válogatott művek, szerk. AN SSSR, 1950, 441. o.)

A Joule-Lenz törvény fontos szerepet játszott az energiamegmaradás törvényének megállapításában. Az elektromos és mágneses jelenségek tudományának teljes fejlődése a természeti erők egységének gondolatához, ezen "erők" megőrzésének gondolatához vezetett.

Egy amerikai fizikus Faraday-vel csaknem egy időben elektromágneses indukciót figyelt meg. Joseph Henry(1797-1878). Henry készített egy nagy elektromágnest (1828), amely kis ellenállású galvanikus cellával hajtott 2000 font terhelést. Faraday megemlíti ezt az elektromágnest, és jelzi, hogy segítségével felnyitáskor erős szikra keletkezhet.

Henry először (1832) figyelte meg az önindukció jelenségét, és prioritását az önindukciós egység „henry” elnevezése jelöli.

1842-ben Henry megalapította oszcilláló jelleg egy leideni korsó ürítése. A vékony üvegtűt, amellyel ezt a jelenséget vizsgálta, különböző polaritással mágnesezték, miközben a kisülés iránya változatlan maradt. „A kisülés, bármilyen természetű is legyen” – fejezi be Henry, „nem úgy ábrázolható (Franklin elméletével. - P. K.), mint egy súlytalan folyadék egyetlen átvitele egyik lemezről a másikra; a felfedezett jelenség elismeri a fő kisülés létezését. egy irányba, majd néhány furcsa hátra és előre mozgás, mindegyik gyengébb, mint az előző, és mindaddig folytatódik, amíg el nem éri az egyensúlyt.

Az indukciós jelenségek a vezető témává válnak fizikai kutatás. 1845-ben német fizikus Neumann Ferenc(1798-1895) matematikai kifejezést adott indukció törvénye, összefoglalva Faraday és Lenz kutatásait.

Az indukciós elektromotoros erőt Neumann az áramot indukáló függvény időbeli deriváltjaként és a kölcsönható áramok kölcsönös konfigurációjaként fejezte ki. Neumann ezt a függvényt nevezte el elektrodinamikai potenciál. Talált egy kifejezést a kölcsönös indukciós együtthatóra is. Az 1847-ben írt „Az erő megmaradásáról” című esszéjében Helmholtz az elektromágneses indukció törvényének Neumann-kifejezését energetikai megfontolásokból vezeti le. Ugyanebben az esszében Helmholtz azt állítja, hogy a kondenzátor kisülése "nem... az elektromosság egyszerű mozgása egy irányba, hanem ... az egyik vagy a másik irányba történő áramlása két lemez között rezgések formájában, amelyek egyre kisebb és kevesebb, míg végül minden élő erőt elpusztít az ellenállások összege.

1853-ban William Thomson(1824-1907) adta matematikai elmélet a kondenzátor oszcillációs kisülése, és megállapította az oszcillációs periódus függését a paraméterektől oszcillációs áramkör(Thomson-képlet).

1858-ban P. Blaserna(1836-1918) felvette az elektromos rezgések kísérleti rezonanciagörbéjét, egy kondenzátortelepet tartalmazó kisülést indukáló áramkör hatását vizsgálva, amely a vezetőket egy oldaláramkörhöz zárja, változó indukált vezetőhosszúsággal. Ugyanebben az 1858-ban Wilhelm Feddersen(1832-1918) egy Leyden-edény szikrakisülését figyelte meg egy forgó tükörben, 1862-ben pedig egy forgó tükörben fényképezte le a szikrakisülés képét. Így a kisülés oszcilláló jellege teljes egyértelműséggel megállapítható. Ezzel egy időben a Thomson-képletet kísérletileg igazolták. Így lépésről lépésre a tan elektromos ingadozások, a váltakozó áramú elektrotechnika és a rádiótechnika tudományos alapját képezi.

2.7. AZ ELEKTROMÁGNESES INDUKCIÓ JELENSÉGÉNEK FELFEDEZÉSE

A modern elektrotechnikához nagyban hozzájárult Michael Faraday angol tudós, akinek munkáit pedig az elektromos és mágneses jelenségek.

Van valami szimbolikus abban, hogy M. Faraday születésének évében (1791) megjelent Luigi Galvani értekezése egy új fizikai jelenség - az elektromos áram - első leírásával, és halála évében (1867) "dinamót" találtak fel - egy öngerjesztő generátort egyenáram, azaz megbízható, gazdaságos és könnyen használható forrás elektromos energia. A nagy tudós életútja, módszereiben, tartalmában és jelentőségében egyedülálló tevékenysége nemcsak a fizikában nyitott új fejezetet, hanem meghatározó szerepet játszott az új technológiai ágak: az elektro- és rádiótechnika megszületésében is.

Több mint száz éven át fiatal diákgenerációk fizikaórákon és számos könyvből ismerkedtek meg az egyik leghíresebb tudós, 68 tudományos társaság és akadémia tagjának figyelemre méltó életének történetével. Általában M. Faraday nevéhez fűződik a legjelentősebb, és ezért a leghíresebb felfedezés - az elektromágneses indukció jelensége, amelyet 1831-ben tett. De egy évvel ezt megelőzően, 1830-ban M. Faradayt a Szövetség tiszteletbeli tagjává választották. a kémia és az elektromágnesesség területén végzett kutatásokat a Szentpétervári Tudományos Akadémia, de 1824-ben a Londoni Királyi Társaság (Brit Tudományos Akadémia) tagjává választották. 1816-tól kezdve, amikor az első tudományos munka M. Faraday, aki a toszkán mész kémiai elemzésének szentelte magát, és 1831-re, amikor elkezdődött a "Experimental Research on Electricity" című híres tudományos napló kiadása, M. Faraday több mint 60 tudományos közleményt publikált.

Nagy szorgalma, tudásszomja, veleszületett intelligencia és megfigyelőképesség tette lehetővé M. Faraday számára, hogy kiemelkedő eredményeket érjen el ezeken a területeken tudományos kutatás megszólította a tudós. Az elismert „kísérletezők királya” előszeretettel ismételgette: „A kísérletező művészete abban áll, hogy kérdéseket tud feltenni a természetnek, és megérti a válaszait.”

M. Faraday minden egyes tanulmányát olyan alaposság jellemezte, és annyira összhangban volt a korábbi eredményekkel, hogy kortársai között szinte nem is volt kritikusa munkásságának.

Ha figyelmen kívül hagyjuk M. Faraday kémiai tanulmányait, amelyek szintén korszakot alkottak a szakterületükön (elég csak felidézni a cseppfolyósító gázokkal kapcsolatos kísérleteket, a benzol, butilén felfedezését), akkor első pillantásra az összes többi munkáját Néha szétszórva, mint a vonások egy művész vásznán, együttvéve csodálatos képet alkotnak két probléma átfogó vizsgálatáról: az interkonverziókról. különféle formák a környezet energia- és fizikai tartalma.

Rizs. 2.11. Az "elektromágneses forgások" sémája (Faraday rajza szerint)

1, 2 - tálak higannyal; 3 - mozgatható mágnes; 4 - álló mágnes; 5, 6 - a galvánelemek akkumulátorához vezető vezetékek; 7 - réz rúd; 8 - rögzített vezető; 9 - mozgatható vezető

M. Faraday munkásságát az elektromosság területén az úgynevezett elektromágneses forgások tanulmányozása indította el. Oersted, Arago, Ampère, Biot, Savart 1820-ban végzett kísérletsorozatából nemcsak az elektromágnesességről vált ismertté, hanem az áram és a mágnes kölcsönhatásának sajátosságairól is: itt, mint már említettük, központi erők. nem ismeri a klasszikus mechanika járt, és az erők különbözőek, arra törekszik, hogy hozzon létre egy mágneses tű merőleges a vezető. M. Faraday feltette a kérdést: törekszik-e a mágnes a vezeték körüli folyamatos mozgásra leeresztés útján? A tapasztalatok megerősítették a hipotézist. 1821-ben M. Faraday adott egy fizikai eszköz leírását, amely vázlatosan az 1. ábrán látható. 2.11. A bal oldali higanyos edényben egy rúd állandó mágnes volt csuklósan az alján. Amikor az áram be van kapcsolva felső rész rögzített vezető körül forog. A jobb edényben a mágnesrúd mozdulatlan volt, és a konzolon szabadon felfüggesztett áramvezető vezető a higany fölött csúszott, és a mágnespólus körül forgott. Mivel ebben a kísérletben először jelenik meg folyamatos mozgású magnetoelektromos eszköz, teljesen jogos ezzel az eszközzel kezdeni az elektromos gépek és különösen a villanymotor történetét. Figyeljünk a higanyérintkezőre is, amely később az elektromechanikában is alkalmazásra talált.

Úgy tűnik, ettől a pillanattól kezdve M. Faraday elkezdett elképzeléseket alkotni az univerzális "erők interkonvertálhatóságáról". Miután az elektromágnesesség segítségével folytonos mechanikus mozgás, azt a feladatot tűzi ki maga elé, hogy fordítsa meg a jelenséget, vagy M. Faraday terminológiájával élve a mágnesességet elektromossággá alakítsa.

Csak a „felcserélhetőség” hipotézisének érvényességében való teljes meggyőződés magyarázhatja a megfogalmazott probléma megoldására fordított céltudatosságot és kitartást, több ezer kísérletet és 10 év kemény munkáját. 1831 augusztusában döntő kísérletet hajtottak végre, november 24-én pedig a Royal Society ülésén bemutatták az elektromágneses indukció jelenségének lényegét.

Rizs. 2.12. Illusztráció az aragói élményről ("forgás mágnesessége")

1 - vezetőképes, nem mágneses lemez; 2 - üveg alap a tárcsa tengelyének rögzítéséhez

Példaként, amely egy tudós gondolatmenetét és az elektromágneses térről alkotott elképzeléseit jellemzi, nézzük M. Faraday tanulmányát egy jelenségről, amelyet akkoriban "forgási mágnesességnek" neveztek. Sok évvel M. Faraday munkássága előtt a navigátorok észrevették az iránytű réztestének gátló hatását a mágneses tű rezgésére. 1824-ben D.F. Arago (lásd 2.5. §) leírta a „forgási mágnesesség” jelenségét, amelyet sem ő, sem más fizikusok nem tudtak kielégítően megmagyarázni. A jelenség lényege a következő volt (2.12. ábra). A patkó alakú mágnes függőleges tengely körül foroghatott, pólusai fölött pedig alumínium- vagy rézkorong volt, amely egy olyan tengelyen is foroghatott, amelynek forgásiránya egybeesett a mágnes tengelyének forgásirányával. Nyugalmi állapotban nem figyeltek meg kölcsönhatást a lemez és a mágnes között. De amint a mágnes forogni kezdett, a korong utána rohant, és fordítva. Annak kizárására, hogy a lemezt légáram magával ragadja, a mágnest és a lemezt üveggel választották el.

Az elektromágneses indukció felfedezése segített M. Faradaynak megmagyarázni a D.F. jelenségét. Arago, és már a tanulmány elején írja: "Azt reméltem, hogy Mr. Arago tapasztalatai alapján új áramforrást készítek."

A kiváló amerikai fizikus, Joseph Henry (1797–1878) M. Faraday-jel csaknem egyidőben elektromágneses indukciót figyelt meg. Nem nehéz elképzelni, milyen érzései voltak a tudósnak, az Amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia leendő elnökének, amikor észrevételeinek publikálása előtt értesült M. Faraday publikációjáról. Egy évvel később D. Henry felfedezte az önindukció és az extra áramok jelenségét, valamint megállapította az áramköri induktivitás függését az anyag tulajdonságaitól és a tekercsmagok konfigurációjától. 1838-ban D. Henry a "magasabb rendű áramlatokat" tanulmányozta, azaz. más indukált áramok által indukált áramok. 1842-ben ezeknek a vizsgálatoknak a folytatása vezette D. Henryt a kondenzátor kisülésének oszcillációs természetének felfedezéséhez (később, 1847-ben ezt a felfedezést a kiváló német fizikus, Hermann Helmholtz is megismételte) (1821–1894).

Térjünk rá M. Faraday főbb kísérleteire. Az első kísérletsorozat a "volta-elektromos" (M. Faraday terminológiájával) indukció jelenségét demonstráló kísérlettel zárult (2.13. ábra, a- G). Miután észlelte az áram előfordulását a szekunder áramkörben 2 az elsődleges zárásakor vagy kinyitásakor 1 vagy a primer és szekunder kör kölcsönös mozgása során (2.13. ábra, ban ben), M. Faraday kísérletet állított fel az indukált áram tulajdonságainak tisztázására: a spirál belsejében b, a szekunder körbe beépített 7 acéltű került (2.13. ábra, b) amelyet egy indukált áram mágnesezett. Az eredmény azt mutatta, hogy az indukált áram hasonló a közvetlenül egy galvanikus akkumulátortól kapott áramhoz. 3.

Rizs. 2.13. Az elektromágneses indukció felfedezéséhez vezető fő kísérletek vázlatai

Fa vagy kartondob cseréje 4, amelyre a primer és szekunder tekercseket feltekerték, acélgyűrűvel (2.13. ábra, d), M. Faraday a galvanométer tűjének intenzívebb eltérését fedezte fel. 5. Ez a tapasztalat rámutatott a közeg alapvető szerepére az elektromágneses folyamatokban. M. Faraday itt használ először olyan eszközt, amelyet egy transzformátor prototípusának nevezhetünk.

A második kísérletsorozat az elektromágneses indukció jelenségét illusztrálta, amely a primer áramkörben feszültségforrás hiányában keletkezett. Abból a tényből kiindulva, hogy az áram által körbefolyt tekercs azonos a mágnessel, M. Faraday a feszültségforrást két állandó mágnesre cserélte (2.13. ábra, e)és megfigyelte a szekunder tekercs áramát a mágneses áramkör zárása és nyitása során. Ezt a jelenséget "magnetoelektromos indukciónak" nevezte; később megjegyezte, hogy nincs alapvető különbség a "volta-elektromos" és a "magnetoelektromos" indukció között. Ezt követően mindkét jelenséget az "elektromágneses indukció" kifejezéssel kombinálták. A végső kísérletekben (2.13. ábra, például) indukált áram megjelenését mutatták be, amikor egy állandó mágnes vagy egy áramvezető tekercs mozog a szolenoid belsejében. Ez a kísérlet volt az, amely másoknál világosabban demonstrálta a „mágnesesség elektromossággá”, pontosabban a mechanikai energiát elektromos energiává alakításának lehetőségét.

Új ötletek alapján M. Faraday magyarázatot adott a koronggal végzett kísérlet fizikai oldaláról D.F. Arago. Érvelése röviden a következőképpen foglalható össze. Egy alumínium (vagy bármilyen más vezető, de nem mágneses) lemez felfogható egy végtelen keréknek egy nagy szám küllők - radiális vezetők. A mágnes és a lemez egymáshoz viszonyított mozgásával ezek a vezetőküllők "levágják a mágneses görbéket" (Faraday terminológiája), és indukált áram lép fel a vezetőkben. Az áram és a mágnes kölcsönhatása már ismert volt. M. Faraday értelmezésében a terminológia és a jelenség magyarázatának módja vonzza a figyelmet. Az indukált áram irányának meghatározásához bevezeti a kés szabályát, amely elvágja az erővonalakat. Ez még nem E.H. törvénye. Lenz, akit a jelenség jellemzőinek egyetemessége jellemez, de minden alkalommal csak arra tesz kísérletet részletes leírásokállítsa be, hogy a nyéltől a penge hegyéig folyjon-e az áram, vagy fordítva. De itt fontos az alapkép: M. Faraday a hosszú távú cselekvés elméletének híveivel ellentétben azt a teret, amelyben különféle erők hatnak, az anyagi környezettel, az éterrel tölti ki, fejlesztve L. Euler éteri elméletét. , akit viszont M.V. ötletei befolyásolnak. Lomonoszov.

M. Faraday a fizikai valóságot adta a mágnesnek, majd a dielektrikumok és elektromos erővonalak tanulmányozása során a rugalmasság tulajdonságával ruházta fel őket, és nagyon elfogadható magyarázatokat talált a legkülönfélébbekre. elektromágneses jelenségek, ezeknek a rugalmas vonalaknak az ötletét felhasználva, hasonlóan a gumiszálakhoz.

Több mint másfél évszázad telt el, és még mindig nem találtunk többet vizuális módonés sémák az indukcióhoz és elektromechanikus hatásokhoz kapcsolódó jelenségek magyarázatára, mint a Faraday-vonalak híres koncepciója, amely a mai napig anyagilag érzékelhetőnek tűnik.

D.F. Arago M. Faraday valóban új áramforrást készített. M. Faraday, miután egy alumínium vagy réz korongot egy mágnes pólusai között forogtat, keféket helyezett a korong tengelyére és annak peremére.

Így egy elektromos gépet terveztek, amely később az egypólusú generátor nevet kapta.

M. Faraday munkáinak elemzésekor világosan megnyilvánul az általános gondolat, amelyet a nagy tudós egész alkotó élete során kidolgozott. M. Faradayt olvasva nehéz megszabadulni attól a benyomástól, hogy egyetlen problémával foglalkozott, az energia különféle formáinak egymásra való átalakulásának, és minden felfedezése véletlenül történt, és csak a fő gondolat illusztrálására szolgált. Feltárja különböző fajták elektromosság (állati, galván, mágneses, termoelektromos), és minőségi azonosságukat bizonyítva felfedezi az elektrolízis törvényét. Ugyanakkor az elektrolízis, akárcsak a kimetszett béka izmainak remegése, kezdetben csak annak bizonyítékaként szolgált, hogy az elektromosság minden fajtája ugyanazokban a cselekvésekben nyilvánul meg.

A statikus elektromosság és az elektrosztatikus indukció jelenségének tanulmányozása elvezette M. Faraday-t a dielektrikumról alkotott elképzelések kialakításához, a nagy hatótávolságú hatás elméletével való végső szakításhoz, a gázok kisülésének figyelemre méltó tanulmányaihoz (Faraday sötét terének felfedezéséhez). ). Az erők kölcsönhatásának és kölcsönös átalakulásának további tanulmányozása elvezette a fény polarizációs síkjának mágneses forgásának felfedezéséhez, a diamágnesesség és a paramágnesesség felfedezéséhez. A kölcsönös átalakulások egyetemességében való meggyőződés arra késztette M. Faradayt, hogy egyrészt a mágnesesség és az elektromosság, másrészt a gravitáció kapcsolatának vizsgálata felé forduljon. Igaz, Faraday szellemes kísérletei nem hoztak pozitív eredményt, de ez nem rendítette meg bizalmát abban, hogy e jelenségek között összefüggés van.

M. Faraday életrajzírói előszeretettel hangsúlyozzák azt a tényt, hogy M. Faraday kerülte a matematika használatát, hogy "Kísérleti villamosenergia-kutatás" című művének sok száz oldalán egyetlen matematikai képlet sincs. Ezzel kapcsolatban illik idézni M. Faraday honfitársának, a nagy fizikusnak, James Clark Maxwellnek (1831–1879) kijelentését: matematikai szimbólumok. Megállapítottam továbbá, hogy ez a módszer a szokásos matematikai formában is kifejezhető, és így összehasonlítható a hivatásos matematikusok módszereivel.

Faraday gondolkodásának "matematikáját" az elektrolízis törvényeivel vagy például az elektromágneses indukció törvényének megfogalmazásával szemléltethetjük: a mozgásba hozott elektromosság mennyisége egyenesen arányos a keresztezések számával. erővonalak. Elég az utolsó megfogalmazást matematikai szimbólumok formájában elképzelni, és rögtön kapunk egy képletet, amiből nagyon gyorsan következik a híres d?/dt, hol? - mágneses fluxus kapcsolat.

D.K. Maxwell, aki az elektromágneses indukció jelenségének felfedezésének évében született, igen szerényen értékelte tudományhoz való érdemeit, hangsúlyozva, hogy csak M. Faraday gondolatait dolgozta ki és öltöztette matematikai formába. Maxwell elméletét az elektromágneses térről a tudósok nagyra értékelték késő XIX század eleje, amikor a rádiótechnika fejlődésnek indult Faraday - Maxwell elképzelései alapján.

M. Faraday előrelátásának, a legbonyolultabb fizikai jelenségek mélységeibe való behatolási képességének jellemzésére itt fontos felidézni, hogy a briliáns tudós még 1832-ben megkockáztatta azt sugallni, hogy az elektromágneses folyamatok hullám jellegűek és mágnesesek. a rezgések és az elektromos indukció véges sebességgel terjednek.

1938 végén a Londoni Királyi Társaság archívumában előkerült M. Faraday 1832. március 12-i pecsétes levele, amely több mint 100 évig homályban hevert, és a következő sorokat tartalmazta:

„Néhány kutatási eredmény... arra a következtetésre vezetett, hogy a mágneses hatás terjedéséhez idő kell, pl. amikor az egyik mágnes egy másik távoli mágnesre vagy vasdarabra hat, a befolyásoló ok (amit megengedek magamnak mágnesességnek nevezni) fokozatosan terjed ki a mágneses testekről, és terjedéséhez bizonyos időre van szükség, ami nyilvánvalóan nagyon nagy lesz. jelentéktelen.

Azt is gondolom, hogy az elektromos indukció pontosan ugyanúgy terjed. Úgy gondolom, hogy a mágneses erők terjedése a mágneses pólusról hasonló a felkavart vízfelület rezgéseihez, vagy a levegő részecskéinek hangrezgéseihez, pl. A rezgések elméletét a mágneses jelenségekre kívánom alkalmazni, ahogyan azt hangra teszik, és ez a fényjelenségek legvalószínűbb magyarázata.

Analógia útján lehetségesnek tartom az oszcillációelmélet alkalmazását az elektromos indukció terjedésére. Kísérletileg szeretném tesztelni ezeket a nézeteket, de mivel az időm a hivatalos feladatok ellátásával van elfoglalva, ami a kísérletek meghosszabbítását okozhatja... Szeretném, ha ezt a levelet megőrzésre a Királyi Társaságnak átadnám, hogy biztosítsam a felfedezést. magamnak egy bizonyos időpontig...".

Mivel M. Faraday ezen elképzelései ismeretlenek maradtak, nincs okunk visszautasítani nagy honfitársát, D.K. Maxwell ugyanezen gondolatok felfedezésében, amelyeknek szigorú fizikai és matematikai formát és alapvető jelentőséget adott.

Az Amazing Mechanics című könyvből szerző Gulia Nurbey Vladimirovics

Egy ősi fazekas felfedezése Mezopotámia egyik legfenségesebb városa az ősi Ur. Hatalmas és sokrétű. Szinte egy egész állam. Kertek, paloták, műhelyek, komplex hidraulikus építmények, vallási épületek Kis fazekas műhelyben, megjelenésben

Az elektromos berendezések telepítésének szabályai a kérdésekben és válaszokban című könyvből [Útmutató a tanuláshoz és a tudásvizsgára való felkészüléshez] szerző Krasznik Valentin Viktorovics

Kommunikációs és telemechanikai eszközök elektromágneses összeférhetőségének biztosítása Kérdés. Hogyan készülnek a kommunikációs és telemechanikai eszközök?Válasz. Zajmentesek olyan mértékben, hogy biztosítsák megbízható működésüket normál és vészhelyzetben is

A Titkos autók című könyvből szovjet hadsereg szerző Kocsnyev Jevgenyij Dmitrijevics

Családi „nyitás” (KrAZ-6315/6316) (1982-1991) 1976 februárjában a Minisztertanács és az SZKP Központi Bizottsága titkos rendeletet adtak ki az alapvetően családok főbb szovjet autógyáraiban történő fejlesztéséről. új nehéz katonai teherautók és közúti vonatok, a követelményeknek megfelelően gyártva

A gránát susogása című könyvből szerző Prishcsepenko Alekszandr Boriszovics

5.19. Miért szereted az állandó mágneseket? Házi készítésű készülék a térindukció mérésére. Egy másik eszköz, amely enyhíti a tekercselési számítások fájdalmát

Az Új energiaforrások című könyvből szerző Frolov Alekszandr Vladimirovics

17. fejezet Kapilláris jelenségek A környezet hőenergiáját átalakító eszközök külön osztályát számos kapilláris gép alkotja, amelyek üzemanyag-fogyasztás nélkül végeznek munkát. Nagyon sok ilyen projekt létezik a technika történetében. A nehézség az, hogy ugyanaz

A Metal Age című könyvből szerző Nikolaev Grigorij Iljics

1. fejezet A PAP HOBBIELEM FELFEDEZÉSE Az ókor hét féme, valamint a kén és a szén – mindazok az elemek, amelyekkel az emberiség megismerkedett létezésének sok évezrede alatt egészen a Kr.u. 13. századig. Nyolc évszázaddal ezelőtt kezdődött az alkímia korszaka. Ő

Az elektrotechnika története című könyvből szerző Szerzők csapata

1.3. AZ ELEKTROMOS ÚJ TULAJDONSÁGOK FELFEDEZÉSE Az egyik első, aki V. Hilbert könyvének megismerése után az elektromos erők erősebb megnyilvánulásaira szánta el magát, a légszivattyú ismert feltalálója és a félgömbökkel kapcsolatos tapasztalata, Otto magdeburgi polgármester volt. von Guericke

A Történelem című könyvből kiemelkedő felfedezésekés találmányok (elektromos technika, villamosenergia-ipar, rádióelektronika) szerző Shneiberg Jan Abramovics

2.4. AZ ELEKTROMOS ÍV FELFEDEZÉSE ÉS GYAKORLATI HASZNÁLATA V.V. összes munkája közül. Petrova bemutatja az általa létrehozott nagy energiaforrás pólusaihoz kapcsolódó két szénelektróda közötti elektromos ív jelenségének 1802-es felfedezését.

A szerző könyvéből

2.6. A TERMOELEKTROMOSSÁG JELENSÉGÉNEK FELFEDEZÉSE ÉS AZ ELEKTROMOS ÁRAMKÖR TÖRVÉNYEINEK MEGÁLLAPÍTÁSA Az elektromosság és a mágnesesség jelenségeinek további vizsgálata új tények felfedezéséhez vezetett.

A szerző könyvéből

3.5. FORGÓ MÁGNESES TÉR FELFEDEZÉSE ÉS ASZINKRON ELEKTROMOS MOTOROK LÉTREHOZÁSA

A szerző könyvéből

5. FEJEZET Az elektromágnesesség felfedezése és a különféle elektromos gépek létrehozása, amelyek a villamosítás kezdetét jelentették Az "elektromos konfliktus" mágnestűre gyakorolt ​​hatásának felfedezése latin kis prospektus

Elektromágneses indukció- az elektromos áram fellépésének jelensége egy zárt áramkörben, a rajta áthaladó mágneses fluxus megváltozásával. Az elektromágneses indukciót Michael Faraday fedezte fel 1831. augusztus 29-én. Felfedezte, hogy a zárt vezetőkörben fellépő elektromotoros erő (EMF) arányos az ezen áramkör által határolt felületen áthaladó mágneses fluxus változási sebességével. Az elektromotoros erő nagysága nem függ attól, hogy mi okozza a fluxus változását - magának a mágneses mezőnek a megváltozását vagy az áramkör (vagy annak egy részének) mozgását a mágneses térben. Az EMF által okozott elektromos áramot indukciós áramnak nevezzük.

Enciklopédiai YouTube

  • 1 / 5

    Faraday elektromágneses indukció törvénye szerint (SI-ben):

    E = − d Φ B d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-((d\Phi _(B)) \over dt))- tetszőlegesen választott kontúr mentén ható elektromotoros erő, = ∬ S B → ⋅ d S → , (\displaystyle =\iint \limits _(S)(\vec (B))\cdot d(\vec (S)))- mágneses fluxus az e körvonal által határolt felületen keresztül.

    A képlet mínusz jele tükrözi Lenz szabálya, amelyet E. Kh. Lenz orosz fizikusról neveztek el:

    A zárt vezetőkörben fellépő induktív áram olyan irányú, hogy az általa létrehozott mágneses tér ellensúlyozza az áramot okozó mágneses fluxus változását.

    Változó mágneses térben lévő tekercs esetén a Faraday-törvény a következőképpen írható fel:

    E = − N d Φ B d t = − d Ψ d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-N((d\Phi _(B)) \over dt)=-((d\Psi ) \over dt)) E (\displaystyle (\mathcal (E)))- elektromos erő, N (\displaystyle N)- fordulatok száma, Φ B (\displaystyle \Phi _(B))- mágneses fluxus egy fordulaton keresztül, Ψ (\displaystyle \psi )- Tekercs fluxus összeköttetés.

    vektor alakú

    Differenciális formában Faraday törvénye a következőképpen írható fel:

    rot E → = − ∂ B → ∂ t (\megjelenítési stílus \operátornév (rot) \,(\vec (E))=-(\partial (\vec (B)) \over \partial t))(SI rendszerben) rot E → = − 1 c ∂ B → ∂ t (\megjelenítési stílus \operátornév (rot) \,(\vec (E))=-(1 \over c)(\partial (\vec (B)) \over \ részleges t))(a GHS rendszerben).

    Integrált formában (egyenértékű):

    ∮ ∂ S ⁡ E → ⋅ d l → = − ∂ ∂ t ∫ S B → ⋅ d s → (\displaystyle \oint _(\partial S)(\vec (E))\cdot (\vec (dl))=-( \partial \over \partial t)\int _(S)(\vec (B))\cdot (\vec (ds)))(SI) ∮ ∂ S ⁡ E → ⋅ d l → = − 1 c ∂ ∂ t ∫ S B → ⋅ d s → (\displaystyle \oint _(\partial S)(\vec (E))\cdot (\vec (dl))= -(1 \over c)(\partial \over \partial t)\int _(S)(\vec (B))\cdot (\vec (ds)))(GHS)

    Itt E → (\displaystyle (\vec (E)))- intenzitású elektromos mező, B → (\displaystyle (\vec (B)))- mágneses indukció, S (\displaystyle S\)- tetszőleges felület, - határa. Integrációs kontúr ∂ S (\displaystyle \partial S) rögzítettnek (ingatlannak) tételezzük fel.

    Meg kell jegyezni, hogy a Faraday-törvény ebben a formában nyilvánvalóan az EMF-nek csak azt a részét írja le, amely akkor következik be, amikor az áramkörön átmenő mágneses fluxus a tér időbeli változása miatt megváltozik anélkül, hogy megváltoztatná (mozgatná) az áramkör határait. (ez utóbbi figyelembevételét lásd alább).

    Ha mondjuk a mágneses tér állandó, és a mágneses fluxus a kontúrhatárok mozgása miatt változik (például a terület növekedésével), akkor a kialakuló EMF-et olyan erők generálják, amelyek megtartják a töltéseket az áramkörön (a vezetőben) és a mágneses térnek a mozgó (kontúros) töltésekre gyakorolt ​​közvetlen hatása által generált Lorentz-erő. Ugyanakkor az egyenlőség E = − d Φ / d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-((d\Phi )/dt)) továbbra is megfigyelhető, de a bal oldalon lévő EMF már nem csökken ∮ ⁡ E → ⋅ d l → (\displaystyle \oint (\vec (E))\cdot (\vec (dl)))(amely ebben a konkrét példában általában egyenlő nullával). Általános esetben (amikor a mágneses tér idővel változik és az áramkör elmozdul vagy alakot vált) az utolsó képlet is igaz, de a bal oldalon látható EMF ebben az esetben mindkét fent említett tag összege (vagyis részben az örvény elektromos tér, részben a Lorentz-erő és a mozgó vezető reakcióereje hozza létre).

    Potenciális forma

    Amikor a mágneses teret vektorpotenciálban fejezzük ki, a Faraday-törvény a következőképpen alakul:

    E → = − ∂ A → ∂ t (\displaystyle (\vec (E))=-(\partial (\vec (A)) \over \partial t))(irrotációs tér hiányában, vagyis amikor az elektromos teret teljes egészében csak a mágneses, azaz elektromágneses indukció változása hozza létre).

    Általános esetben, ha figyelembe vesszük az irrotációs (például elektrosztatikus) mezőt, akkor:

    E → = − ∇ φ − ∂ A → ∂ t (\displaystyle (\vec (E))=-\nabla \varphi -(\partial (\vec (A)) \over \partial t))

    Több

    Mivel a mágneses indukciós vektort definíció szerint a vektorpotenciálban fejezzük ki:

    B → = r o t A → ≡ ∇ × A → , (\displaystyle (\vec (B))=rot\ (\vec (A))\equiv \nabla \times (\vec (A)),)

    akkor ezt a kifejezést behelyettesítheti a

    r o t E → ≡ ∇ × E → = − ∂ B → ∂ t , (\displaystyle rot\ (\vec (E))\equiv \nabla \times (\vec (E))=-(\frac (\partial () \vec (B)))(\részleges t)),) ∇ × E → = − ∂ (∇ × A →) ∂ t , (\displaystyle \nabla \times (\vec (E))=-(\frac (\partial (\nabla \times (\vec (A)))) ))(\részleges t)))

    és az időbeli és térbeli koordináták felcserélésével (rotor):

    ∇ × E → = − ∇ × ∂ A → ∂ t . (\displaystyle \nabla \times (\vec (E))=-\nabla \times (\frac (\partial (\vec (A)))(\partial t)).)

    Ezért, mivel ∇ × E → (\displaystyle \nabla \times (\vec (E))) teljes mértékben az utolsó egyenlet jobb oldala határozza meg, jól látható, hogy az elektromos tér örvényes része (az a rész, amelynek rotorja van, ellentétben az irrotációs mezővel ∇ φ (\displaystyle \nabla \varphi )) teljes mértékben meghatározza a kifejezés

    − ∂ A → ∂ t . (\displaystyle -(\frac (\partial (\vec (A)))(\partial t)).)

    Azok. örvénymentes rész hiányában írhatjuk

    E → = − ∂ A → ∂ t , (\displaystyle (\vec (E))=-(\frac (\partial (\vec (A)))(\partial t)))

    de általában

    E → = − ∇ φ − d A → d t. (\displaystyle (\vec (E))=-\nabla \varphi -(\frac (d(\vec (A)))(dt)).) 1831 diadalmaskodott: felfedezte az elektromágneses indukció jelenségét. Faraday felfedezte, hogy Faraday körülbelül 2 cm széles és 20 cm átmérőjű puha vasgyűrűt készített, és a gyűrű mindkét felére több menetes rézhuzalt tekercselt. Az egyik tekercs áramkörét vezeték zárta le, ennek menetében egy mágneses tű volt, elég távoli ahhoz, hogy ne befolyásolja a gyűrűben keletkező mágnesesség hatását. A második tekercsen áramot vezettek át egy galvanikus cellákból álló akkumulátorból. Amikor az áramot bekapcsolták, a mágnestű többször megremegett és megnyugodott; amikor az áram megszakadt, a tű ismét megremegett. Kiderült, hogy a nyíl az egyik irányba tért el, amikor az áramot bekapcsolták, és a másikba, amikor az áramot megszakították. M. Faraday megállapította, hogy egy közönséges mágnes segítségével lehetséges "a mágnesességet elektromossággá alakítani".

    Ezzel egy időben Joseph Henry amerikai fizikus is sikeresen végzett kísérleteket az áramok indukciójával kapcsolatban, ám miközben kísérletei eredményeit publikálni készült, megjelent a sajtóban M. Faraday üzenete az elektromágneses indukció felfedezéséről.

    M. Faraday arra törekedett, hogy az általa felfedezett jelenséget egy új áramforrás megszerzésére használja fel.


    1821-ben Michael Faraday ezt írta naplójába: „A mágnesességet elektromossággá alakítsa”. 10 év után ezt a problémát megoldotta.
    Faraday felfedezése
    Nem véletlen, hogy az elektromágneses kölcsönhatások új tulajdonságainak felfedezésében az első és legfontosabb lépést az elektromágneses mezőről alkotott elképzelések alapítója, Faraday tette. Faraday bízott az elektromos és mágneses jelenségek egységes természetében. Nem sokkal Oersted felfedezése után ezt írta: „...nagyon szokatlannak tűnik, hogy egyrészt minden elektromos áramot megfelelő intenzitású, az áramra merőlegesen irányított mágneses hatás kísér, és ugyanakkor Ennek a hatásnak a körében elhelyezett jó elektromos vezetőkben az idő elteltével egyáltalán nem indukált áramot, nem történt észrevehető, az ilyen árammal egyenértékű hatás. Tíz évig tartó kemény munka és a sikerbe vetett hit vezette Faradayt a felfedezéshez, amely később a világ összes erőművének generátorainak tervezésének alapját képezte, amelyek a mechanikai energiát elektromos áram energiává alakították át. (Más elven működő források: galváncellák, akkumulátorok, hő- és fotocellák - a megtermelt elektromos energiából jelentéktelen részt adnak.)
    Az elektromos és a mágneses jelenségek közötti kapcsolatot sokáig nem lehetett kimutatni. Nehéz volt elképzelni a lényeget: csak egy időben változó mágneses tér gerjeszthet elektromos áramot egy rögzített tekercsben, vagy magának a tekercsnek kell mágneses térben mozognia.
    Az elektromágneses indukció felfedezésére, ahogy Faraday nevezte ezt a jelenséget, 1831. augusztus 29-én került sor. Ritka eset, amikor ilyen pontosan ismert egy új figyelemre méltó felfedezés dátuma. Íme egy rövid leírás az első tapasztalatokról, amelyeket maga Faraday adott.
    „Széles fatekercsre 203 láb hosszú rézhuzalt tekercseltek, amelynek menetei közé egy ugyanilyen hosszúságú, de az első pamutszáltól szigetelt vezetéket. Az egyik ilyen spirál egy galvanométerhez, a másik egy erős akkumulátorhoz volt csatlakoztatva, amely 100 pár lemezből állt... Az áramkör zárásakor hirtelen, de rendkívül gyenge hatást lehetett észrevenni a galvanométeren, ill. ugyanezt vették észre, amikor az áram leállt. Az egyik spirálon keresztül folyamatosan áramló áram mellett sem a galvanométerre gyakorolt ​​hatást, sem általában a másik spirálra gyakorolt ​​induktív hatást nem lehetett megfigyelni, ennek ellenére. 5.1
    azzal érvelve, hogy az akkumulátorhoz csatlakoztatott teljes tekercs felfűtése, és a szén közé szökkent szikra fényessége az akkumulátor erejéről tanúskodik.
    Tehát kezdetben az indukciót fedezték fel azokban a vezetékekben, amelyek egymáshoz képest mozdulatlanok voltak az áramkör zárása és nyitása során. Aztán világosan megértette, hogy az áramvezetők megközelítése vagy eltávolítása ugyanarra az eredményre kell, hogy vezessen, mint az áramkör zárása és kinyitása, Faraday kísérletekkel bebizonyította, hogy áram keletkezik, amikor a tekercsek egymáshoz képest mozognak (5.1. ábra). Faraday, aki ismeri Ampère munkáit, megértette, hogy a mágnes a molekulákban keringő kis áramok gyűjteménye. Október 17-én a laboratóriumi naplója szerint indukciós áramot észleltek a tekercsben a mágnes benyomásakor (vagy kihúzásakor) (5.2. ábra). Faraday egy hónapon belül kísérleti úton felfedezte az elektromágneses indukció jelenségének minden lényeges jellemzőjét. Csak az maradt hátra, hogy a törvénynek szigorú mennyiségi formát adjon, és teljes mértékben feltárja a jelenség fizikai természetét.
    Faraday már maga is felfogta azt a közös dolgot, amely meghatározza az indukciós áram megjelenését a külsőleg eltérőnek tűnő kísérletekben.
    Zárt vezető áramkörben áram keletkezik, amikor az ezen áramkör által határolt felületen áthatoló mágneses indukciós vonalak száma megváltozik. És minél gyorsabban változik a mágneses indukció vonalainak száma, annál nagyobb a keletkező áram. Ebben az esetben a mágneses indukció sorszámának változásának oka teljesen közömbös. Ez lehet a rögzített vezetőn áthatoló mágneses indukciós vonalak számának változása a szomszédos tekercs áramerősségének változása miatt, illetve a vonalak számának változása az áramkör inhomogén mágneses térben való mozgása miatt. , melynek vonalainak sűrűsége térben változó (5.3. ábra).
    Faraday nemcsak felfedezte a jelenséget, hanem ő volt az első, aki megalkotta az elektromos áramgenerátor tökéletlen, de tökéletlen modelljét, amely a forgás mechanikai energiáját árammá alakítja át. A pólusok között forgó hatalmas rézkorong volt. erős mágnes(5.4. ábra). Faraday eltérést fedezett fel, amikor a lemez tengelyét és szélét a galvanométerhez csatlakoztatta
    NÁL NÉL
    \

    \
    \
    \
    \
    \
    \
    \L

    S Az áramerősség azonban gyenge volt, de a később megtalált elv lehetővé tette nagy teljesítményű generátorok építését. Nélkülük az elektromosság még mindig olyan luxus lenne, amit kevesen engedhetnek meg maguknak.
    Vezető zárt hurokban elektromos áram keletkezik, ha a hurok váltakozó mágneses térben van, vagy időben állandó térben mozog úgy, hogy a hurkon áthatoló mágneses indukciós vonalak száma megváltozik. Ezt a jelenséget elektromágneses indukciónak nevezik.

    A fizika IX. osztályos tankönyve rövid kirándulást ad a kérdéses törvény felfedezésének történetébe. A felülvizsgálatot ki kell egészíteni. A természet alapvető törvényéről beszélünk, és ennek minden aspektusát fel kell tárnod a válás folyamatában. Faraday törvénykeresési folyamatának története különösen tanulságos, és itt nem kell időt szakítani.
    Michael Faraday 1791-ben született London környékén, egy kovács családjában. Apjának nem volt lehetősége fizetni a tanulmányait, és 13 évesen Faraday kénytelen volt könyvkötészetet tanulni. Szerencsére egy könyvesbolt-tulajdonosnál tanult. Érdeklődő fiú, aki szívesen olvas, és nem könnyű irodalom. A témában megjelent cikkek vonzották természettudományok az Encyclopædia Britannicában a Mars kémiáról szóló diskurzusait tanulmányozta. Faraday 1811-ben kezdett részt venni a jól ismert londoni oktató, Tatum nyilvános előadásaira a fizikáról.
    Faraday életében 1812 volt a fordulópont. Egy könyvesbolt tulajdonosának ügyfele, a Királyi Intézet tagja, Dance azt ajánlotta a fiatalembernek, hogy hallgassa meg a híres vegyész, Gamfrn Davy előadásait. Faraday követte jó tanács; lelkesen hallgatta és gondosan jegyzetelt. Ugyanazon Dance tanácsára feldolgozta a jegyzeteket, és elküldte Davynek, hozzátéve, hogy kutatási lehetőséget kért. 1813-ban Faraday laboratóriumi asszisztensként kapott munkát a Royal Institute vegyi laboratóriumában, amelyet Davy vezetett.
    Kezdetben Faraday vegyész. Gyorsan az önálló kreativitás útjára lép, és Devi büszkesége gyakran szenved a diák sikerétől. 1820-ban Faraday értesült Oersted felfedezéséről, és azóta gondolatai elnyelik az elektromosságot és a mágnesességet. Megkezdi híres kísérleti kutatását, amely a fizikai gondolkodás átalakulásához vezetett. 1823-ban Faradayt a Londoni Királyi Társaság tagjává választották, majd a Királyi Intézet fizikai és kémiai laboratóriumainak igazgatójává nevezték ki. A legnagyobb felfedezések ezeknek a laboratóriumoknak a falai között születtek. Faraday külsőleg egyhangú élete feltűnő alkotói feszültségében. Erről tanúskodik az "Experimental Research on Electricity" című háromkötetes munka, amely lépésről lépésre tükrözi egy zseni alkotói útját.
    1820-ban Faraday alapvetően új problémát vetett fel: "a mágnesességet elektromossággá alakítani". Ez nem sokkal a nyitás után történt. mágneses hatásáramlatok. Oersted kísérletében elektromos áram hat egy mágnesre. Mivel Faraday szerint a természet összes ereje átváltoztatható, éppen ellenkezőleg, lehetséges az elektromos áram gerjesztése mágneses erővel.
    Faraday cseppfolyósítja a gázokat, finom kémiai elemzéseket végez, az anyagok új kémiai tulajdonságait fedezi fel. Ám elméjét könyörtelenül foglalkoztatja a felvetett probléma. 1822-ben leír egy kísérletet az áram áramlása miatti "állapot" észlelésére: "egy lámpa fénysugarának polarizálása reflexióval, és megpróbálja kideríteni, vajon az üvegedényben lévő voltakkumulátor pólusai között elhelyezkedő víz depolarizáló hatásuk van..." Faraday remélte, hogy így kap némi információt az áram tulajdonságairól. De az élmény nem adott semmit. Következik 1825. Faraday publikálja az "Elektromágneses áram (mágnes hatása alatt)" című cikket, amelyben a következő gondolatot fejezi ki. Ha az áram hat a mágnesre, akkor reakciót kell tapasztalnia. „Különféle okokból – írja Faraday – az a feltételezés született, hogy egy erős mágnes pólusának közeledése csökkenti az elektromos áramot. És leír egy élményt, amely megvalósítja ezt az ötletet.
    Egy 1825. november 28-án kelt napló hasonló élményt ír le. A galvánelemek akkumulátorát vezetékkel kötötték össze. Ezzel a vezetékkel párhuzamosan volt egy másik is (a vezetékeket dupla papírréteg választotta el egymástól), aminek a végeit a galvanométerhez kötötték. Faraday mintha így gondolkodott volna. Ha az áram egy elektromos folyadék mozgása, és ez a mozgás egy állandó mágnesre - áramok halmazára hat (Ampère hipotézise szerint), akkor az egyik vezetőben mozgó folyadéknak a mozdulatlant a másikban kell mozgatnia, a galvanométert pedig javítani kell az áramot. Azok a „különböző megfontolások”, amelyekről Faraday az első kísérlet bemutatásakor írt, ugyanerre fajultak, csak ott egy vezetőben mozgó elektromos folyadék reakcióját várták az állandó mágnes molekuláris áramaiból. De a kísérletek negatív eredményt adtak.
    A megoldás 1831-ben jött létre, amikor Faraday azt javasolta, hogy az indukciónak nem stacionárius folyamattal kell történnie. Ez volt a kulcsgondolat, amely az elektromágneses indukció jelenségének felfedezéséhez vezetett.
    Lehetséges, hogy egy Amerikából kapott üzenet arra kényszerítette, hogy az áram megváltoztatásának ötletéhez forduljon. A hír Joseph Henry (1797-1878) amerikai fizikustól érkezett.
    Fiatal korában Henry nem mutatott kivételes képességeket és érdeklődést a tudomány iránt. Szegénységben nőtt fel, gazda volt, színész. Akárcsak Faraday, ő is képzi magát. 16 évesen kezdett tanulni az Albany Akadémián. Hét hónap alatt annyi tudásra tett szert, hogy egy vidéki iskolában kapott tanári állást. Henry ezután Beck kémiaprofesszornál dolgozott előadóasszisztensként. A munkát az akadémián végzett tanulmányokkal ötvözte. A tanfolyam elvégzése után Henryt mérnöknek és felügyelőnek nevezték ki az Erie-csatornán. Néhány hónappal később otthagyta ezt a jövedelmező pozíciót, és elfogadta a felkérést az albanyi matematika és fizika professzori posztjára. Ebben az időben William Sturgeon (1783-1850) angol feltaláló számolt be egy olyan patkómágnes feltalálásáról, amely akár négy kilogramm súlyú acéltestet is képes megemelni.
    Henry érdeklődni kezdett az elektromágnesesség iránt. Azonnal megtalálta a módját, hogy egy tonnára növelje az emelést. Ezt akkoriban új technikával érték el: a mágnes testének szigetelése helyett a vezetéket szigetelték. Felfedezték a többrétegű tekercsek létrehozásának módját. Henry még 1831-ben megmutatta a villanymotor építésének lehetőségét, feltalált egy elektromágneses relét, és segítségével demonstrálta az elektromos jelek távoli átvitelét, megelőzve Morse találmányát (Morse távírója 1837-ben jelent meg).
    Faradayhoz hasonlóan Henry is azt a feladatot tűzte ki maga elé, hogy mágnes segítségével elektromos áramot szerezzen. De ez volt a feltaláló problémájának megfogalmazása. A keresést pedig a puszta megérzés vezérelte. A felfedezés néhány évvel Faraday kísérletei előtt történt. Henry kulcskísérletének beállítása a 9. ábrán látható. Itt minden ugyanaz, mint eddig. Csak mi inkább a kényelmesebb akkumulátort részesítjük előnyben a galvánelem helyett, és a torziós mérlegek helyett galvanométert használunk.
    De Henry senkinek sem beszélt erről az élményről. – Ezt hamarabb ki kellett volna nyomtatnom – mondta bűnbánóan a barátainak –, de olyan kevés időm volt! Valamilyen rendszerbe akartam vinni az eredményeket.”(kiemelés az enyém.- NÁL NÉL. D.). És a rendszeres oktatás hiánya és még több - az amerikai tudomány haszonelvű-feltaláló szelleme rossz szerepet játszott. Henry természetesen nem értette és nem érezte az új felfedezés mélységét és fontosságát. Ellenkező esetben természetesen értesítené a tudományos világot a legnagyobb tény. Az indukciós kísérletekről hallgatva Henry azonnal üzenetet küldött, amikor egy teljes tonnát sikerült megemelnie egy elektromágnessel.
    Ezt az üzenetet kapta Faraday. Talán ez szolgált az utolsó láncszemként a kulcsgondolathoz vezető következtetések láncolatában. Az 1825-ös kísérletben két vezetéket választottak el papírral. Indukciónak kellett volna lennie, de a hatás gyengesége miatt nem észlelték. Henry kimutatta, hogy az elektromágnesben a hatást nagymértékben fokozza a többrétegű tekercs használata. Ezért az indukciónak növekednie kell, ha az induktív hatást nagy hosszon továbbítják. Valójában a mágnes áramok gyűjteménye. A mágnesezettség gerjesztése egy acélrúdban, amikor áram folyik át a tekercsen, az áram indukciója az áram által. Növekszik, ha az áram útja a tekercsen keresztül meghosszabbodik.
    Ilyen lehet Faraday logikai következtetéseinek láncolata. Itt Teljes leírás első sikeres tapasztalat: „Kétszázhárom láb rézhuzal egy darabban volt feltekerve egy nagy fadobra; ugyanabból a vezetékből további kétszázhárom lábnyit spirálban fektettek le az első tekercs menetei között, a fémes érintkezőt mindenhol zsinór segítségével távolították el. Az egyik tekercs egy galvanométerhez volt csatlakoztatva, a másik pedig egy jól feltöltött akkumulátorhoz, amely száz pár négy hüvelykes négyzet alakú lemezből állt, dupla rézlemezekkel. Az érintkező zárásakor hirtelen, de nagyon gyenge hatás jelentkezett a galvanométeren, és hasonló gyenge hatás ment végbe az akkumulátorral való érintkezés kinyitásakor is.
    Ez volt az első élmény, ami adott pozitív eredmény tíz év keresgélés után. Faraday megállapítja, hogy záráskor és nyitáskor ellentétes irányú indukciós áramok keletkeznek. Ezután folytatja a vas indukcióra gyakorolt ​​hatásának tanulmányozását.
    „Körrúdból, puha vasból gyűrűt hegesztettek; a fém vastagsága hét-nyolc hüvelyk volt, a gyűrű külső átmérője pedig hat hüvelyk. Ennek a gyűrűnek az egyik részére három tekercset tekercseltek, amelyek mindegyike körülbelül huszonnégy láb hosszúságú, egyhuszad hüvelyk vastagságú rézhuzalt tartalmazott. A spirálokat vastól és egymástól elkülönítették, és egymásra helyezték... Külön-külön és kombinálva is használhatók; ez a csoport fel van címkézve DE(10. ábra). A gyűrű másik részén körülbelül hatvan lábnyi ugyanilyen rézdrót tekercselt ugyanilyen módon, két darabban, spirált alkotva. NÁL NÉL, amelyek iránya megegyezett a spirálokkal DE, de mindkét végén körülbelül fél hüvelyknyire volt elválasztva tőlük csupasz vas.
    Spirál NÁL NÉL rézhuzalokkal a gyűrűtől három lábnyi távolságra elhelyezett galvanométerhez csatlakozik. Külön spirálok DE egymáshoz kötötték úgy, hogy egy közös spirált képezzenek, amelynek végeit egy tíz pár négyzethüvelyknyi lemezből álló akkumulátorhoz csatlakoztassa. A galvanométer azonnal reagált, és sokkal erősebben, mint azt fentebb megfigyeltük, ha tízszer erősebb spirált használtak vas nélkül.
    Végül Faraday végez egy kísérletet, amellyel az elektromágneses indukció kérdésének bemutatását még mindig általában elkezdik. Ez Henry 9. ábrán bemutatott tapasztalatának pontos megismétlése volt.
    A Faraday által 1820-ban felállított probléma megoldódott: a mágnesességet elektromossággá alakították.
    Először is Faraday megkülönbözteti az áram indukcióját az áramtól (ezt "volta-elektromos indukciónak" nevezi, és az áramot a mágnestől ("magneto-elektromos indukció"), de aztán megmutatja, hogy minden esetre egy általános minta vonatkozik.
    Az elektromágneses indukció törvénye a jelenségek egy másik csoportjára terjedt ki, amely később az önindukciós jelenségek elnevezést kapta. Faraday így nevezte az új jelenséget: "Egy elektromos áram önmagára gyakorolt ​​induktív hatása."
    Ez a kérdés a következő ténnyel kapcsolatban merült fel, amelyről 1834-ben Jenkin számolt be Faradaynak. Ez a tény a következő volt. A galván akkumulátor két lemeze rövid vezetékkel van összekötve. Ugyanakkor a kísérletező semmilyen trükkel nem kaphat áramütést ettől a vezetéktől. De ha egy elektromágnes tekercsét vesszük huzal helyett, akkor minden alkalommal, amikor az áramkört kinyitják, sokk érződik. Faraday ezt írta: „Ugyanakkor valami más is megfigyelhető, a tudósok által régóta ismert jelenség, nevezetesen: fényes elektromos szikra ugrik a szétválás helyén" (dőlt betűm - V.D.).
    Faraday elkezdte vizsgálni ezeket a tényeket, és hamarosan felfedezte a jelenség számos új aspektusát. Beletelt egy kis időbe, hogy megállapítsa "a jelenségek azonosságát az indukció jelenségeivel". Faraday 1834-ben végzett kísérleteket, amelyeket mind a közép-, mind a felsőoktatásban még mindig demonstrálnak az önindukció jelenségének magyarázatában.
    Ettől függetlenül J. Henry is végzett hasonló kísérleteket, de az indukciós kísérletekhez hasonlóan ezeket sem publikálták kellő időben. Az ok ugyanaz: Henry nem talált olyan fizikai fogalmat, amely a különféle formájú jelenségeket felölelné.
    Faraday számára az önindukció olyan tény volt, amely megvilágította a keresés további útját. A megfigyeléseket összegezve alapvető fontosságú következtetésekre jut. "Kétségtelen, hogy a vezeték egyik részén az áram indukcióval hathat ugyanannak a vezetéknek a közelben lévő többi részein is... Ez az, ami azt a benyomást kelti, hogy az áram önmagára hat."
    Nem ismerve az áram természetét, Faraday mégis pontosan rámutat az ügy lényegére: „Amikor az áram indukció útján hat vele, egy vele együtt elhelyezkedő vezető anyaggal, akkor valószínűleg az ebben a vezető anyagban lévő elektromosságra hat. - nem mindegy, hogy az utóbbi áram-e vagy mozdulatlan; az első esetben az áramot erősíti vagy gyengíti, a másodikban irányától függően áramot hoz létre.
    Az elektromágneses indukció törvényének matematikai kifejezését Maxwell adta meg 1873-ban az elektromosságról és mágnesességről című értekezésében. Csak ezután vált a mennyiségi számítások alapjává. Tehát az elektromágneses indukció törvényét Faraday-Maxwell törvénynek kell nevezni.
    Módszertani megjegyzések. Ismeretes, hogy az induktív áram gerjesztése egy állandó mágneses térben mozgó vezetőben és egy álló vezetőben, amely váltakozó mágneses térben van, ugyanannak a törvénynek engedelmeskedik. Faraday és Maxwell számára ez nyilvánvaló volt, mivel úgy képzelték el a mágneses indukció vonalait, mint valódi képződményeket az éterben. Amikor az áramot be- és kikapcsolják, vagy az áramerősség megváltozik az áramkört alkotó vezetők körül, a mágneses indukció vonalai elmozdulnak. Ugyanakkor átlépik magát az áramkört, ami az önindukció jelenségét okozza. Ha az áramkör közelében van egy változó áramú vezető, akkor az azt keresztező mágneses indukció vonalai gerjesztik az elektromágneses indukció EMF-jét.
    Az elektromos tér erővonalainak és a mágneses indukciós vonalak materializálódása a történelem tulajdonává vált. Hiba lenne azonban az erővonalaknak csak formai jelleget adni. A modern fizika úgy tekinti, hogy az elektromos tér erővonala és a mágneses indukció vonala azoknak a pontoknak a helye, ahol az adott tér állapota eltér a többi pont állapotától. Ezt az állapotot a vektorok és a vektorok értékei határozzák meg ezeken a pontokon. Amikor a mező megváltozik, a vektorok ill változás, ennek megfelelően megváltoztatja az erővonalak konfigurációját. A mező állapota fénysebességgel mozoghat a térben. Ha a vezető olyan mezőben van, amelynek állapota megváltozik, akkor a vezetőben EMF gerjesztődik.

    Maxwell elmélete nem írja le azt az esetet, amikor a tér állandó és a vezető ebben a mezőben mozog. Ezt először Einstein vette észre. "A mozgó testek elektrodinamikájáról" című alapműve éppen Maxwell elméletének ezen a ponton való elégtelenségének tárgyalásával kezdődik. Az állandó mágneses térben mozgó vezetőben az EMF-gerjesztés jelensége az elektromágneses térelmélet keretei közé sorolható, ha kiegészítjük a relativitás elvével és a fénysebesség állandóságának elvével.

    Azt is ajánljuk

Betöltés...Betöltés...