Hogyan alkalmazhatod a mágneses indukciót a mindennapi életben? Az elektromágneses áramindukció jelensége: a lényeg, aki felfedezte

A megjelenés feltárása elektromos áram mindig is foglalkoztatta a tudósokat. Miután be eleje XIX században Oersted dán tudós rájött, hogy az elektromos áram körül mágneses tér keletkezik, a tudósok arra voltak kíváncsiak, hogy a mágneses tér képes-e elektromos áramot generálni, és fordítva.Az első tudós, akinek sikerült, Michael Faraday tudós volt.

Faraday kísérletei

Számos kísérlet után Faradaynak sikerült néhány eredményt elérnie.

1. Az elektromos áram előfordulása

A kísérlet elvégzéséhez egy tekercset vett nagy mennyiség elfordul, és egy milliampermérőhöz (árammérő eszközhöz) csatlakoztatta. Fel és le irányban a tudós mozgatta a mágnest a tekercs körül.

A kísérlet során valójában elektromos áram jelent meg a tekercsben a körülötte lévő mágneses tér megváltozása miatt.

Faraday megfigyelései szerint a milliaméteres tű eltért, és azt jelezte, hogy a mágnes mozgása elektromos áramot generál. Amikor a mágnes megállt, a nyíl nulla jelölést mutatott, azaz. az áramkörben nem kering áram.

rizs. 1 Az áramerősség változása a tekercsben a rejctát mozgása miatt

Ezt a jelenséget, amelyben az áram a vezetőben váltakozó mágneses tér hatására lép fel, jelenségnek nevezték. elektromágneses indukció.

2.Az indukciós áram irányának megváltoztatása

Későbbi kutatásai során Michael Faraday megpróbálta kideríteni, hogy mi befolyásolja a keletkező induktív elektromos áram irányát. Kísérletek során észrevette, hogy a tekercsen lévő tekercsek számának vagy a mágnesek polaritásának megváltoztatásával a zárt hálózatban fellépő elektromos áram iránya megváltozik.

3. Az elektromágneses indukció jelensége

A kísérlet elvégzéséhez a tudós két tekercset vett fel, amelyeket egymáshoz közel helyezett. Az első tekercs, amely nagy számú huzalfordulattal rendelkezik, egy áramforráshoz és egy kulcshoz volt csatlakoztatva, amely bezárta és kinyitotta az áramkört. A második tekercset egy milliampermérőhöz csatlakoztatta anélkül, hogy áramforráshoz csatlakozott volna.

Faraday egy kísérlet során észrevette, hogy egy elektromos áramkör zárásakor indukált áram keletkezik, ami a milliamperméter nyílának mozgásából is látszik. Az áramkör nyitásakor a milliampermérő is azt mutatta, hogy elektromos áram van az áramkörben, de a leolvasások pont az ellenkezőjét mutatták. Amikor az áramkör zárva volt és az áram egyenletesen keringett, a milliampermérő adatai szerint nem volt áram az elektromos áramkörben.

https://youtu.be/iVYEeX5mTJ8

Következtetés kísérletekből

Faraday felfedezésének eredményeként a következő hipotézis igazolódott: elektromos áram csak akkor jelenik meg, ha a mágneses tér megváltozik. Az is bebizonyosodott, hogy a tekercs fordulatszámának változtatásával az áram értéke változik (a tekercsek növelése növeli az áramerősséget). Sőt, zárt áramkörben indukált elektromos áram csak váltakozó mágneses tér jelenlétében jelenhet meg.

Mi határozza meg az induktív elektromos áramot?

A fentiek alapján megállapítható, hogy még ha van is mágneses tér, az nem vezet elektromos áram megjelenéséhez, ha ez a tér nem váltakozó.

Tehát mitől függ az indukciós tér nagysága?

1. A tekercs fordulatainak száma;
2. A mágneses tér változásának sebessége;
3. A mágnes sebessége.

A mágneses fluxus egy mágneses mezőt jellemző mennyiség. változó mágneses fluxus az indukált elektromos áram változásához vezet.

2. ábra Áramerősség változása mozgatásakor a) a tekercs, amelyben a mágnesszelep található; b) állandó mágnest a tekercsbe helyezve

Faraday törvénye

A kísérletek alapján Michael Faraday megfogalmazta az elektromágneses indukció törvényét. A törvény az, hogy amikor a mágneses tér megváltozik, az elektromos áram megjelenéséhez vezet, míg az áram az elektromágneses indukció (EMF) elektromotoros erejét jelzi.

Sebesség mágneses áram változás az áram és az EMF sebességének változását vonja maga után.

Faraday törvénye: Az elektromágneses indukció EMF numerikusan egyenlő és ellentétes előjelű a körvonallal határolt felületen áthaladó mágneses fluxus változási sebességével

Hurok induktivitás. Önindukció.

Mágneses mező jön létre, amikor az áram egy zárt áramkörben folyik. Ebben az esetben az áramerősség befolyásolja a mágneses fluxust és EMF-et indukál.

Az önindukció olyan jelenség, amelyben az indukciós emf akkor lép fel, amikor az áramkörben az áramerősség megváltozik.

Az önindukció az áramkör alakjának sajátosságaitól, méreteitől és az azt tartalmazó környezettől függően változik.

Az elektromos áram növekedésével a hurok öninduktív árama lelassíthatja azt. Amikor csökken, az önindukciós áram éppen ellenkezőleg, nem engedi, hogy olyan gyorsan csökkenjen. Így az áramkör elkezdi az elektromos tehetetlenségét, lelassítva az áram változásait.

Indukált emf alkalmazása

Az elektromágneses indukció jelenségének gyakorlati alkalmazása van generátorokban, transzformátorokban és elektromos árammal működő motorokban.

Ebben az esetben az erre a célra szolgáló áramot a következő módokon kapjuk meg:

1. Áramváltozás a tekercsben;
2. A mágneses tér mozgása állandó mágneseken és elektromágneseken keresztül;
3. Tekercsek vagy tekercsek forgása állandó mágneses térben.

Az elektromágneses indukció Michael Faraday felfedezése nagyban hozzájárult a tudományhoz és mindennapi életünkhöz. Ez a felfedezés lendületet adott a további felfedezéseknek az elektromágneses terek tanulmányozása terén, és széles körben használják modern élet emberek.

Oersted és Ampère felfedezései után világossá vált, hogy az elektromosságnak mágneses ereje van. Most meg kellett erősíteni a hatást mágneses jelenségek elektromosra. Ezt a problémát zseniálisan megoldotta Faraday.

1821-ben M. Faraday bejegyezte a naplójába: "A mágnesességet elektromossággá alakítsa." 10 év után ezt a problémát megoldotta.

Tehát Michael Faraday (1791-1867) - angol fizikus és kémikus.

A kvantitatív elektrokémia egyik megalapítója. Először kapott (1823) ben folyékony halmazállapot klór, majd kénhidrogén, szén-dioxid, ammónia és nitrogén-dioxid. Felfedezték (1825) a benzolt, tanulmányozták annak fizikai és néhány részét Kémiai tulajdonságok. Bevezette a dielektromos permittivitás fogalmát. Faraday neve az elektromos egységek rendszerébe az elektromos kapacitás egységeként került be.

E művek közül sok önmagában is megörökítheti szerzőjük nevét. De a legfontosabb tudományos munkák Faraday az elektromágnesesség és az elektromos indukció területén végzett kutatásai. Szigorúan véve a fizika fontos, az elektromágnesesség és az induktív elektromosság jelenségeivel foglalkozó ágát, amely jelenleg a technológia számára oly nagy jelentőséggel bír, Faraday a semmiből hozta létre.

Amikor Faraday végül az elektromosság kutatásának szentelte magát, kiderült, hogy a hétköznapi körülmények között egy villamosított test jelenléte elegendő ahhoz, hogy hatása minden más testben elektromosságot gerjesztsen.

Ugyanakkor ismert volt, hogy a vezeték, amelyen az áram áthalad, és amely egyben villamosított test is, nincs hatással a közelben elhelyezett többi vezetékre. Mi okozta ezt a kivételt? Ez az a kérdés, amely Faradayt érdekelte, és ennek megoldása vezetett el főbb felfedezések az indukciós elektromosság területén.

Faraday két szigetelt vezetéket tekercselt egymással párhuzamosan ugyanazon a fa sodrófa. Az egyik vezeték végeit egy tíz elemből álló akkumulátorhoz kötötte, a másik végét pedig egy érzékeny galvanométerhez. Amikor az áram áthaladt az első vezetéken, Faraday minden figyelmét a galvanométerre fordította, és arra számított, hogy annak rezgéseiből áram jelenik meg a második vezetékben. Nem volt azonban semmi ilyesmi: a galvanométer nyugodt maradt. Faraday úgy döntött, hogy növeli az áramerősséget, és 120 galvánelemet vezetett be az áramkörbe. Az eredmény ugyanaz. Faraday több tucatszor megismételte ezt a kísérletet, mindegyik ugyanolyan sikerrel. Bárki más a helyében otthagyta volna a kísérletet, mert meg volt győződve arról, hogy a vezetéken áthaladó áram nincs hatással a szomszédos vezetékre. Faraday azonban mindig megpróbált kivonni kísérleteiből és megfigyeléseiből mindent, amit csak adhattak, és ezért, mivel nem kapott közvetlen hatást a galvanométerhez csatlakoztatott vezetékre, elkezdte keresni a mellékhatásokat.

elektromágneses indukciós elektromos áramtér

Azonnal észrevette, hogy a galvanométer, amely az áram teljes áthaladása alatt teljesen nyugodt maradt, az áramkör legzárásakor elkezdett oszcillálni, és amikor kinyitották, kiderült, hogy abban a pillanatban, amikor az áramot az elsőbe vezették. vezetéket, és akkor is, ha ez az átvitel megszűnik, a második vezetéket is gerjeszti egy áram, amely az első esetben az első árammal ellentétes irányú, a második esetben pedig azzal azonos és csak egy pillanatig tart.

Az induktív áramoknak, lévén azonnaliak, megjelenésük után azonnal eltűnnek, nem lenne gyakorlati jelentősége, ha Faraday nem találta volna meg a módját egy ötletes eszköz (kommutátor) segítségével, hogy az akkumulátorból érkező primer áramot folyamatosan megszakítsa, majd újra átvezesse az akkumulátoron keresztül. első vezeték, aminek köszönhetően a második vezetékben folyamatosan egyre több induktív áram gerjeszti, így válik állandóvá. Tehát új forrást találtak elektromos energia, a korábban ismert (súrlódási és kémiai eljárások) mellett - indukciós, ill az újfajta ebből az energiából indukciós elektromosság.

ELEKTROMÁGNESES INDUKCIÓ(lat. inductio - útmutatás) - az örvényt generáló jelenség elektromos mező változók mágneses mező. Ha zárt vezetőt vezet be egy váltakozó mágneses mezőbe, akkor elektromos áram jelenik meg benne. Ennek az áramnak a megjelenését áramindukciónak, magát az áramot pedig induktívnak nevezzük.

Téma: Elektromágneses indukció alkalmazása

Az óra céljai:

Nevelési:

1. Folytassa az elektromágneses mező fogalmának kialakítását, mint az anyag formáját és valós létezésének bizonyítékát.
2. A minőségi és számítási problémák megoldásában való készségek fejlesztése.

Fejlesztés: Folytassa a munkát a diákokkal...

1. elképzelések kialakítása a modern fizikairól kép a világról,
2. a tanulmányozott anyag és a kapcsolat feltárásának képessége az élet jelenségei,
3. a tanulók látókörének bővítése

Nevelési: Tanuld meg látni a vizsgált minták megnyilvánulásait a környező életben

Tüntetések

1. Transzformátor
2. A „Fizika 7-11. évfolyam” CD-ROM töredékei. Könyvtár szemléltetőeszközök»

1) "Energiatermelés"
2) "Információk rögzítése és olvasása mágnesszalagon"

3. Előadások

1) „Elektromágneses indukció – vizsgálatok” (I. és II. rész)
2) "Transformer"

Az órák alatt

1. Frissítés:

Mielőtt mérlegelné új anyag kérem válaszoljon az alábbi kérdésekre:

2. Problémamegoldás kártyákon lásd prezentáció (1. melléklet) (válaszok: 1 B, 2 B, 3 C, 4 A, 5 C) - 5 perc

3. Új anyag.

Az elektromágneses indukció alkalmazása

1) A múltban tanév az „Információhordozók” témakör számítástechnikai tanulmányozása során a lemezekről, hajlékonylemezekről stb. Kiderült, hogy az információ rögzítése és kiolvasása mágnesszalag segítségével az elektromágneses indukció jelenségének alkalmazásán alapul.
Információk rögzítése és lejátszása mágnesszalag segítségével (A „Fizika 7-11. évfolyam. Vizuális segédeszközök könyvtára”, „Információk rögzítése és olvasása mágnesszalagra” CD-ROM töredékei - 3 perc) (2. melléklet)

2) Tekintsük az eszközt és egy ilyen eszköz, mint TRANSFORMÁTOR alapvető működését. (Lásd a bemutató 3. mellékletét)
A transzformátor működése az elektromágneses indukció jelenségén alapul.

TRANSFORMER - olyan eszköz, amely az egyik feszültségű váltakozó áramot egy másik feszültségű váltakozó árammá alakítja állandó frekvencián.

3) A legegyszerűbb esetben a transzformátor egy zárt acélmagból áll, amelyre két tekercs huzaltekerccsel van felhelyezve. A váltakozó feszültségforráshoz csatlakoztatott tekercseket elsődlegesnek, a terhelést, vagyis az elektromos áramot fogyasztó eszközöket szekundernek nevezzük.

a) fokozó transzformátor

b) leléptető transzformátor

Energia nagy távolságra történő továbbításakor - le- és emelőtranszformátorok használata.

4) A transzformátor munkája (kísérlet).

Egy villanykörte megvilágítása a szekunder tekercsben ( magyarázata ennek az élménynek);
- működés elve hegesztőgép (Miért vastagabbak a lecsökkentő transzformátor szekunder tekercsének menetei?);
- a kemence működési elve ( A teljesítmény mindkét tekercsben azonos, de az áram?)

5) Gyakorlati használat elektromágneses indukció

Példák műszaki felhasználás elektromágneses indukció: transzformátor, elektromos áram generátor - a fő áramforrás.
Az elektromágneses indukció felfedezésének köszönhetően lehetővé vált olcsó elektromos energia előállítása. A modern erőművek (beleértve az atomerőműveket is) működésének alapja az indukciós generátor.
Generátor váltakozó áram(töredék a CD-ről Fragment of the CD-ROM "Fizika 7-11. évfolyam. Vizuális segédeszközök könyvtára", "Energiatermelés" - 2 perc) (4. melléklet)

Az indukciós generátor két részből áll: egy mozgatható forgórészből és egy rögzített állórészből. Leggyakrabban az állórész egy mágnes (állandó vagy elektromos), amely kezdeti mágneses teret hoz létre (ezt induktornak nevezik). A rotor egy vagy több tekercsből áll, amelyekben változó mágneses tér hatására indukciós áram. (Az ilyen rotor másik neve egy horgony).

- fémtárgyak észlelése - speciális detektorok;
- vonat mágneses párnák(lásd V. A. Kaszjanov "Fizika - 11" című tankönyv 129. oldalát)
Foucault-áramok (örvényáramok;)
– masszív vezető testekben fellépő zárt indukciós áramok.

Ezek vagy annak a mágneses térnek a változása miatt jelennek meg, amelyben a vezető test található, vagy a test ilyen mozgása következtében, amikor a testbe (vagy annak bármely részébe) behatoló mágneses fluxus megváltozik.
Mint minden más áram, az örvényáramok is termikus hatással vannak a vezetőre: azok a testek, amelyekben ilyen áramok keletkeznek, felmelegednek.

Példa: fémolvasztó elektromos kemencék és mikrohullámú sütők felszerelése.

4. Következtetések, értékelések.

1) Elektromágneses indukció, mondjon példákat az elektromágneses indukció gyakorlati alkalmazására!
2) Az elektromágneses hullámok a leggyakoribb anyagtípusok, az elektromágneses indukció pedig az különleges eset Az elektromágneses hullámok megnyilvánulásai.

5. Feladatok megoldása kártyákon, lásd a bemutatót(5. melléklet) (válaszok - 1B, 2A, 3A, 4B).

6. Házi feladat: P.35,36 (Fizika tankönyv, szerkesztette: V.A.Kasyanov, 11. osztály)

Az "indukció" szó oroszul a gerjesztési, irányítási, valaminek a létrehozásának folyamatait jelenti. Az elektrotechnikában ezt a kifejezést több mint két évszázada használják.

Miután megismerkedett az 1821-es publikációkkal, amelyekben a dán tudós, Oersted kísérleteket írt le egy mágneses tű eltéréseiről egy elektromos áramvezető közelében, Michael Faraday azt a feladatot tűzte ki maga elé: átalakítja a mágnesességet elektromossággá.

10 évnyi kutatás után megfogalmazta az elektromágneses indukció alaptörvényét, kifejtve azt bármely zárt körben elektromotoros erő indukálódik. Értékét a vizsgált áramkörbe behatoló, de mínusz előjellel vett mágneses fluxus változási sebessége határozza meg.

Elektromágneses hullámok átvitele távolságra

Az első találgatást, amely egy tudós agyában megfogalmazódott, nem koronázta gyakorlati siker.

Két zárt vezetéket helyezett egymás mellé. Az egyik mellé mágnestűt szereltem fel az átmenő áram jelzőjeként, a másik vezetékbe pedig egy akkori erős galvanikus forrásból, egy voltoszlopból származó impulzust adtam.

A kutató azt feltételezte, hogy az első áramkörben lévő áramimpulzussal a benne lévő változó mágneses tér áramot indukál a második vezetőben, ami eltéríti a mágnestűt. De az eredmény negatív volt - a mutató nem működött. Vagy inkább hiányzott belőle az érzékenység.

A tudós agya előre látta elektromágneses hullámok létrehozását és távoli továbbítását, amelyeket ma már a rádiózásban, a televíziózásban, a vezeték nélküli vezérlésben, a Wi-Fi technológiákban és hasonló eszközök. Egyszerűen cserbenhagyta egy tökéletlen elemi bázis mérőeszközök Abban az időben.

Energiatermelés

Egy sikertelen kísérlet után Michael Faraday módosította a kísérlet körülményeit.

A kísérlethez Faraday két zárt áramkörű tekercset használt. Az első körben elektromos áramot adott egy forrásból, a másodikban pedig egy EMF megjelenését figyelte meg. Az 1. tekercs menetein áthaladó áram mágneses fluxust hozott létre a tekercs körül, áthatolva a 2. tekercsbe, és abban elektromotoros erőt hoz létre.

Faraday kísérlete során:

• bekapcsolta az impulzusos feszültségellátást az áramkörbe álló tekercsekkel;
• amikor az áramot alkalmazták, a felsőt az alsó tekercsbe fecskendezte;
• tartósan rögzítette az 1. számú tekercset, és bevezette a 2. számú tekercset;
• változtassa meg a tekercsek egymáshoz viszonyított mozgási sebességét.

Mindezekben az esetekben megfigyelte az indukciós emf megnyilvánulását a második tekercsben. És csak elhaladáskor egyenáram nem volt elektromotoros erő az 1. számú tekercsen és a rögzített tekercseken.

A tudós megállapította a második tekercsben indukált EMF a mágneses fluxus változási sebességétől függ. Méretével arányos.

Ugyanez a minta teljesen megnyilvánul, amikor egy zárt hurok áthalad.Az EMF hatására elektromos áram keletkezik a vezetékben.

A mágneses fluxus a vizsgált esetben megváltozik a zárt áramkör által létrehozott Sk áramkörben.

Ily módon a Faraday által megalkotott fejlesztés lehetővé tette egy forgó vezetőképes keret mágneses térbe helyezését.

Akkor készült belőle egy nagy szám fordulatok, forgócsapágyakban rögzítve. A tekercs végeire csúszógyűrűket és a rajtuk csúszó keféket szereltek fel, a tokon lévő vezetékeken keresztül terhelést kapcsoltak. Kiderült modern generátor váltakozó áram.

Vége egyszerű kialakítás akkor jött létre, amikor a tekercset egy álló tokra rögzítették, és a mágneses rendszer forogni kezdett. Ebben az esetben semmilyen módon nem sérült az áramtermelés költsége.

Az elektromos motorok működési elve

Az elektromágneses indukció törvénye, amelyet Michael Faraday támasztott alá, lehetővé tette a teremtést különféle kivitelek villanymotorok. Hasonló eszközük van generátorokkal: mozgatható forgórész és állórész, amelyek a forgó elektromágneses mezők miatt kölcsönhatásba lépnek egymással.

Villamos energia átalakítás

Michael Faraday meghatározta az indukált elektromotoros erő és az indukciós áram előfordulását a közeli tekercsben, amikor a szomszédos tekercs mágneses mezője megváltozik.

A közeli tekercsben lévő áram az 1. tekercsben lévő kapcsoló áramkör átkapcsolásával indukálódik, és mindig jelen van a 3. tekercs generátorának működése közben.

Ezen a kölcsönös indukciónak nevezett tulajdonságon alapul minden modern transzformátor berendezés működése.

A mágneses fluxus áthaladásának javítása érdekében szigetelt tekercseket helyeztek el egy közös magra, amelynek minimális mágneses ellenállása van. Ebből készül különleges fajták acél- és formaszedés vékony lapok bizonyos alakú szakaszok formájában, amelyeket mágneses áramkörnek neveznek.

A transzformátorok a kölcsönös indukció következtében a váltakozó elektromágneses tér energiáját az egyik tekercsről a másikra továbbítják oly módon, hogy a bemeneti és kimeneti kapcsokon változás, a feszültségérték átalakulása következik be.

A tekercsek fordulatszámának aránya határozza meg transzformációs arány, valamint a vezeték vastagsága, a mag anyagának kialakítása és térfogata - az átvitt teljesítmény mennyisége, az üzemi áram.

Az induktorok munkája

Az elektromágneses indukció megnyilvánulása a tekercsben figyelhető meg a benne folyó áram nagyságának változása során. Ezt a folyamatot önindukciónak nevezik.

Amikor a kapcsolót a fenti diagramon bekapcsolják, az induktív áram módosítja az áramkörben az üzemi áram egyenes vonalú növekedésének jellegét, valamint a leállás során.

Ha egy tekercsbe tekercselt vezetőre váltakozó feszültséget, nem állandó feszültséget kapcsolunk, az induktív ellenállással csökkentett áramérték folyik át rajta. Az önindukció energiája eltolja az áram fázisát az alkalmazott feszültséghez képest.

Ezt a jelenséget fojtótekercseknél használják, amelyek célja a berendezés bizonyos működési körülményei között fellépő nagy áramok csökkentése. Ilyen eszközöket különösen használnak.

Tervezési funkció A mágneses áramkör az induktornál - a lemezek vágása, amely a légrés kialakulása miatt a mágneses fluxussal szembeni mágneses ellenállás további növelése érdekében jön létre.

A mágneses áramkör osztott és állítható pozíciójával rendelkező fojtókat számos rádiótechnikában és elektromos eszközök. Elég gyakran megtalálhatók a tervekben hegesztő transzformátorok. Csökkentik a méretet elektromos íváthaladt az elektródán az optimális értékig.

Indukciós kemencék

Az elektromágneses indukció jelensége nemcsak a vezetékekben és tekercsekben nyilvánul meg, hanem bármilyen masszív fémtárgy belsejében is. A bennük indukált áramokat örvényáramoknak nevezzük. A transzformátorok és fojtótekercsek működése során a mágneses kör és a teljes szerkezet felmelegedését okozzák.

Ennek a jelenségnek a megelőzése érdekében a magok vékonyak fémlemezekés szigeteljék el egymást egy olyan lakkréteggel, amely megakadályozza az indukált áramok áthaladását.

A fűtőszerkezetekben az örvényáramok nem korlátoznak, hanem a legtöbbet hozzák létre kedvező feltételek. ben széles körben használják ipari termelés magas hőmérséklet létrehozására.

Elektromos mérőeszközök

Az indukciós eszközök széles köre továbbra is működik az energiaszektorban. Elektromos mérőórák forgó alumínium tárcsával, hasonlóan a teljesítményrelé kialakításához, a kapcsoló nyugalmi rendszereihez mérőműszerek az elektromágneses indukció elvén működnek.

Gázmágneses generátorok

Ha zárt keret helyett vezetőképes gázt, folyadékot vagy plazmát mozgatnak a mágnes mezőjében, akkor a mágneses erővonalak hatására az elektromosság töltései szigorúan meghatározott irányokba térnek el, elektromos áramot képezve. Mágneses tere a szerelt elektródák érintkezőlapjain elektromotoros erőt indukál. Működése során az MHD generátorhoz csatlakoztatott áramkörben elektromos áram keletkezik.

Így nyilvánul meg az elektromágneses indukció törvénye az MHD generátorokban.

Nincsenek olyan bonyolult forgó alkatrészek, mint a rotor. Ez leegyszerűsíti a tervezést, lehetővé teszi a hőmérséklet jelentős növelését munkakörnyezetés ezzel egyidejűleg az energiatermelés hatékonysága. Az MHD generátorok tartalék vagy vészhelyzeti forrásként működnek, amelyek rövid időn belül jelentős villamosenergia-áramlást képesek generálni.

Így az elektromágneses indukció törvénye, amelyet egykor Michael Faraday indokolt, ma is aktuális.

absztrakt

a "fizika" szakon

Téma: "Az elektromágneses indukció jelenségének felfedezése"

Elkészült:

Diákkör 13103/1

Szentpétervár

2. Faraday kísérletei. 3

3. Az elektromágneses indukció jelenségének gyakorlati alkalmazása. kilenc

4. Felhasznált irodalom jegyzéke .. 12

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

1820-ban Hans Christian Oersted kimutatta, hogy az áramkörön átfolyó elektromos áram egy mágneses tűt eltérít. Ha az elektromos áram mágnesességet generál, akkor az elektromos áram megjelenését a mágnesességhez kell társítani. Ez az ötlet megragadta M. Faraday angol tudóst. „A mágnesességet elektromossággá változtassa” – írta naplójában 1822-ben.

Michael Faraday

Michael Faraday (1791-1867) Londonban, annak egyik legszegényebb részén született. Édesapja kovács volt, anyja egy bérlő gazda lánya volt. Amikor Faraday elérte az iskolás kort, általános iskolába küldték. Faraday kurzusa itt nagyon szűk volt, és csak az olvasás, az írás és a számolás kezdetére korlátozódott.

Néhány lépésre a háztól, ahol a Faraday család lakott, volt egy könyvesbolt, amely egyben könyvkötő is volt. Faraday ide jutott, miután elvégezte a tanfolyamot Általános Iskola amikor felmerült a kérdés a szakmaválasztással kapcsolatban. Michael ekkor még csak 13 éves volt. Faraday már fiatal korában, amikor még csak elkezdte önképzését, igyekezett kizárólag a tényekre hagyatkozni, és mások beszámolóit saját tapasztalataival igazolni.

Ezek a törekvések uralták egész életében, mint fő jellemzői tudományos tevékenység Fizikai és kémiai kísérletek Faraday már kisfiúként kezdte ezt csinálni, amikor először megismerkedett a fizikával és a kémiával. Egyszer Michael részt vett Humphry Davy, a nagy angol fizikus egyik előadásán. Faraday részletesen feljegyezte az előadást, bekötötte és elküldte Davynek. Annyira lenyűgözte, hogy felajánlotta Faradaynek, hogy dolgozzon vele titkárként. Davy hamarosan Európába utazott, és magával vitte Faradayt. Két évig ellátogattak a legnagyobb európai egyetemekre.

1815-ben visszatérve Londonba, Faraday asszisztensként kezdett dolgozni a londoni Királyi Intézet egyik laboratóriumában. Abban az időben ez volt a világ egyik legjobb fizikai laboratóriuma. 1816 és 1818 között Faraday számos kis jegyzetet és kis emlékiratot publikált a kémiáról. Faraday első fizikai munkája 1818-ból származik.

Elődeik tapasztalatai alapján és több egyesítésével saját tapasztalatok 1821 szeptemberére Michael kinyomtatta "Az elektromágnesesség sikertörténetét". Már ekkor teljesen korrekt fogalmat alkotott a mágnestű áram hatására bekövetkező elhajlás jelenségének lényegéről.

Miután elérte ezt a sikert, Faraday tíz évre otthagyta az elektromosság területén folytatott tanulmányait, és számos más jellegű tárgy tanulmányozásának szentelte magát. 1823-ban Faraday tette az egyik legfontosabb felfedezést a fizika területén - először érte el a gáz cseppfolyósítását, és egyúttal egy egyszerű, de érvényes módszert hozott létre a gázok folyadékká alakítására. 1824-ben Faraday számos felfedezést tett a fizika területén. Többek között megállapította, hogy a fény befolyásolja az üveg színét, megváltoztatja azt. BAN BEN következő év Faraday ismét a fizikától a kémia felé fordul, és ezen a területen végzett munkájának eredménye a benzin és a kénsav-naftalinsav felfedezése.

1831-ben Faraday kiadott egy értekezést Az optikai csalódás különleges fajtájáról, amely egy gyönyörű és furcsa optikai lövedék alapjául szolgált, amelyet "kromotropnak" neveznek. Ugyanebben az évben a tudós egy másik értekezése is megjelent "A vibráló lemezekről". E művek közül sok önmagában is megörökítheti szerzőjük nevét. Faraday tudományos munkái közül azonban a legfontosabbak az elektromágnesesség és az elektromos indukció területén végzett kutatásai.

Faraday kísérletei

A természeti erők elválaszthatatlan kapcsolatáról és kölcsönhatásáról alkotott elképzelések megszállottjaként Faraday megpróbálta bebizonyítani, hogy ahogy az Ampère is képes mágnest létrehozni elektromossággal, úgy lehetséges az elektromosság létrehozása a mágnesek segítségével.

Logikája egyszerű volt: a mechanikai munka könnyen hővé alakul; Ezzel szemben a hő átalakítható gépészeti munka(mondjuk be gőzgép). Általában a természeti erők között a következő kapcsolat fordul elő leggyakrabban: ha A szül B-t, akkor B szül A-t.

Ha az Ampère elektromos árammal mágneseket kapott, akkor nyilvánvalóan lehetséges "elektromosságot nyerni a közönséges mágnesességből". Arago és Ampère Párizsban, Colladon Genfben tűzte ki maga elé ugyanazt a feladatot.

Szigorúan véve a fizika fontos, az elektromágnesesség és az induktív elektromosság jelenségeivel foglalkozó ágát, amely jelenleg a technológia számára oly nagy jelentőséggel bír, Faraday a semmiből hozta létre. Mire Faraday végre az elektromosság kutatásának szentelte magát, megállapították, hogy közönséges körülmények között egy villamosított test jelenléte elegendő ahhoz, hogy hatása bármely más testben elektromosságot gerjesztsen. Ugyanakkor ismert volt, hogy a vezeték, amelyen az áram áthalad, és amely egyben villamosított test is, nincs hatással a közelben elhelyezett többi vezetékre.

Mi okozta ezt a kivételt? Ez az a kérdés foglalkoztatta Faradayt, amelynek megoldása az indukciós elektromosság területén a legfontosabb felfedezésekhez vezette. Faraday rengeteg kísérletet folytat, pedáns jegyeket őrzik. Laboratóriumi jegyzeteiben (teljes egészében 1931-ben jelent meg Londonban "Faraday naplója" címmel) minden kis tanulmánynak szentel egy bekezdést. Legalábbis az a tény, hogy a Napló utolsó bekezdése 16041-es számmal van jelölve, Faraday hatékonyságáról árulkodik.

A jelenségek egyetemes kapcsolatáról való intuitív meggyőződésen kívül valójában semmi sem támasztotta alá a „mágnesességből származó elektromosság” keresésében. Ráadásul ő, akárcsak Devi tanára, inkább saját kísérleteire támaszkodott, mint mentális konstrukcióira. Davy megtanította neki:

„Egy jó kísérlet többet ér, mint egy olyan zseni, mint Newton, megfontoltsága.

Ennek ellenére Faraday volt az, akit nagy felfedezésekre szántak. Nagy realistaként spontán módon kitépte az empíria bilincseit, amelyeket egykor Devi szabott rá, és ezekben a pillanatokban hatalmas belátás ébredt benne - elsajátította a legmélyebb általánosítások képességét.

A szerencse első pillantása csak 1831. augusztus 29-én jelent meg. Ezen a napon Faraday egy egyszerű eszközt tesztelt a laboratóriumban: egy körülbelül hat hüvelyk átmérőjű vasgyűrűt, amely két szigetelt huzalra volt tekerve. Amikor Faraday egy akkumulátort csatlakoztatott az egyik tekercs kivezetéseihez, asszisztense, Andersen tüzérőrmester látta, hogy a másik tekercshez csatlakoztatott galvanométer tűje megrándul.

Megrándult és megnyugodott, bár az egyenáram továbbra is átfolyt az első tekercsen. Faraday alaposan átnézte ennek az egyszerű telepítésnek az összes részletét - minden rendben volt.

De a galvanométer tűje makacsul a nullán állt. Faraday bosszúságból úgy döntött, hogy kikapcsolja az áramot, majd csoda történt - az áramkör nyitása közben a galvanométer tűje újra lendült és újra lefagyott a nullára!

A galvanométer tökéletesen mozdulatlan marad az áram teljes áthaladása alatt, és az áramkör zárásakor és nyitásakor oszcillálni kezd. Kiderült, hogy abban a pillanatban, amikor áramot vezetnek az első vezetékbe, és akkor is, amikor ez az átvitel leáll, a második vezetékben is áram gerjesztődik, amely az első esetben az első árammal ellentétes irányú, és a a második esetben ugyanez, és csak egy pillanatig tart.

Ampere nagyszerű ötletei, az elektromos áram és a mágnesesség kapcsolata itt tárultak fel teljesen világosan Faraday előtt. Hiszen az első tekercs, amelybe áramot vezetett, azonnal mágnessé vált. Ha mágnesnek tekintjük, akkor az augusztus 29-i kísérlet kimutatta, hogy a mágnesesség elektromosságot vált ki. Ebben az esetben csak két dolog maradt furcsa: az elektromágnes bekapcsolásakor miért tűnt el gyorsan az elektromos áram túlfeszültsége? És ráadásul miért jelenik meg a túlfeszültség, amikor a mágnest kikapcsolják?

Másnap, augusztus 30-án - Új epizód kísérletek. A hatás egyértelműen kifejezett, de ennek ellenére teljesen érthetetlen.

Faraday úgy érzi, hogy a nyílás valahol a közelben van.

„Most ismét elektromágnesességgel foglalkozom, és úgy gondolom, hogy sikeres dolgot támadtam meg, de ezt még nem tudom megerősíteni. Könnyen lehet, hogy minden fáradozásom után hal helyett hínárt fogok kihúzni.

Másnap reggelre, szeptember 24-re Faraday sokat készült különféle eszközök, amelyben már nem az elektromos árammal működő tekercsek voltak a fő elemek, hanem az állandó mágnesek. És volt hatása is! A nyíl eltért, és azonnal a helyére rohant. Ez az enyhe elmozdulás a mágnessel végzett legváratlanabb manipulációk során történt, néha úgy tűnt, véletlenül.

A következő kísérlet október 1-jén lesz. Faraday úgy dönt, hogy visszatér a kezdetekhez - két tekercshez: az egyik árammal, a másik galvanométerrel van összekötve. A különbség az első kísérlethez képest az acélgyűrű – a mag – hiánya. A csobbanás szinte észrevehetetlen. Az eredmény triviális. Nyilvánvaló, hogy a mag nélküli mágnes sokkal gyengébb, mint a maggal rendelkező mágnes. Ezért a hatás kevésbé kifejezett.

Faraday csalódott. Két hétig nem közelíti meg a műszereket, a kudarc okain gondolkodik.

"Vettem egy hengeres mágnesrudat (3/4" átmérőjű és 8,5" hosszú), és az egyik végét egy spirálba illesztettem. rézdrót(220 láb hosszú) galvanométerhez csatlakoztatva. Majd egy gyors mozdulattal a spirál teljes hosszában belenyomtam a mágnest, és a galvanométer tűje ütést kapott. Aztán ugyanolyan gyorsan kihúztam a mágnest a spirálból, és a tű ismét lendült, de az ellenkező irányba. A tű ezen kilengései megismétlődnek minden alkalommal, amikor a mágnest be- vagy kinyomták."

A titok a mágnes mozgásában rejlik! Az elektromosság impulzusát nem a mágnes helyzete határozza meg, hanem a mozgás!

Ez azt jelenti, hogy "elektromos hullám csak akkor keletkezik, amikor a mágnes mozog, és nem a benne rejlő tulajdonságok miatt nyugalmi állapotban".

Rizs. 2. Faraday kísérlete tekercssel

Ez az ötlet rendkívül gyümölcsöző. Ha a mágnesnek a vezetőhöz viszonyított mozgása elektromosságot hoz létre, akkor látszólag a vezetőnek a mágneshez viszonyított mozgásának is elektromosságot kell termelnie! Sőt, ez az "elektromos hullám" nem tűnik el mindaddig, amíg a vezető és a mágnes kölcsönös mozgása folytatódik. Ez azt jelenti, hogy tetszőlegesen hosszú ideig működő elektromos áramfejlesztőt lehet létrehozni, amíg a vezeték és a mágnes kölcsönös mozgása folytatódik!

Faraday október 28-án egy patkómágnes pólusai közé forgó rézkorongot szerelt, amelyről csúszóérintkezőkkel (az egyik a tengelyen, a másik a korong perifériáján) lehetett eltávolítani az elektromos feszültséget. Ez volt az első emberi kéz által létrehozott elektromos generátor. Így a korábban ismert (súrlódási és kémiai folyamatok) mellett új elektromos energiaforrást találtak - az indukciót, illetve ennek az energiának egy új típusát - az indukciós elektromosságot.

A Faradayéhoz hasonló kísérleteket, mint már említettük, Franciaországban és Svájcban végezték. Colladon, a Genfi Akadémia professzora kifinomult kísérletező volt (ő például a Genfi-tavon készített pontos mérések hangsebesség vízben). Talán a műszerek remegésétől tartva Faradayhoz hasonlóan eltávolította a galvanométert a lehető legtávolabb a berendezés többi részétől. Sokan azt állították, hogy Colladon ugyanazokat a röpke mozgásokat figyelte meg, mint Faraday, de stabilabb, tartósabb hatásra számítva nem tulajdonított kellő jelentőséget ezeknek a „véletlenszerű” kitöréseknek ...

Valójában az akkori tudósok többségének véleménye az volt, hogy a „mágnesességből elektromosság létrehozásának” fordított hatásának látszólag ugyanolyan stacioner jellegűnek kell lennie, mint a „közvetlen” hatásnak - az elektromos áram miatti „mágnesesség kialakításának”. Ennek a hatásnak a váratlan "múlandósága" sokakat megzavart, köztük Colladont is, és sokan fizettek előítéleteikért.

Kísérleteit folytatva Faraday felfedezte továbbá, hogy egy zárt görbére csavart vezeték egyszerű közelítése egy másikhoz, amelyen galvanikus áram folyik, elegendő ahhoz, hogy a semleges vezetékben a galvánárammal ellentétes irányú induktív áramot gerjesztsen. a semleges vezeték eltávolítása ismét induktív áramot gerjeszt benne, amely már eleve azonos irányú a rögzített vezetéken átfolyó galvánárammal, és végül ezek az induktív áramok csak a közelítés és eltávolítás során gerjesztődnek. vezetéket a galvánáram vezetőjéhez, és e mozgás nélkül az áramok nem gerjesztődnek, függetlenül attól, hogy a vezetékek milyen közel vannak egymáshoz.

Így egy új jelenséget fedeztek fel, amely hasonló a fentebb leírt indukció jelenségéhez a galvánáram zárásakor és megszűnésekor. Ezek a felfedezések pedig új felfedezéseket eredményeztek. Ha lehetséges induktív áramot előállítani a galvánáram zárásával és leállításával, vajon nem ugyanazt az eredményt kapná a vas mágnesezése és lemágnesezése?

Oersted és Ampère munkája már megállapította a mágnesesség és az elektromosság kapcsolatát. Köztudott volt, hogy a vas akkor válik mágnessé, ha szigetelt vezetéket tekernek köré, amelyen galvanikus áram halad át, és mágneses tulajdonságok ennek a vasnak megszűnik, amint az áram leáll.

Ez alapján Faraday egy ilyen kísérlettel állt elő: két szigetelt vezetéket egy vasgyűrű köré tekertek; ráadásul az egyik vezeték a gyűrű egyik felére, a másik a másikra volt tekerve. Egy galvanikus akkumulátor áramát vezették át az egyik vezetéken, a másik végeit galvanométerhez csatlakoztatták. És így, amikor az áram bezárult vagy leállt, és ennek következtében a vasgyűrű mágnesezett vagy lemágnesezett, a galvanométer tűje gyorsan oszcillált, majd gyorsan leállt, vagyis a nulla vezetékben ugyanazok a pillanatnyi induktív áramok gerjesztettek - ez idő: már a mágnesesség hatása alatt áll.

Rizs. 3. Faraday kísérlete vasgyűrűvel

Így itt vált először a mágnesesség elektromossággá. Miután megkapta ezeket az eredményeket, Faraday úgy döntött, hogy változatosabbá teszi kísérleteit. Vasgyűrű helyett vaspántot kezdett használni. Ahelyett, hogy a vasban galvanikus árammal gerjesztette volna a mágnesességet, a vasat állandó acélmágneshez érintve mágnesezte. Az eredmény ugyanaz volt: a vas köré tekert vezetékben a vas mágnesezésének és lemágnesezésének pillanatában mindig gerjesztett áram. Aztán Faraday egy acélmágnest helyezett a huzalspirálba - ez utóbbi megközelítése és eltávolítása indukciós áramot okozott a vezetékben. Egyszóval a mágnesesség az induktív áramok gerjesztésének értelmében pontosan ugyanúgy hatott, mint a galvánáram.

Abban az időben a fizikusokat intenzíven foglalkoztatta egy rejtélyes jelenség, amelyet 1824-ben fedezett fel Arago, és nem találtak magyarázatot, annak ellenére, hogy az akkori kor olyan kiváló tudósai, mint maga Arago, Ampère, Poisson, Babaj és Herschel, intenzíven keresték ezt. magyarázat. A dolog a következő volt. A szabadon lógó mágnestű gyorsan leáll, ha nem mágneses fém kört visznek alá; ha ezután a kört forgó mozgásba hozzuk, a mágneses tű követni kezdi.

Nyugodt állapotban nem lehetett felfedezni a legkisebb vonzást vagy taszítást a kör és a nyíl között, miközben ugyanaz a kör, amely mozgásban volt, nemcsak egy könnyű nyilat, hanem egy nehéz mágnest is húzott maga mögé. Ez a valóban csodálatos jelenség az akkori tudósok számára titokzatos talánynak tűnt, valami túlmutat a természetesnek. Faraday a fenti adatai alapján abból indult ki, hogy egy nem mágneses fém kört, mágnes hatására, forgás közben induktív áramok keringenek, amelyek a mágnestűre hatnak, és a mágnes mögé vonják. Valójában azáltal, hogy a kör szélét egy nagy patkó alakú mágnes pólusai közé vezették be, és a kör közepét és szélét galvanométerrel kapcsolták össze egy huzallal, Faraday állandó elektromos áramot kapott a kör forgása során.

Ezt követően Faraday egy másik jelenség mellett döntött, amely akkor általános kíváncsiságot váltott ki. Tudniillik, ha a vasreszeléket mágnesre szórják, bizonyos vonalak mentén csoportosulnak, ezeket mágneses görbéknek nevezik. Faraday, felhívva a figyelmet erre a jelenségre, 1831-ben alapozta meg a mágneses görbéket, a "mágneses erővonalak" elnevezést, amely aztán általánosan elterjedt. Ezeknek a "vonalaknak" a tanulmányozása Faradayt egy új felfedezéshez vezette, kiderült, hogy az induktív áramok gerjesztéséhez nem szükséges a forrás megközelítése és eltávolítása a mágneses pólusról. Az áramok gerjesztéséhez elegendő a mágneses erővonalakat ismert módon keresztezni.

Rizs. 4. "Mágneses erővonalak"

További munka Faraday a fent említett irányban kortárs szemszögből valami egészen csodálatos karaktert kapott. 1832 elején egy olyan berendezést mutatott be, amelyben induktív áramokat gerjesztenek mágnes vagy galvánáram nélkül. A készülék egy dróttekercsbe helyezett vasszalagból állt. Ez a készülék közönséges körülmények között a legcsekélyebb jelét sem adta annak, hogy áramok látszanak benne; de amint a mágnestű irányának megfelelő irányt kapott, a vezetékben áram gerjesztődött.

Aztán Faraday megadta a mágnestű helyzetét az egyik tekercsnek, majd vascsíkot helyezett bele: az áramot ismét gerjesztették. Az áramot ezekben az esetekben a földi mágnesesség okozta, amely induktív áramokat okozott, mint egy közönséges mágnes vagy galvanikus áram. Ennek egyértelműbb bemutatása és bizonyítása érdekében Faraday újabb kísérletet végzett, amely teljes mértékben megerősítette elképzeléseit.

Úgy érvelt, hogy ha egy nem mágneses fémből, például rézből álló kör, amely olyan helyzetben forog, amelyben metszi a szomszédos mágnes mágneses erővonalait, induktív áramot ad, akkor ugyanaz a kör forog, ha nincs egy mágnes, de abban a helyzetben, amelyben a kör keresztezi a földi mágnesesség vonalait, induktív áramot is kell adnia. És valóban, egy vízszintes síkban elforgatott réz kör induktív áramot adott, ami észrevehető eltérést okozott a galvanométer tűjén. Faraday egy sor tanulmányt végzett az elektromos indukció területén, amikor 1835-ben felfedezte "az áram önmagára gyakorolt ​​induktív hatását".

Kiderítette, hogy amikor egy galvánáramot zárnak vagy nyitnak, akkor magában a vezetékben pillanatnyi induktív áramok gerjesztődnek, amely ennek az áramnak a vezetőjeként szolgál.

Emil Khristoforovich Lenz (1804-1861) orosz fizikus szabályt adott az indukált áram irányának meghatározására. „Az indukciós áramot mindig úgy irányítják, hogy az általa létrehozott mágneses tér akadályozza vagy lelassítja az indukciót okozó mozgást” – jegyzi meg A.A. Korobko-Stefanov az elektromágneses indukcióról szóló cikkében. - Például amikor a tekercs a mágneshez közeledik, a keletkező induktív áram olyan irányú, hogy az általa létrehozott mágneses tér ellentétes lesz a mágnes mágneses terével. Ennek eredményeként a tekercs és a mágnes között taszító erők lépnek fel. Lenz szabálya az energia megmaradásának és átalakulásának törvényéből következik. Ha az indukciós áramok felgyorsítanák az őket okozó mozgást, akkor a semmiből munka jönne létre. Maga a tekercs egy kis nyomás után a mágnes felé rohanna, és egyúttal az indukciós áram hőt bocsátana ki benne. A valóságban az indukciós áram a mágnes és a tekercs egymáshoz közelítésének eredményeként jön létre.

Rizs. 5. Lenz-szabály

Miért van indukált áram? Az elektromágneses indukció jelenségének mélyreható magyarázatát James Clerk Maxwell angol fizikus, az elektromágneses tér teljes matematikai elméletének megalkotója adta. A dolog lényegének jobb megértése érdekében fontoljon meg egy nagyon egyszerű kísérletet. A tekercs egy menetes huzalból álljon, és a fordulat síkjára merőleges váltakozó mágneses tér szúrja át. A tekercsben természetesen van indukciós áram. Maxwell kivételes bátorsággal és váratlansággal értelmezte ezt a kísérletet.

Amikor a mágneses tér megváltozik a térben, Maxwell szerint olyan folyamat lép fel, amelynél a huzaltekercs jelenléte nem játszik szerepet. Itt a legfontosabb az elektromos tér zárt gyűrűvonalainak megjelenése, amelyek lefedik a változó mágneses teret. A kialakuló elektromos tér hatására az elektronok mozogni kezdenek, és a tekercsben elektromos áram keletkezik. A tekercs csak egy eszköz, amely lehetővé teszi az észlelést elektromos mező. Az elektromágneses indukció jelenségének lényege, hogy a váltakozó mágneses tér a környező térben mindig zárt elektromos teret hoz létre. erővonalak. Az ilyen mezőt örvénymezőnek nevezzük.

A földi mágnesesség által előidézett indukció területén végzett kutatások lehetőséget adtak Faraday-nek, hogy már 1832-ben kifejezze a távíró gondolatát, amely aztán ennek a találmánynak az alapját képezte. Általában az elektromágneses indukció felfedezését nem ok nélkül tulajdonítják a legtöbbnek kiemelkedő felfedezések XIX. század - világszerte több millió villanymotor és áramfejlesztő munkája ezen a jelenségen alapul ...

Az elektromágneses indukció jelenségének gyakorlati alkalmazása

1. Műsorszórás

A változó áram által gerjesztett váltakozó mágneses tér elektromos teret hoz létre a környező térben, ami viszont egy mágneses mezőt gerjeszt, és így tovább. Kölcsönösen generálva egymást, ezek a mezők egyetlen változó elektromágneses mezőt alkotnak. elektromágneses hullám. Az elektromágneses tér azon a helyen keletkezett, ahol árammal ellátott vezeték van, az űrben -300 000 km/s fénysebességgel terjed.

Rizs. 6. Rádió

2. Magnetoterápia

A frekvencia spektrumban különböző helyeken rádióhullámok, fény által elfoglalt, röntgensugarakés mások elektromágneses sugárzás. Általában folyamatosan összefüggő elektromos és mágneses mezők jellemzik őket.

3. Szinkrophasotronok

Jelenleg a mágneses mező az anyag különleges formája, amely töltött részecskékből áll. A modern fizikában töltött részecskék nyalábjait használják arra, hogy mélyen behatoljanak az atomokba, hogy tanulmányozzák azokat. Azt az erőt, amellyel a mágneses tér egy mozgó töltött részecskére hat, Lorentz-erőnek nevezzük.

4. Áramlásmérők

A módszer a Faraday-törvény mágneses térben lévő vezetőre való alkalmazásán alapul: a mágneses térben mozgó, elektromosan vezető folyadék áramlásában az áramlási sebességgel arányos EMF indukálódik, amit az elektronikus rész alakít elektromos analóg/digitális jel.

5. DC generátor

Generátor üzemmódban a gép armatúrája külső nyomaték hatására forog. Az állórész pólusai között állandó mágneses fluxus hatol át az armatúrán. Az armatúra tekercsvezetők mágneses térben mozognak, és ezért EMF indukálódik bennük, amelynek iránya a szabállyal határozható meg " jobb kéz". Ebben az esetben az egyik kefén pozitív potenciál keletkezik a másodikhoz képest. Ha a generátor kapcsaira terhelés van csatlakoztatva, akkor áram folyik benne.

6. Transzformátorok

A transzformátorokat széles körben használják az elektromos energia nagy távolságra történő átvitelére, a vevők közötti elosztására, valamint különféle egyenirányító, erősítő, jelző és egyéb eszközökben.

A transzformátorban az energia átalakítása váltakozó mágneses térrel történik. A transzformátor vékony, egymástól szigetelt acéllemezekből álló mag, amelyre két, esetenként több tekercs (tekercs) szigetelt huzal kerül. Azt a tekercset, amelyhez a váltakozó áramú villamos energia forrása csatlakozik, primer tekercsnek, a többi tekercset szekunder tekercsnek nevezzük.

Ha a transzformátor szekunder tekercsébe háromszor több menetet tekercselnek, mint a primer tekercsbe, akkor a primer tekercs által a magban létrehozott mágneses tér, keresztezve a szekunder tekercs meneteit, háromszor nagyobb feszültséget hoz létre benne.

Fordított fordulatszámú transzformátor használatával ugyanolyan könnyen és egyszerűen csökkentett feszültség érhető el.

Felhasznált irodalom jegyzéke

1. [Elektronikus forrás]. Elektromágneses indukció.

< https://ru.wikipedia.org/>

2. [Elektronikus forrás] Faraday. Az elektromágneses indukció felfedezése.

< http://www.e-reading.club/chapter.php/26178/78/Karcev_-_Maksvell.html >

3. [Elektronikus forrás]. Az elektromágneses indukció felfedezése.

4. [Elektronikus forrás]. Az elektromágneses indukció jelenségének gyakorlati alkalmazása.