տուն > Ճանապարհային տրանսպորտի սարքավորումներ

Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի հայտնաբերման պատմությունը. Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքը

Ֆարադեյի հնարամիտ հայտնագործությամբ սկսվում է ֆիզիկական գիտության զարգացման նոր շրջան էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա. Հենց այս հայտնագործության մեջ հստակ դրսևորվեց գիտության կարողությունը՝ հարստացնել տեխնոլոգիան նոր գաղափարներով։ Արդեն ինքը՝ Ֆարադեյը, իր հայտնագործության հիման վրա կանխատեսել էր գոյությունը էլեկտրամագնիսական ալիքներ. 1832 թվականի մարտի 12-ին նա կնքեց մի ծրար՝ «Նոր հայացքներ, այժմ պետք է պահվի փակ ծրարի մեջ Թագավորական ընկերության արխիվներում» մակագրությամբ։ Այս ծրարը բացվել է 1938 թվականին: Պարզվեց, որ Ֆարադեյը բավականին հստակ հասկանում էր, որ ինդուկցիոն գործողությունները տարածվում են վերջավոր արագությամբ ալիքային եղանակով: «Հնարավոր եմ համարում տատանումների տեսությունը կիրառել էլեկտրական ինդուկցիայի տարածման համար»,- գրել է Ֆարադեյը։ Միևնույն ժամանակ, նա մատնանշեց, որ «մագնիսական էֆեկտի տարածումը ժամանակ է պահանջում, այսինքն, երբ մագնիսը գործում է մեկ այլ հեռավոր մագնիսի կամ երկաթի կտորի վրա, ազդող պատճառը (որը ես ինձ թույլ կտամ անվանել մագնիսականություն) տարածվում է. Մագնիսական մարմիններից աստիճանաբար և դրա տարածման համար պահանջում է որոշակի ժամանակ, որն ակնհայտորեն շատ փոքր կլինի: Ես նաև կարծում եմ, որ էլեկտրական ինդուկցիան տարածվում է ճիշտ նույն ձևով: Ես կարծում եմ, որ մագնիսական ուժերի տարածումը մագնիսական բևեռից նման է. կոպիտ ջրի մակերեսի տատանումը, կամ ձայնային թրթռումներօդի մասնիկներ.

Ֆարադեյը հասկացավ իր գաղափարի կարևորությունը և չկարողանալով փորձարկել այն, որոշեց այս ծրարի օգնությամբ «ապահովել հայտնագործությունն իր համար և, այդպիսով, իրավունք ունենալ փորձնական հաստատման դեպքում հայտարարել այս ամսաթիվը։ նրա հայտնաբերման ամսաթիվը»: Այսպիսով, 1832 թվականի մարտի 12-ին մարդկությունն առաջին անգամ եկավ գոյության գաղափարին. էլեկտրամագնիսական ալիքներ.Այս օրվանից սկսվում է հայտնաբերման պատմությունը ռադիո.

Բայց Ֆարադեյի հայտնագործությունը կարևոր էր ոչ միայն տեխնոլոգիայի պատմության մեջ։ Այն հսկայական ազդեցություն ունեցավ գիտական ​​աշխարհայացքի զարգացման վրա։ Այս բացահայտումից մտնում է ֆիզիկան նոր օբյեկտ - ֆիզիկական դաշտ.Այսպիսով, Ֆարադեյի հայտնագործությունը պատկանում է այն հիմնարար գիտական ​​հայտնագործություններին, որոնք նկատելի հետք են թողնում մարդկային մշակույթի ողջ պատմության մեջ։

Լոնդոնի դարբնի որդի գրքահավաք ծնվել է Լոնդոնում 1791 թվականի սեպտեմբերի 22-ին: Հանճարեղ ինքնուսույցը նույնիսկ հնարավորություն չունեցավ ավարտել. տարրական դպրոցև ինքն էլ ճանապարհ հարթեց գիտության համար: Գրքեր ուսանելու ընթացքում նա գրքեր էր կարդում, հատկապես քիմիայից, անում էր քիմիական փորձեր. Լսելով հանրահայտ քիմիկոս Դեյվիի հրապարակային դասախոսությունները՝ նա վերջապես համոզվեց, որ իր կոչումը գիտությունն է, և դիմեց նրան՝ թագավորական ինստիտուտում աշխատանքի ընդունվելու խնդրանքով։ 1813 թվականից, երբ Ֆարադեյն ընդունվեց ինստիտուտ որպես լաբորանտ, և մինչև մահը (1867 թ. օգոստոսի 25) նա ապրում էր գիտությամբ։ Արդեն 1821 թվականին, երբ Ֆարադեյը ստացավ էլեկտրամագնիսական պտույտ, նա իր նպատակ դրեց «մագնիսականությունը վերածել էլեկտրականության»։ Տասը տարվա որոնումների և քրտնաջան աշխատանքի գագաթնակետը 1871 թվականի օգոստոսի 29-ին էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի բացահայտումն է:

«Երկու հարյուր երեք ոտնաչափ պղնձե մետաղալար մի կտորով փաթաթված էր մեծ փայտե թմբուկի վրա, ևս երկու հարյուր երեք ոտնաչափ նույն մետաղալարը պարուրաձև մեկուսացված էր առաջին ոլորման պտույտի միջև, մետաղական շփումը հանվում էր միջոցով: Այս պարույրներից մեկը միացված էր գալվանոմետրին, իսկ մյուսը լավ լիցքավորված մարտկոցով հարյուր զույգ չորս դյույմ քառակուսի դյույմ թիթեղներով, կրկնակի պղնձե թիթեղներով: Երբ շփումը կայացավ, կար ժամանակավոր, բայց շատ աննշան ազդեցություն գալվանոմետրի վրա, և նմանատիպ թույլ ազդեցություն տեղի ունեցավ, երբ մարտկոցի հետ շփումը բացվեց: Ահա թե ինչպես է Ֆարադեյը նկարագրել հոսանքներ հրահրելու իր առաջին փորձը. Նա այս տեսակի ինդուկցիան անվանեց վոլտա-էլեկտրական ինդուկցիա: Նա շարունակում է նկարագրել իր հիմնական փորձը երկաթե մատանու հետ, որը ժամանակակիցի նախատիպն է տրանսֆորմատոր.

«Փափուկ երկաթի կլոր ձողից եռակցված էր օղակ, մետաղի հաստությունը 7-ութերորդ դյույմ էր, իսկ օղակի արտաքին տրամագիծը՝ վեց դյույմ: Այս օղակի մի մասի վրա երեք պարույր էր փաթաթված, որոնցից յուրաքանչյուրը պարունակում էր. մոտ քսանչորս ոտնաչափ պղնձե մետաղալար, մեկ քսաներորդ դյույմ հաստությամբ: Կծիկները մեկուսացված էին երկաթից և միմյանցից... զբաղեցնելով մոտ ինը դյույմ օղակի երկարությամբ: Նրանք կարող էին օգտագործվել առանձին և համակցված, սա խումբը նշանակված է A: Օղակի մյուս մասում նույն կերպ փաթաթվել է մոտ վաթսուն ոտնաչափ պղնձե մետաղալար երկու կտորով, որը կազմել է B պարույր, որն ունի նույն ուղղությունը, ինչ պարույրները A, բայց նրանցից առանձնացված է յուրաքանչյուր ծայրում: մոտ կես դյույմ մերկ երկաթով:

Պարույր B-ը միացված էր պղնձե լարերով մի գալվանոմետրի, որը տեղադրված էր երկաթից երեք ոտնաչափ հեռավորության վրա։ Առանձին պարույրներ միացված էին ծայրից ծայր այնպես, որ ձևավորեին ընդհանուր պարույր, որի ծայրերը միացված էին չորս քառակուսի մատնաչափ տասը զույգ թիթեղներից բաղկացած մարտկոցին: Գալվանոմետրը արձագանքեց անմիջապես և շատ ավելի ուժեղ, քան նկատվեց, ինչպես նկարագրված էր վերևում, օգտագործելով տասն անգամ ավելի հզոր պարույր, բայց առանց երկաթի; սակայն, չնայած կապի պահպանմանը, գործողությունը դադարեցվել է։ Երբ մարտկոցի հետ շփումը բացվեց, սլաքը կրկին ուժեղ շեղվեց, բայց հակառակ ուղղությամբ, որը առաջացրել էր առաջին դեպքում:

Ֆարադեյը հետագայում ուսումնասիրեց երկաթի ազդեցությունը ուղղակի փորձի միջոցով՝ ներմուծելով երկաթե ձող սնամեջ կծիկի ներսում, այս դեպքում «ներդրված հոսանքը շատ ուժեղ ազդեցություն ունեցավ գալվանոմետրի վրա»: «Այնուհետև նմանատիպ ակցիա է ստացվել սովորականի օգնությամբ մագնիսներՖարադեյն այս գործողությունն անվանել է մագնիսաէլեկտրական ինդուկցիա,ենթադրելով, որ վոլտային և մագնիսաէլեկտրական ինդուկցիայի բնույթը նույնն է։

Նկարագրված բոլոր փորձերը Ֆարադեյի «Էլեկտրական էներգիայի փորձարարական հետազոտություն» դասական աշխատության առաջին և երկրորդ բաժինների բովանդակությունն են, որը սկսվել է 1831 թվականի նոյեմբերի 24-ին: Այս շարքի երրորդ բաժնում «Նյութի նոր էլեկտրական վիճակի մասին», Ֆարադեյը առաջին անգամ փորձ է արվում նկարագրել էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայում դրսևորվող մարմինների նոր հատկությունները։ Հայտնաբերված այս հատկությունը նա անվանում է «էլեկտրոնային վիճակ»։ Սա դաշտի գաղափարի առաջին ծիլն է, որը հետագայում ձևավորվել է Ֆարադեյի կողմից և առաջին անգամ ձևակերպվել հենց Մաքսվելի կողմից: Առաջին շարքի չորրորդ բաժինը նվիրված է Արագոյի ֆենոմենի բացատրությանը։ Ֆարադեյը ճիշտ է դասակարգում այս երեւույթը որպես ինդուկցիա եւ փորձում է այս երեւույթի օգնությամբ «ստանալ էլեկտրաէներգիայի նոր աղբյուր»։ Երբ պղնձե սկավառակը շարժվում էր մագնիսի բևեռների միջև, այն հոսանք էր ստանում գալվանոմետրում՝ օգտագործելով սահող կոնտակտներ: Դա առաջինն էր Դինամո մեքենա.Ֆարադեյն ամփոփում է իր փորձերի արդյունքները հետևյալ խոսքերով. «Այսպիսով ցույց տվեցին, որ սովորական մագնիսի օգնությամբ հնարավոր է ստեղծել էլեկտրական հոսանքի հաստատուն հոսանք»։ Շարժվող հաղորդիչների մեջ ինդուկցիայի վերաբերյալ իր փորձերից Ֆարադեյը եզրակացրեց մագնիսի բևեռի, շարժվող հաղորդիչի և ինդուկտիվ հոսանքի ուղղության միջև կապը, այսինքն՝ «մագնիսական ինդուկցիայի միջոցով էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը կարգավորող օրենքը»: Իր հետազոտության արդյունքում Ֆարադեյը պարզել է, որ «հոսանք առաջացնելու ունակությունը դրսևորվում է մագնիսական արդյունքի կամ ուժային առանցքի շուրջ շրջանով, ճիշտ այնպես, ինչպես շրջանագծի շուրջ տեղակայված մագնիսականությունը առաջանում է էլեկտրական հոսանքի շուրջ և հայտնաբերվում դրա կողմից»: *.

* (Մ. Ֆարադեյ,Էլեկտրաէներգիայի վերաբերյալ փորձարարական հետազոտություն, հ. I, Էդ. ՀՍՍՀ, 1947, էջ 57։)

Այլ կերպ ասած, փոփոխական մագնիսական հոսքի շուրջ առաջանում է հորձանուտ։ էլեկտրական դաշտ, ճիշտ այնպես, ինչպես պտտվող մագնիսական դաշտն առաջանում է էլեկտրական հոսանքի շուրջ։ Այս հիմնարար փաստը Մաքսվելն ընդհանրացրել է իր երկու էլեկտրո հավասարումների տեսքով մագնիսական դաշտը.

Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթների, մասնավորապես Երկրի մագնիսական դաշտի ինդուկտիվ գործողության ուսումնասիրությունը նույնպես նվիրված է «Հետաքննությունների» երկրորդ շարքին, որը սկսվել է 1832 թվականի հունվարի 12-ին: Երրորդ շարքը, որը սկսվել է 1833 թվականի հունվարի 10-ին Ֆարադեյը նվիրված է տարբեր տեսակի էլեկտրականության՝ էլեկտրաստատիկ, գալվանական, կենդանական, մագնիսաէլեկտրական (այսինքն՝ ստացված էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի միջոցով) նույնականության ապացուցմանը։ Ֆարադեյը եկել է այն եզրակացության, որ էլեկտրաէներգիան ստացել է տարբեր ճանապարհներ, որակապես նույնը, գործողությունների տարբերությունը միայն քանակական է։ Սա վերջնական հարված էր խեժի և ապակու էլեկտրականության, գալվանիզմի, կենդանական էլեկտրաէներգիայի տարբեր «հեղուկների» հայեցակարգին։ Պարզվեց, որ էլեկտրաէներգիան մեկ, բայց բևեռային էություն է։

Շատ կարևոր է Ֆարադեյի «Հետաքննությունների» հինգերորդ շարքը, որը սկսվել է 1833 թվականի հունիսի 18-ին: Այստեղ Ֆարադեյը սկսում է իր էլեկտրոլիզի հետաքննությունը, որը նրան հանգեցրել է իր անունը կրող հայտնի օրենքների հաստատմանը: Այս ուսումնասիրությունները շարունակվեցին յոթերորդ սերիայում, որը սկսվեց 1834 թվականի հունվարի 9-ին: Այս վերջին շարքում Ֆարադեյն առաջարկում է նոր տերմինաբանություն. նա առաջարկում է անվանել այն բևեռները, որոնք հոսանք են մատակարարում էլեկտրոլիտին: էլեկտրոդներ,զանգահարել դրական էլեկտրոդ անոդ,և բացասականը կաթոդ,նստած նյութի մասնիկները, որոնք գնում են դեպի այն անոդը, որը նա կանչում է անիոններ,և դեպի կաթոդ գնացող մասնիկները - կատիոններ. Ավելին, նա տիրապետում է պայմաններին էլեկտրոլիտքայքայվող նյութերի համար, իոններԵվ էլեկտրաքիմիական համարժեքներ.Այս բոլոր տերմինները հաստատապես պահպանված են գիտության մեջ: Իր գտած օրենքներից Ֆարադեյը ճիշտ եզրակացություն է անում, որ կարելի է խոսել ոմանց մասին բացարձակ մեծությունէլեկտրականություն՝ կապված սովորական նյութի ատոմների հետ։ «Թեև մենք ոչինչ չգիտենք այն մասին, թե ինչ է ատոմը, - գրում է Ֆարադեյը, - մենք ակամա պատկերացնում ենք մի փոքր մասնիկ, որը հայտնվում է մեր մտքում, երբ մենք մտածում ենք դրա մասին, այնուամենայնիվ, նույն կամ նույնիսկ ավելի մեծ անտեղյակության պայմաններում մենք հարաբերական ենք էլեկտրականությանը. նույնիսկ չկարողանալով ասել, թե դա հատուկ նյութ է, թե հարցեր, թե պարզապես սովորական նյութի շարժում, կամ մեկ այլ տեսակի ուժ կամ գործոն, այնուամենայնիվ, կան հսկայական թվով փաստեր, որոնք ստիպում են մեզ մտածել, որ նյութի ատոմներն ինչ-որ կերպ օժտված են կամ կապված են էլեկտրական ուժերով, և նրանց պարտական ​​են իրենց ամենաուշագրավ հատկությունները, ներառյալ միմյանց նկատմամբ քիմիական մերձեցումը:

* (Մ. Ֆարադեյ,Էլեկտրաէներգիայի վերաբերյալ փորձարարական հետազոտություն, հ. I, Էդ. ՀՍՍՀ, 1947, էջ 335։)

Այսպիսով, Ֆարադեյը հստակ արտահայտեց նյութի «էլեկտրաֆիկացման», էլեկտրաէներգիայի ատոմային կառուցվածքի և էլեկտրաէներգիայի ատոմի, կամ, ինչպես Ֆարադեյն է ասում, «էլեկտրականության բացարձակ քանակի» գաղափարը, պարզվում է. «ինչպես որոշվել է իր գործողությամբ,ինչպես որևէ մեկը այդ քանակներըորոնք, կապված մնալով նյութի մասնիկների հետ, հայտնում են նրանց դրանց մասին քիմիական մերձեցություն.Տարրական էլեկտրական լիցքը, ինչպես ցույց է տրված հետագա զարգացումֆիզիկան, իսկապես, կարելի է որոշել Ֆարադեյի օրենքներից:

Ֆարադեյի «Հետաքննությունների» իններորդ սերիան մեծ նշանակություն ունեցավ։ Այս շարքը, որը սկսվել է 1834 թվականի դեկտեմբերի 18-ին, վերաբերում էր ինքնադրման երևույթներին, փակման և բացման լրացուցիչ հոսանքներին։ Ֆարադեյը այս երևույթները նկարագրելիս նշում է, որ թեև դրանք ունեն առանձնահատկություններ իներցիա,սակայն, ինքնաինդուկցիայի երևույթը տարբերվում է մեխանիկական իներցիայից նրանով, որ դրանք կախված են. ձևերըդիրիժոր. Ֆարադեյը նշում է, որ «լրացուցիչ հոսանքը նույնական է ... ինդուկտիվ հոսանքի հետ» * : Արդյունքում Ֆարադեյը պատկերացում ուներ ինդուկցիայի գործընթացի շատ լայն իմաստի մասին: Իր հետաքննությունների տասնմեկերորդ շարքում, որը սկսվել է 1837 թվականի նոյեմբերի 30-ին, նա ասում է. «Ինդուկցիան ամենաընդհանուր դերն է խաղում բոլոր էլեկտրական երևույթներ, մասնակցելով, ըստ երևույթին, դրանցից յուրաքանչյուրին և իրականում կրում է առաջին և էական սկզբի հատկանիշները «**։ Մասնավորապես, ըստ Ֆարադեյի, ցանկացած լիցքավորման գործընթաց ինդուկցիոն գործընթաց է, կողմնակալություն«Նյութերը չեն կարող լիցքավորվել բացարձակապես, այլ միայն հարաբերականորեն, համաձայն օրենքի, որը նույնական է ինդուկցիայի հետ: Յուրաքանչյուր լիցք ապահովված է ինդուկցիայի միջոցով: Բոլոր երևույթները Լարմաններառել ինդուկցիայի սկիզբը» ***: Ֆարադեյի այս պնդումների իմաստն այն է, որ ցանկացած էլեկտրական դաշտ («լարման երևույթ» - Ֆարադեյի տերմինաբանությամբ) անպայմանորեն ուղեկցվում է ինդուկցիոն գործընթացով միջավայրում («տեղաշարժ» - Մաքսվելի ավելի ուշ: տերմինաբանություն): Այս գործընթացը որոշվում է միջավայրի հատկություններով, նրա «ինդուկտիվությամբ» Ֆարադեյի տերմինաբանությամբ կամ «թույլտվությամբ» ժամանակակից տերմինաբանությամբ: Գնդաձև կոնդենսատորով Ֆարադեյի փորձը որոշեց մի շարք նյութերի թույլատրելիությունը օդի նկատմամբ: փորձերը ամրապնդեցին Ֆարադեյին էլեկտրամագնիսական գործընթացներում միջավայրի էական դերի գաղափարը:

* (Մ. Ֆարադեյ,Էլեկտրաէներգիայի վերաբերյալ փորձարարական հետազոտություն, հ. I, Էդ. ՀՍՍՀ, 1947, էջ 445։)

** (Մ. Ֆարադեյ,Էլեկտրաէներգիայի վերաբերյալ փորձարարական հետազոտություն, հ. I, Էդ. ՀՍՍՀ, 1947, էջ 478։)

*** (Մ. Ֆարադեյ,Էլեկտրաէներգիայի վերաբերյալ փորձարարական հետազոտություն, հ. I, Էդ. ՀՍՍՀ, 1947, էջ 487։)

Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքը զգալիորեն մշակել է Սանկտ Պետերբուրգի ակադեմիայի ռուս ֆիզիկոսը. Էմիլ Խրիստիանովիչ Լենց(1804-1865): 1833 թվականի նոյեմբերի 29-ին Լենցը Գիտությունների ակադեմիային զեկուցեց իր հետազոտությունը «Էլեկտրադինամիկ ինդուկցիայի միջոցով գրգռված գալվանական հոսանքների ուղղությունը որոշելու մասին»։ Լենցը ցույց տվեց, որ Ֆարադեյի մագնիսաէլեկտրական ինդուկցիան սերտորեն կապված է Ամպերի էլեկտրամագնիսական ուժերի հետ։ «Առաջարկը, որով մագնիսաէլեկտրական երևույթը վերածվում է էլեկտրամագնիսականի, հետևյալն է. եթե մետաղական հաղորդիչը շարժվում է գալվանական հոսանքի կամ մագնիսի մոտակայքում, ապա դրա մեջ գալվանական հոսանք գրգռվում է այնպիսի ուղղությամբ, որ եթե այս հաղորդիչը անշարժ լիներ, ապա հոսանքը կարող է առաջացնել այն շարժվել հակառակ ուղղությամբ. Ենթադրվում է, որ հանգստի վիճակում գտնվող հաղորդիչը կարող է շարժվել միայն շարժման ուղղությամբ կամ հակառակ ուղղությամբ» * :

* (E. X. Lenz,Ընտիր երկեր, Էդ. ՀՍՍՀ, 1950, էջ 148-149։)

Լենցի այս սկզբունքը բացահայտում է ինդուկցիոն գործընթացների էներգիան և կարևոր դեր է խաղացել էներգիայի պահպանման օրենքի հաստատման Հելմհոլցի աշխատանքում։ Ինքը՝ Լենցը, իր կանոնից բխում է էլեկտրամագնիսական մեքենաների հետադարձելիության էլեկտրատեխնիկայում հայտնի սկզբունքը. ընդհակառակը, եթե դրան հոսանք ուղարկվի, այն կպտտվի։ Էլեկտրական շարժիչը կարող է վերածվել գեներատորի և հակառակը։ Ուսումնասիրելով մագնիսաէլեկտրական մեքենաների գործողությունը՝ Լենցը 1847 թվականին հայտնաբերում է խարիսխի ռեակցիան։

1842-1843 թթ. Լենցը պատրաստել է դասական ուսումնասիրություն «Գալվանական հոսանքի միջոցով ջերմության առաջացման օրենքների մասին» (հայտնված է 1842 թվականի դեկտեմբերի 2-ին, հրապարակվել է 1843 թվականին), որը նա սկսել է Ջուլի նմանատիպ փորձերից շատ առաջ (Ջոուլի ուղերձը հայտնվել է 1841 թվականի հոկտեմբերին) և շարունակել նրա կողմից՝ չնայած. Joule հրատարակությունը, «քանի որ վերջինիս փորձերը կարող են հանդիպել որոշ արդարացված առարկությունների, ինչպես արդեն ցույց է տվել մեր գործընկեր պարոն ակադեմիկոս Հեսը» * ։ Լենցը չափում է հոսանքի մեծությունը շոշափող կողմնացույցի օգնությամբ, սարք, որը հորինել է Հելսինգֆորսի պրոֆեսոր Յոհան Ներվանդերը (1805-1848), և իր ուղերձի առաջին մասում ուսումնասիրում է այս սարքը։ 1843 թվականի օգոստոսի 11-ին հաղորդված «Ջերմության արձակումը լարերում» գրքի երկրորդ մասում նա հասնում է իր հայտնի օրենքին.

    "
  1. Լարի տաքացումը գալվանական հոսանքով համաչափ է մետաղալարի դիմադրությանը։
  2. Լարի ջեռուցումը գալվանական հոսանքով համաչափ է «**» ջեռուցման համար օգտագործվող հոսանքի քառակուսիին։

* (E. X. Lenz,Ընտիր երկեր, Էդ. ՀՍՍՀ, 1950, էջ 361։)

** (E. X. Lenz,Ընտիր երկեր, Էդ. ՀՍՍՀ, 1950, էջ 441։)

Ջուլ-Լենց օրենքը կարևոր դեր խաղաց էներգիայի պահպանման օրենքի հաստատման գործում։ Էլեկտրական և մագնիսական երևույթների գիտության ողջ զարգացումը հանգեցրեց բնության ուժերի միասնության գաղափարին, այդ «ուժերի» պահպանման գաղափարին:

Ֆարադեյի հետ գրեթե միաժամանակ ամերիկացի ֆիզիկոսը դիտել է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա: Ջոզեֆ Հենրի(1797-1878): Հենրին պատրաստեց մեծ էլեկտրամագնիս (1828), որը սնուցվում էր ցածր դիմադրողականության գալվանական բջիջով և կրում էր 2000 ֆունտ բեռ: Ֆարադեյը նշում է այս էլեկտրամագնիսը և ցույց տալիս, որ դրա օգնությամբ հնարավոր է բացվելիս ուժեղ կայծ ստանալ։

Հենրին առաջին անգամ (1832 թ.) դիտել է ինքնադրման երևույթը, և նրա առաջնահերթությունը նշվում է «Հենրի» ինքնաինդուկցիայի միավորի անունով։

1842 թվականին Հենրին հիմնել է տատանողական բնույթԼեյդենի բանկա արտահոսք: Բարակ ապակե ասեղը, որով նա ուսումնասիրել է այս երևույթը, մագնիսացվել է տարբեր բևեռականություններով, մինչդեռ արտահոսքի ուղղությունը մնացել է անփոփոխ: «Լիցքաթափումը, անկախ նրանից, թե ինչ բնույթ ունի, - եզրակացնում է Հենրին, - չի ներկայացվում (օգտագործելով Ֆրանկլինի տեսությունը. - Պ.Կ.) որպես անկշիռ հեղուկի մեկ փոխանցում մի թիթեղից մյուսը. հայտնաբերված երևույթը ստիպում է մեզ ընդունել հիմնական արտանետման գոյությունը: մեկ ուղղությամբ, իսկ հետո մի քանի տարօրինակ հետընթաց և առաջ շարժումներ, որոնցից յուրաքանչյուրը ավելի թույլ է, քան վերջինը, շարունակվում են մինչև հավասարակշռության հասնելը:

Ինդուկցիոն երևույթները դառնում են գլխավոր թեման ֆիզիկական հետազոտություն. 1845 թվականին գերմանացի ֆիզիկոս Ֆրանց Նոյման(1798-1895) տվել է մաթեմատիկական արտահայտություն ինդուկցիայի օրենքը, ամփոփելով Ֆարադեյի և Լենցի հետազոտությունները։

Ինդուկցիայի էլեկտրաշարժիչ ուժը Նեյմանն արտահայտել է որպես որոշակի ֆունկցիայի ժամանակային ածանցյալ, որն առաջացնում է հոսանքը և փոխազդող հոսանքների փոխադարձ կոնֆիգուրացիա։ Նոյմանը անվանել է այս ֆունկցիան էլեկտրադինամիկ ներուժ.Նա նաև գտել է փոխադարձ ինդուկցիայի գործակցի արտահայտությունը։ 1847 թվականին իր «Ուժի պահպանման մասին» էսսեում Հելմհոլցը էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի Նեյմանի արտահայտությունը բխում է էներգետիկ նկատառումներից։ Նույն շարադրանքում Հելմհոլցը պնդում է, որ կոնդենսատորի լիցքաթափումը «ոչ թե ... էլեկտրաէներգիայի պարզ շարժում է մեկ ուղղությամբ, այլ ... նրա հոսքը այս կամ այն ​​ուղղությամբ երկու թիթեղների միջև տատանումների տեսքով, որոնք դառնում են: ավելի ու ավելի փոքր ու պակաս, մինչև վերջապես ողջ կենդանի ուժը ոչնչացվի դիմադրությունների գումարով:

1853 թվականին Ուիլյամ Թոմսոն(1824-1907) տվել է մաթեմատիկական տեսությունկոնդենսատորի տատանողական լիցքաթափումը և սահմանեց տատանումների ժամանակաշրջանի կախվածությունը պարամետրերից տատանողական միացում(Թոմսոնի բանաձևը).

1858 թ P. Blaserna(1836-1918) վերցրել է էլեկտրական տատանումների ռեզոնանսային փորձնական կորը՝ ուսումնասիրելով լիցքաթափող սխեմայի գործողությունը, որը պարունակում է կոնդենսատորի բանկա և փակող հաղորդիչներ դեպի կողային միացում՝ ինդուկտիվ հաղորդիչի փոփոխական երկարությամբ։ Նույն 1858 թ Վիլհելմ Ֆեդերսեն(1832-1918) պտտվող հայելու մեջ դիտել է Լեյդենի սափորի կայծային արտանետումը, իսկ 1862 թվականին նա լուսանկարել է կայծի արտանետման պատկերը պտտվող հայելու մեջ։ Այսպիսով, լիակատար պարզությամբ հաստատվեց արտահոսքի տատանողական բնույթը: Միաժամանակ փորձնականորեն փորձարկվել է Թոմսոնի բանաձեւը։ Այսպիսով, քայլ առ քայլ, վարդապետությունը էլեկտրական տատանումներ,փոփոխական հոսանքների էլեկտրատեխնիկայի և ռադիոտեխնիկայի գիտական ​​հիմքը:

2.7. ԷԼԵԿՏՐԱՄԱԳՆԻՍԱԿԱՆ Ինդուկցիայի ՖԵՆՈՄԵՆԻ ԲԱՑԱՀԱՅՏՈՒՄ.

Ժամանակակից էլեկտրատեխնիկայի մեջ մեծ ներդրում է ունեցել անգլիացի գիտնական Մայքլ Ֆարադեյը, ում աշխատանքներն, իր հերթին, պատրաստվել են էլեկտրական և էլեկտրատեխնիկայի ուսումնասիրության վերաբերյալ նախորդ աշխատություններով։ մագնիսական երևույթներ.

Խորհրդանշական բան կա նրանում, որ Մ.Ֆարադեյի ծննդյան տարում (1791) լույս է տեսել Լուիջի Գալվանիի տրակտատը՝ նոր ֆիզիկական ֆենոմենի՝ էլեկտրական հոսանքի առաջին նկարագրությամբ, իսկ նրա մահվան տարում (1867 թ.) Ա. «Դինամոն» հայտնագործվեց՝ ինքնահուզված գեներատոր ուղղակի հոսանք, այսինքն. հուսալի, տնտեսական և հեշտ օգտագործման աղբյուր էլեկտրական էներգիա. Մեծ գիտնականի կյանքն ու իր մեթոդներով, բովանդակությամբ ու նշանակությամբ եզակի գործունեությունը ոչ միայն նոր էջ բացեցին ֆիզիկայում, այլև որոշիչ դեր խաղացին տեխնոլոգիայի նոր ճյուղերի՝ էլեկտրատեխնիկայի և ռադիոտեխնիկայի ծնունդում։

Ավելի քան հարյուր տարի երիտասարդ ուսանողների բազմաթիվ սերունդներ ֆիզիկայի դասերին և բազմաթիվ գրքերից սովորել են ամենահայտնի գիտնականներից մեկի՝ 68 գիտական ​​ընկերությունների և ակադեմիաների անդամի ուշագրավ կյանքի պատմությունը: Սովորաբար Մ.Ֆարադեյի անունը ասոցացվում է ամենակարևոր և հետևաբար ամենահայտնի հայտնագործության՝ էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթի հետ, որն արվել է նրա կողմից 1831 թվականին: Բայց դրանից մեկ տարի առաջ՝ 1830 թվականին, Մ. Ֆարադեյն ընտրվել է պատվավոր անդամ: Պետերբուրգի գիտությունների ակադեմիայի քիմիայի և էլեկտրամագնիսականության բնագավառում հետազոտություններ կատարելը, սակայն 1824 թվականին ընտրվել է Լոնդոնի թագավորական ընկերության (Բրիտանական գիտությունների ակադեմիա) անդամ: Սկսած 1816 թվականից, երբ առաջինը գիտական ​​աշխատանքՄ. Ֆարադեյը, որը նվիրված էր Տոսկանյան կրաքարի քիմիական վերլուծությանը, և մինչև 1831 թվականը, երբ սկսեց հրատարակվել «Փորձարարական հետազոտություններ էլեկտրաէներգիայի մասին» հայտնի գիտական ​​օրագիրը, Մ. Ֆարադեյը հրապարակեց ավելի քան 60 գիտական ​​հոդված:

Մեծ աշխատասիրությունը, գիտելիքի ծարավը, բնածին խելամտությունը և դիտողականությունը թույլ տվեցին Մ.Ֆարադեյին հասնել ակնառու արդյունքների բոլոր այդ ոլորտներում: գիտական ​​հետազոտությունդիմել է գիտնականը. Ճանաչված «փորձարարների արքան» սիրում էր կրկնել. «Փորձարկողի արվեստն այն է, որ կարողանա բնությանը հարցեր տալ և հասկանալ դրա պատասխանները»։

Մ.Ֆարադեյի յուրաքանչյուր ուսումնասիրություն առանձնանում էր այնպիսի մանրակրկիտությամբ և այնքան համահունչ էր նախորդ արդյունքներին, որ նրա ստեղծագործությունների քննադատները գրեթե չկային նրա ժամանակակիցների շրջանում:

Եթե ​​հաշվից բացառենք Մ.Ֆարադեյի քիմիական հետազոտությունները, որոնք նույնպես դարաշրջան էին իրենց ոլորտում (բավական է հիշել հեղուկացնող գազերի փորձերը, բենզոլի, բուտիլենի հայտնաբերումը), ապա նրա բոլոր մյուս աշխատանքները, առաջին հայացքից երբեմն. ցրված, ինչպես նկարչի կտավի վրա հարվածները, միասին վերցրած, կազմում են երկու խնդիրների համապարփակ ուսումնասիրության զարմանալի պատկեր՝ փոխադարձ փոխարկումներ։ տարբեր ձևերշրջակա միջավայրի էներգիան և ֆիզիկական բովանդակությունը.

Բրինձ. 2.11. «Էլեկտրամագնիսական պտույտների» սխեման (ըստ Ֆարադեի գծագրի)

1, 2 - թասեր սնդիկով; 3 - շարժական մագնիս; 4 - ստացիոնար մագնիս; հինգ, 6 - լարերը, որոնք գնում են գալվանական բջիջների մարտկոց; 7 - պղնձե ձող; 8 - ֆիքսված դիրիժոր; 9 - շարժական հաղորդիչ

Մ.Ֆարադեյի աշխատանքը էլեկտրաէներգիայի ոլորտում սկիզբ է առել այսպես կոչված էլեկտրամագնիսական պտույտների ուսումնասիրությամբ։ 1820 թվականին Օերսթեդի, Արագոյի, Ամպերի, Բիոտի, Սավարտի մի շարք փորձերից հայտնի դարձավ ոչ միայն էլեկտրամագնիսականության, այլև հոսանքի և մագնիսի փոխազդեցության յուրահատկության մասին. այստեղ, ինչպես արդեն նշվեց, կենտրոնական ուժեր. Դասական մեխանիկայի համար ծանոթ չէ գործել, և ուժերը տարբեր են՝ ձգտելով ստեղծել հաղորդիչին ուղղահայաց մագնիսական ասեղ: Մ. Ֆարադեյը հարց տվեց. արդյո՞ք մագնիսը ձգտում է շարունակական շարժման հաղորդիչի շուրջ արտահոսքի միջոցով: Փորձը հաստատեց վարկածը. 1821 թվականին Մ. Ֆարադեյը տվեց ֆիզիկական սարքի նկարագրությունը, որը սխեմատիկորեն ցույց է տրված նկ. 2.11. Սնդիկով ձախ անոթում ներքևում կախված է եղել մշտական ​​մագնիս: Երբ հոսանքը միացված է վերին մասպտտվում է ֆիքսված հաղորդիչի շուրջ: Աջ անոթում մագնիսական ձողը անշարժ էր, և հոսանք կրող հաղորդիչը, ազատորեն կախված փակագծի վրա, սահում էր սնդիկի վրայով՝ պտտվելով մագնիսի բևեռի շուրջը։ Քանի որ այս փորձի ժամանակ առաջին անգամ հայտնվում է անընդմեջ շարժում ունեցող մագնիսական էլեկտրական սարք, միանգամայն օրինական է այս սարքով սկսել էլեկտրական մեքենաների պատմությունն ընդհանրապես, իսկ էլեկտրական շարժիչը մասնավորապես: Ուշադրություն դարձնենք նաև սնդիկի շփմանը, որը հետագայում կիրառություն գտավ էլեկտրամեխանիկայի մեջ։

Հենց այս պահից էլ, ըստ երևույթին, Մ.Ֆարադեյը սկսեց պատկերացումներ ձևավորել համընդհանուր «ուժերի փոխակերպելիության» մասին։ Էլեկտրամագնիսության օգնությամբ ձեռք բերելով շարունակական մեխանիկական շարժում, նա իր առջեւ խնդիր է դնում հակադարձել երեւույթը կամ, Մ.Ֆարադեյի տերմինաբանությամբ, մագնիսականությունը վերածել էլեկտրականության։

Միայն բացարձակ համոզմունքը «փոխարինելիության» վարկածի վավերականության մեջ կարող է բացատրել նպատակասլացությունն ու հաստատակամությունը, հազարավոր փորձերը և 10 տարվա քրտնաջան աշխատանքը, որը ծախսվել է ձևակերպված խնդրի լուծման վրա: 1831 թվականի օգոստոսին որոշիչ փորձ կատարվեց, իսկ նոյեմբերի 24-ին Թագավորական ընկերությունում տեղի ունեցած հանդիպման ժամանակ ներկայացվեց էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի ֆենոմենի էությունը։

Բրինձ. 2.12. Արագոյի փորձի նկարազարդում («պտտման մագնիսականություն»)

1 - հաղորդիչ ոչ մագնիսական սկավառակ; 2 - սկավառակի առանցքը ամրացնելու համար ապակե հիմք

Որպես գիտնականի մտքի ընթացքը և էլեկտրամագնիսական դաշտի մասին նրա պատկերացումների ձևավորումը բնութագրող օրինակ՝ դիտարկենք Մ. Ֆարադեյի կողմից մի երևույթի ուսումնասիրությունը, որն այն ժամանակ կոչվում էր «պտտվող մագնիսականություն»։ Մ.Ֆարադեյի աշխատանքից շատ տարիներ առաջ նավիգատորները նկատել են կողմնացույցի պղնձե մարմնի արգելակող ազդեցությունը մագնիսական ասեղի տատանումների վրա։ 1824 թվականին Դ.Ֆ. Արագոն (տես § 2.5) նկարագրել է «պտտվող մագնիսականության» ֆենոմենը, որը ոչ նա, ոչ էլ մյուս ֆիզիկոսները չեն կարողացել բավարար կերպով բացատրել։ Երևույթի էությունը հետևյալն էր (նկ. 2.12). Պայտաձև մագնիսը կարող էր պտտվել ուղղահայաց առանցքի շուրջ, իսկ բևեռների վերևում ալյումինե կամ պղնձե սկավառակ էր, որը կարող էր պտտվել նաև առանցքի վրա, որի պտտման ուղղությունը համընկնում էր մագնիսի առանցքի պտտման ուղղության հետ: Հանգստի ժամանակ սկավառակի և մագնիսի միջև փոխազդեցություն չի նկատվել: Բայց հենց որ մագնիսը սկսեց պտտվել, սկավառակը շտապեց նրա հետևից և հակառակը։ Օդային հոսանքների միջոցով սկավառակի ներթափանցման հնարավորությունը բացառելու համար մագնիսն ու սկավառակը բաժանվել են ապակիով։

Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի հայտնաբերումն օգնեց Մ.Ֆարադեյին բացատրել Դ.Ֆ. Արագոն, և արդեն ուսումնասիրության հենց սկզբում գրեք. «Ես հույս ունեի պարոն Արագոյի փորձից էլեկտրաէներգիայի նոր աղբյուր ստեղծել»:

Մ.Ֆարադեյի հետ գրեթե միաժամանակ ականավոր ամերիկացի ֆիզիկոս Ջոզեֆ Հենրին (1797–1878) դիտել է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա։ Դժվար չէ պատկերացնել գիտնականի՝ Ամերիկայի Գիտությունների ազգային ակադեմիայի ապագա նախագահի զգացմունքները, երբ նա պատրաստվում էր հրապարակել իր դիտարկումները և իմացել Մ.Ֆարադեյի հրապարակման մասին։ Մեկ տարի անց Դ. Հենրին հայտնաբերեց ինքնաինդուկցիայի և լրացուցիչ հոսանքների ֆենոմենը, ինչպես նաև հաստատեց շղթայի ինդուկտիվության կախվածությունը նյութի հատկություններից և կծիկի միջուկների կազմաձևումից: 1838 թվականին Դ.Հենրին ուսումնասիրել է «բարձրագույն կարգի հոսանքները», այսինքն. հոսանքներ, որոնք առաջացել են այլ ինդուկտիվ հոսանքներով: 1842 թվականին այս ուսումնասիրությունների շարունակությունը Դ. Հենրիին հանգեցրեց կոնդենսատորի լիցքաթափման տատանողական բնույթի բացահայտմանը (հետագայում՝ 1847 թվականին, այս հայտնագործությունը կրկնեց գերմանացի նշանավոր ֆիզիկոս Հերման Հելմհոլցը) (1821–1894)։

Անդրադառնանք Մ.Ֆարադայի հիմնական փորձերին։ Փորձերի առաջին շարքն ավարտվեց «վոլտա-էլեկտրական» (Մ. Ֆարադեյի տերմինաբանությամբ) ինդուկցիայի ֆենոմենը ցուցադրող փորձով (նկ. 2.13, բայց- Գ): Երկրորդական միացումում հոսանքի առաջացումը հայտնաբերելով 2 առաջնայինը փակելիս կամ բացելիս 1 կամ առաջնային և երկրորդային շղթաների փոխադարձ շարժման ժամանակ (նկ. 2.13, մեջ),Մ. Ֆարադեյը փորձարկեց պարզաբանելու ինդուկտիվ հոսանքի հատկությունները. պարույրի ներսում բ,Երկրորդական շղթայում ներառված, տեղադրվեց պողպատե ասեղ 7 (նկ. 2.13, բ)որը մագնիսացվել է ինդուկտիվ հոսանքի միջոցով։ Արդյունքը ցույց տվեց, որ ինդուկտիվ հոսանքը նման է հոսանքին, որը ստացվում է անմիջապես գալվանական մարտկոցից: 3.

Բրինձ. 2.13. Հիմնական փորձերի սխեմաներ, որոնք հանգեցրին էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի հայտնաբերմանը

Փայտե կամ ստվարաթղթե թմբուկի փոխարինում 4, որի վրա փաթաթվել են առաջնային և երկրորդային ոլորունները՝ պողպատե օղակով (նկ. 2.13, դ), Մ. Ֆարադեյը հայտնաբերել է գալվանոմետրի ասեղի ավելի ինտենսիվ շեղում։ 5. Այս փորձը ցույց տվեց միջավայրի էական դերը էլեկտրամագնիսական գործընթացներում: Այստեղ Մ.Ֆարադեյն առաջին անգամ օգտագործում է սարք, որը կարելի է անվանել տրանսֆորմատորի նախատիպ։

Փորձերի երկրորդ շարքը ցույց է տվել էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթը, որն առաջացել է առաջնային միացումում լարման աղբյուրի բացակայության դեպքում։ Ելնելով այն հանգամանքից, որ հոսանքով հոսող կծիկը նույնական է մագնիսին, Մ. Ֆարադեյը լարման աղբյուրը փոխարինեց երկու մշտական ​​մագնիսներով (նկ. 2.13, ե)և դիտել է հոսանքը երկրորդական ոլորման մեջ մագնիսական շղթայի փակման և բացման ժամանակ: Նա այս երեւույթն անվանել է «մագնիտոէլեկտրական ինդուկցիա»; Ավելի ուշ նա նշել է, որ «վոլտա-էլեկտրական» և «մագնիտոէլեկտրական» ինդուկցիայի միջև սկզբունքային տարբերություն չկա։ Հետագայում այս երկու երևույթներն էլ միավորվեցին «էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա» տերմինով։ Վերջնական փորձերում (նկ. 2.13, ե, է)ինդուկտիվ հոսանքի տեսքը դրսևորվել է, երբ էլեկտրամագնիսում մշտական ​​մագնիս կամ հոսանք կրող կծիկ շարժվում է էլեկտրամագնիսական սարքի ներսում: Հենց այս փորձն էր, որ մյուսներից ավելի պարզ ցույց տվեց «մագնիսականությունը էլեկտրականության» կամ, ավելի ճիշտ, մեխանիկական էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածելու հնարավորությունը։

Նոր գաղափարների հիման վրա Մ.Ֆարադեյը տվել է սկավառակի հետ փորձի ֆիզիկական կողմի բացատրությունը Դ.Ֆ. Արագոն։ Համառոտ նրա պատճառաբանությունը կարելի է ամփոփել այսպես. Ալյումինե (կամ ցանկացած այլ հաղորդիչ, բայց ոչ մագնիսական) սկավառակը կարելի է համարել որպես անվերջ անիվ մեծ թվովճառագայթներ - ճառագայթային հաղորդիչներ: Մագնիսի և սկավառակի հարաբերական շարժումով այս հաղորդիչ ճառագայթները «կտրում են մագնիսական կորերը» (Ֆարադեյի տերմինաբանություն), և հաղորդիչների մեջ առաջանում է ինդուկտիվ հոսանք։ Հոսանքի փոխազդեցությունը մագնիսի հետ արդեն հայտնի էր։ Մ.Ֆարադեյի մեկնաբանության մեջ ուշադրություն է գրավում տերմինաբանությունը և երեւույթի բացատրության մեթոդը։ Ինդուկտիվ հոսանքի ուղղությունը որոշելու համար նա ներկայացնում է դանակի կանոնը, որը կտրում է ուժի գծերը։ Սա դեռ Է.Հ.-ի օրենքը չէ. Լենցը, որը բնութագրվում է երևույթի բնութագրերի ունիվերսալությամբ, բայց ամեն անգամ միայն փորձում է մանրամասն նկարագրություններսահմանեք՝ հոսանքը բռնակից կհոսի դեպի սայրի ծայրը, թե հակառակը: Բայց այստեղ կարևոր է հիմնարար պատկերը՝ Մ.Ֆարադեյը, ի տարբերություն հեռահար գործողության տեսության կողմնակիցների, այն տարածությունը, որտեղ գործում են տարբեր ուժեր, լրացնում է նյութական միջավայրը՝ եթերը՝ զարգացնելով Լ.Էյլերի եթերային տեսությունը։ , որն իր հերթին կրում է Մ.Վ.-ի գաղափարների ազդեցությունը Լոմոնոսովը.

Մ.Ֆարադեյը ֆիզիկական իրականությունը փոխանցեց մագնիսականին, այնուհետև դիէլեկտրիկների և ուժային գծերի ուսումնասիրության ժամանակ նրանց օժտեց առաձգականության հատկությամբ և գտավ շատ հավանական բացատրություններ ամենատարբերի համար: էլեկտրամագնիսական երևույթներ, օգտագործելով այս առաձգական գծերի գաղափարը, որը նման է ռետինե թելերին:

Ավելի քան մեկուկես դար է անցել, և մենք դեռ չենք գտել ավելին տեսողական ճանապարհև ինդուկցիայի և էլեկտրամեխանիկական գործողությունների հետ կապված երևույթների բացատրության սխեմաներ, քան Ֆարադեյի գծերի հայտնի հայեցակարգը, որը մինչ օրս մեզ նյութապես ընկալելի է թվում:

From D.F. Արագո Մ. Ֆարադայը իսկապես էլեկտրաէներգիայի նոր աղբյուր է ստեղծել: Ստիպելով ալյումինե կամ պղնձե սկավառակը պտտվել մագնիսի բևեռների միջև՝ Մ. Ֆարադեյը խոզանակներ տեղադրեց սկավառակի առանցքի և դրա ծայրամասի վրա։

Այսպիսով, նախագծվել է էլեկտրական մեքենա, որը հետագայում ստացել է միաբևեռ գեներատորի անվանումը։

Մ.Ֆարադեյի ստեղծագործությունները վերլուծելիս հստակ դրսևորվում է ընդհանուր գաղափարը, որը զարգացրել է մեծ գիտնականն իր ստեղծագործական կյանքի ընթացքում։ Կարդալով Մ.Ֆարադեյը, դժվար է ազատվել այն տպավորությունից, որ նա զբաղվել է էներգիայի տարբեր ձևերի փոխակերպումների միայն մեկ խնդրի հետ, և նրա բոլոր հայտնագործությունները պատահաբար են արվել և ծառայել են միայն հիմնական գաղափարը լուսաբանելու համար։ Նա ուսումնասիրում է տարբեր տեսակներէլեկտրականություն (կենդանական, գալվանական, մագնիսական, ջերմաէլեկտրականություն) և, ապացուցելով դրանց որակական նույնականությունը, բացահայտում է էլեկտրոլիզի օրենքը։ Միևնույն ժամանակ, էլեկտրոլիզը, ինչպես մասնատված գորտի մկանների դողալը, ի սկզբանե ծառայել է միայն որպես ապացույց, որ բոլոր տեսակի էլեկտրականությունն արտահայտվում է նույն գործողություններով:

Ստատիկ էլեկտրականության և էլեկտրաստատիկ ինդուկցիայի երևույթի ուսումնասիրությունները Մ.Ֆարադեյին հանգեցրել են դիէլեկտրիկների մասին պատկերացումների ձևավորմանը, երկարաժամկետ գործողության տեսության վերջնական ընդմիջմանը, գազերի արտանետման ուշագրավ ուսումնասիրություններին (Ֆարադեի մութ տարածության հայտնաբերումը ): Ուժերի փոխազդեցության և փոխակերպման հետագա ուսումնասիրությունը նրան հանգեցրեց լույսի բևեռացման հարթության մագնիսական պտույտի բացահայտմանը, դիամագնիսականության և պարամագնիսականության բացահայտմանը։ Փոխադարձ փոխակերպումների համընդհանուրության համոզմունքը ստիպեց Մ. Ֆարադեյին նույնիսկ դիմել մի կողմից մագնիսականության և էլեկտրականության, մյուս կողմից՝ գրավիտացիայի փոխհարաբերությունների ուսումնասիրությանը: Ճիշտ է, Ֆարադեյի սրամիտ փորձերը դրական արդյունք չտվեցին, բայց դա չսասանեց նրա վստահությունը այս երեւույթների միջեւ կապի առկայության հարցում։

Մ.Ֆարադեյի կենսագիրները սիրում են ընդգծել այն փաստը, որ Մ.Ֆարադեյը խուսափում էր մաթեմատիկայից, որ նրա «Էլեկտրականության փորձարարական հետազոտություն» աշխատության հարյուրավոր էջերի վրա չկա մեկ մաթեմատիկական բանաձև։ Այս առումով տեղին է մեջբերել Մ.Ֆարադեյի հայրենակից, մեծ ֆիզիկոս Ջեյմս Քլարկ Մաքսվելի (1831–1879) հայտարարությունը. մաթեմատիկական նշաններ. Ես նաև գտա, որ այս մեթոդը կարելի է արտահայտել սովորական մաթեմատիկական ձևով և այդպիսով համեմատել պրոֆեսիոնալ մաթեմատիկոսների մեթոդների հետ:

Ֆարադեյի մտածողության «մաթեմատիկան» կարելի է ցույց տալ նրա էլեկտրոլիզի օրենքներով կամ, օրինակ, էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի ձևակերպմամբ. շարժման մեջ դրված էլեկտրաէներգիայի քանակն ուղիղ համեմատական ​​է հատվածների թվին։ ուժային գծեր. Բավական է պատկերացնել վերջին ձևակերպումը մաթեմատիկական սիմվոլների տեսքով, և մենք անմիջապես ստանում ենք մի բանաձև, որից շատ արագ հետևում է հայտնի դ?/dt, որտեղի՞ց։ - մագնիսական հոսքի կապ:

Դ.Կ. Մաքսվելը, ով ծնվել է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթի հայտնաբերման տարում, շատ համեստ է գնահատել գիտությանը մատուցած իր ծառայությունները՝ ընդգծելով, որ նա միայն մշակել և մաթեմատիկական ձևով հագեցրել է Մ.Ֆարադեյի գաղափարները։ Մաքսվելի էլեկտրամագնիսական դաշտի տեսությունը գնահատվել է գիտնականների կողմից վերջ XIXև 20-րդ դարի սկիզբը, երբ ռադիոտեխնիկան սկսեց զարգանալ Ֆարադեյի՝ Մաքսվելի գաղափարների հիման վրա։

Մ. Ֆարադեյի հեռատեսությունը, ամենաբարդ ֆիզիկական երևույթների խորքերը ներթափանցելու նրա կարողությունը բնութագրելու համար այստեղ կարևոր է հիշել, որ դեռևս 1832 թվականին փայլուն գիտնականը համարձակվեց ենթադրել, որ էլեկտրամագնիսական գործընթացները ալիքային և մագնիսական են: տատանումները և էլեկտրական ինդուկցիան տարածվում են վերջավոր արագությամբ։

1938 թվականի վերջին Լոնդոնի թագավորական ընկերության արխիվում գտնվեց Մ. Ֆարադեյի կնքված նամակը, թվագրված 1832 թվականի մարտի 12-ով, որը անհայտության մեջ էր ավելի քան 100 տարի և պարունակում էր հետևյալ տողերը.

«Որոշ հետազոտությունների արդյունքներ ... ինձ հանգեցրին այն եզրակացության, որ մագնիսական էֆեկտի տարածման համար ժամանակ է պահանջվում, այսինքն. երբ մի մագնիսը գործում է մեկ այլ հեռավոր մագնիսի կամ երկաթի կտորի վրա, ազդող պատճառը (որը ես ինձ թույլ կտամ անվանել մագնիսականություն) աստիճանաբար տարածվում է մագնիսական մարմիններից և պահանջում է որոշակի ժամանակ դրա տարածման համար, ինչը, ակնհայտորեն, շատ կստացվի։ աննշան.

Ես նաև հավատում եմ, որ էլեկտրական ինդուկցիան տարածվում է ճիշտ նույն ձևով: Ես կարծում եմ, որ մագնիսական ուժերի տարածումը մագնիսական բևեռից նման է գրգռված ջրի մակերևույթի տատանումներին կամ օդի մասնիկների ձայնային թրթիռներին, այսինքն. Ես մտադիր եմ կիրառել թրթռումների տեսությունը մագնիսական երևույթների նկատմամբ, ինչպես դա արվում է ձայնի համար, և դա լուսային երևույթների ամենահավանական բացատրությունն է։

Համեմատությամբ հնարավոր եմ համարում տատանումների տեսությունը կիրառել էլեկտրական ինդուկցիայի տարածման համար։ Ես ուզում եմ փորձնականորեն փորձարկել այս տեսակետները, բայց քանի որ իմ ժամանակը զբաղված է ծառայողական պարտականությունների կատարմամբ, ինչը կարող է առաջացնել փորձերի երկարաձգում... Ես ուզում եմ, այս նամակը պահպանության համար Թագավորական ընկերությանը փոխանցելով, ապահովել հայտնագործությունը։ ինքս ինձ համար որոշակի ամսաթվով ... »:

Քանի որ Մ.Ֆարադեյի այս գաղափարները մնացին անհայտ, պատճառ չկա հրաժարվելու նրա մեծ հայրենակից Դ.Կ. Մաքսվելը նույն այդ գաղափարների բացահայտման մեջ, որոնց նա տվել է խիստ ֆիզիկական և մաթեմատիկական ձև և հիմնարար նշանակություն։

Amazing Mechanics գրքից հեղինակ Գուլյա Նուրբեյ Վլադիմիրովիչ

Հնագույն բրուտի հայտնաբերումը Միջագետքի ամենահոյակապ քաղաքներից մեկը հին Ուրն է: Այն հսկայական է և բազմակողմանի։ Դա գրեթե մի ամբողջ պետություն է: Այգիներ, պալատներ, արհեստանոցներ, բարդ հիդրոտեխնիկական կառույցներ, կրոնական շինություններ Փոքրիկ խեցեղենի արհեստանոցում, արտաքին տեսքով

Էլեկտրական կայանքների տեղադրման կանոններ հարցերով և պատասխաններով գրքից [Գիտելիքի թեստին ուսումնասիրելու և պատրաստվելու ուղեցույց] հեղինակ Կրասնիկ Վալենտին Վիկտորովիչ

Կապի և հեռամեխանիկական սարքերի էլեկտրամագնիսական համատեղելիության ապահովում Հարց. Ինչպե՞ս են պատրաստվում կապի և հեռամեխանիկական սարքերը Պատասխան. Կատարվում են աղմուկի նկատմամբ իմունային մակարդակով, որը բավարար է ապահովելու դրանց հուսալի աշխատանքը ինչպես նորմալ, այնպես էլ արտակարգ իրավիճակներում

Գաղտնի մեքենաներ գրքից Խորհրդային բանակ հեղինակ Կոչնև Եվգենի Դմիտրիևիչ

Ընտանեկան «Բացում» (KrAZ-6315/6316) (1982 - 1991) 1976 թվականի փետրվարին հրապարակվեց Նախարարների խորհրդի և ԽՄԿԿ Կենտրոնական կոմիտեի գաղտնի հրամանագիրը հիմնարար ընտանիքների սովետական ​​հիմնական ավտոմոբիլային գործարաններում զարգացման մասին. նոր ծանր բանակային մեքենաներ և ճանապարհային գնացքներ՝ պատրաստված ըստ պահանջների

Նռնակի խշշոց գրքից հեղինակ Պրիշչեպենկո Ալեքսանդր Բորիսովիչ

5.19. Ինչու՞ եք սիրում մշտական ​​մագնիսներ: Տնական սարքչափել դաշտի ինդուկցիան: Մեկ այլ սարք, որը տանում է ոլորուն հաշվարկների ցավը

Նոր էներգիայի աղբյուրներ գրքից հեղինակ Ֆրոլով Ալեքսանդր Վլադիմիրովիչ

Գլուխ 17 Մազանոթային երևույթներ Շրջակա միջավայրի ջերմային էներգիան փոխակերպող սարքերի առանձին դաս են կազմում բազմաթիվ մազանոթ մեքենաները, որոնք աշխատանք են կատարում առանց վառելիքի սպառման: Տեխնոլոգիայի պատմության մեջ նման նախագծերը շատ են։ Դժվարությունն այն է, որ նույնն է

Մետաղական դարաշրջան գրքից հեղինակ Նիկոլաև Գրիգորի Իլյիչ

Գլուխ 1. ՔԱՀԱՆԻ ՀՈԲԲԻԻ ՏԱՐՐԻ ԲԱՑԱՀԱՅՏՈՒՄԸ Հնության յոթ մետաղներ, ինչպես նաև ծծումբ և ածխածին. սրանք այն բոլոր տարրերն են, որոնց մարդկությունը ծանոթացել է իր գոյության բազմաթիվ հազարամյակների ընթացքում մինչև մ.թ. 13-րդ դարը: Ութ դար առաջ սկսվեց ալքիմիայի շրջանը։ Նա

Էլեկտրատեխնիկայի պատմություն գրքից հեղինակ Հեղինակների թիմ

1.3. ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ ԷՆԵՐԳԻԱՅԻ ՆՈՐ ՀԱՏԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԻ ԲԱՑԱՀԱՅՏՈՒՄԸ Առաջիններից մեկը, ով ծանոթանալով Վ. Հիլբերտի գրքին, որոշեց էլեկտրական ուժերի ավելի ուժեղ դրսևորումներ ստանալ, օդային պոմպի և կիսագնդերի հետ ունեցած փորձի հայտնի գյուտարարն էր, Մագդեբուրգի բուրգոմիստ Օտտոն։ ֆոն Գերիկե

Պատմություն գրքից ակնառու բացահայտումներև գյուտեր (էլեկտրատեխնիկա, էլեկտրաէներգետիկ արդյունաբերություն, ռադիոէլեկտրոնիկա) հեղինակ Շնեյբերգ Յան Աբրամովիչ

2.4. ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ ՇԱՐՔԻ ՀԱՅՏՆԱԲԵՐՈՒՄԸ ԵՎ ՆՐԱ ԳՈՐԾՆԱԿԱՆ ՕԳՏԱԳՈՐԾՈՒՄԸ Վ.Վ. Պետրովան ներկայացնում է 1802 թվականին իր ստեղծած բարձր էներգիայի աղբյուրի բևեռներին միացված երկու ածխածնային էլեկտրոդների միջև էլեկտրական աղեղի ֆենոմենի բացահայտումը։

Հեղինակի գրքից

2.6. ՋԵՐՄՈԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆՈՒԹՅԱՆ ՖԵՆՈՄԵՆԻ ԲԱՑԱՀԱՅՏՈՒՄԸ ԵՎ ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ ՇՐՋԱՆԻ ՕՐԵՆՔՆԵՐԻ ՀԱՍՏԱՏՈՒՄԸ Էլեկտրականության և մագնիսականության երևույթների հետագա ուսումնասիրությունը հանգեցրեց նոր փաստերի բացահայտմանը։

Հեղինակի գրքից

3.5. ՊՏՈՏԱՅԻՆ ՄԱԳՆԻՍԱԿԱՆ ԴԱՇՏԻ ԲԱՑԱՀԱՅՏՈՒՄ ԵՎ ԱՍԻՆԽՐՈՆ ԷԼԵԿՏՐԱՇԱՐԺԱՐԱՐՆԵՐԻ ՍՏԵՂԾՈՒՄ.

Հեղինակի գրքից

ԳԼՈՒԽ 5 Էլեկտրամագնիսականության հայտնաբերումը և տարբեր էլեկտրական մեքենաների ստեղծումը, որոնք նշանավորեցին էլեկտրիֆիկացման սկիզբը Մագնիսական ասեղի վրա «էլեկտրական կոնֆլիկտի» ազդեցության բացահայտումը լատիներենփոքր գրքույկ

Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա- փակ շղթայում էլեկտրական հոսանքի առաջացման երևույթը դրա միջով անցնող մագնիսական հոսքի փոփոխությամբ. Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիան հայտնաբերել է Մայքլ-Ֆարադեյը 1831 թվականի օգոստոսի 29-ին։ Նա հայտնաբերեց, որ էլեկտրաշարժիչ ուժը (EMF), որը տեղի է ունենում փակ հաղորդիչ միացումում, համաչափ է մագնիսական հոսքի փոփոխության արագությանը, որը սահմանափակվում է այս շղթայով սահմանափակված մակերեսով: Էլեկտրաշարժիչ ուժի մեծությունը կախված չէ այն բանից, թե ինչն է առաջացնում հոսքի փոփոխություն՝ բուն մագնիսական դաշտի փոփոխություն կամ մագնիսական դաշտում շղթայի (կամ դրա մի մասի) շարժումը: Այս EMF-ով առաջացած էլեկտրական հոսանքը կոչվում է ինդուկցիոն հոսանք:

Հանրագիտարան YouTube

  • 1 / 5

    Ֆարադեյի էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի համաձայն (SI-ում).

    E = − d Φ B d t (\ցուցադրման ոճ (\mathcal (E))=-((d\Phi _(B)) \ավելի քան dt))- էլեկտրաշարժիչ ուժ, որը գործում է կամայականորեն ընտրված եզրագծի երկայնքով, = ∬ S B → ⋅ d S → , (\displaystyle =\iint \սահմանները _(S)(\vec (B))\cdot d(\vec (S)))- մագնիսական հոսք այս եզրագծով սահմանափակված մակերեսով:

    Բանաձևում մինուս նշանն արտացոլում է Լենցի կանոն, ռուս ֆիզիկոս Է.Խ.Լենցի անունով.

    Ինդուկտիվ հոսանքը, որը տեղի է ունենում փակ հաղորդիչ միացումում, ունի այնպիսի ուղղություն, որ նրա ստեղծած մագնիսական դաշտը հակադարձում է մագնիսական հոսքի փոփոխությանը, որն առաջացրել է այս հոսանքը:

    Փոփոխական մագնիսական դաշտում կծիկի համար Ֆարադայի օրենքը կարող է գրվել հետևյալ կերպ.

    E = − N d Φ B dt = − d Ψ dt (\displaystyle (\mathcal (E))=-N((d\Phi _(B)) \over dt)=-((d\Psi ) \over դտ)) E (\displaystyle (\mathcal (E)))- էլեկտրաշարժիչ ուժ, N (\displaystyle N)- շրջադարձերի քանակը, Φ B (\displaystyle \Phi _(B))- մագնիսական հոսք մեկ պտույտով, Ψ (\displaystyle \psi)- Կծիկի հոսքի միացում:

    վեկտորի ձևը

    Դիֆերենցիալ ձևով Ֆարադեյի օրենքը կարող է գրվել հետևյալ կերպ.

    rot E → = − ∂ B → ∂ t (\displaystyle \operatorname (rot) \,(\vec (E))=-(\partial (\vec (B)) \over \partial t))(SI համակարգում) rot E → = − 1 c ∂ B → ∂ t (\displaystyle \operatorname (rot) \,(\vec (E))=-(1 \over c)(\partial (\vec (B)) \over \ մասնակի տ))(GHS համակարգում):

    Ինտեգրալ ձևով (համարժեք).

    ∮ ∂ S ⁡ E → ⋅ dl → = − ∂ ∂ t ∫ SB → ⋅ ds → (\displaystyle \oint _(\partial S)(\vec (E))\cdot (\vec (dl))=-( \մասնակի \ավելի \մասնակի t)\int _(S)(\vec (B))\cdot (\vec (ds)))(SI) ∮ ∂ S ⁡ E → ⋅ dl → = − 1 c ∂ ∂ t ∫ SB → ⋅ ds → (\displaystyle \oint _(\partial S)(\vec (E)\cdot (\vec (dl))= -(1 \ավելի քան c)(\մասնակի \ավելի \\մասնակի t)\int _(S)(\vec (B))\cdot (\vec (ds)))(GHS)

    Այստեղ E → (\displaystyle (\vec (E)))- ինտենսիվության էլեկտրական դաշտ, B → (\displaystyle (\vec (B)))- մագնիսական ինդուկցիա, S (\displaystyle S\)- կամայական մակերես, - դրա սահմանը: Ինտեգրման ուրվագիծ ∂ S (\displaystyle \մասնակի S)ենթադրվում է ֆիքսված (անշարժ):

    Հարկ է նշել, որ Ֆարադեյի օրենքը այս ձևով, ակնհայտորեն, նկարագրում է EMF-ի միայն այն մասը, որը տեղի է ունենում, երբ շղթայի միջով մագնիսական հոսքը փոխվում է ժամանակի ընթացքում դաշտի փոփոխության պատճառով, առանց շղթայի սահմանները փոխելու (տեղափոխելու): (վերջինս հաշվի առնելու համար տե՛ս ստորև):

    Եթե, ասենք, մագնիսական դաշտը հաստատուն է, և մագնիսական հոսքը փոխվում է ուրվագծային սահմանների շարժման պատճառով (օրինակ՝ դրա տարածքի մեծացմամբ), ապա առաջացող EMF-ն առաջանում է այն ուժերի կողմից, որոնք պահում են լիցքերը շղթայի վրա։ (հաղորդիչում) և Լորենցի ուժը, որն առաջանում է մագնիսական դաշտի անմիջական ազդեցությամբ շարժվող (ուրվագծով) լիցքերի վրա։ Միաժամանակ հավասարություն E = − d Φ / d t (\ցուցադրման ոճ (\mathcal (E))=-((d\Phi)/dt))շարունակում է դիտարկվել, բայց ձախ կողմում գտնվող EMF-ն այլևս չի կրճատվում ∮ ⁡ E → ⋅ d l → (\displaystyle \oint (\vec (E))\cdot (\vec (dl)))(որը կոնկրետ այս օրինակում ընդհանուր առմամբ հավասար է զրոյի): Ընդհանուր դեպքում (երբ մագնիսական դաշտը փոխվում է ժամանակի հետ և շղթան շարժվում կամ փոխում է ձևը), վերջին բանաձևը նույնպես ճիշտ է, բայց ձախ կողմում գտնվող EMF-ն այս դեպքում վերը նշված երկու տերմինների գումարն է (այսինքն. այն առաջանում է մասամբ հորձանուտային էլեկտրական դաշտի և մասամբ Լորենցի ուժի և շարժվող հաղորդիչի արձագանքման ուժի կողմից):

    Պոտենցիալ ձև

    Մագնիսական դաշտը վեկտորային պոտենցիալով արտահայտելիս Ֆարադեյի օրենքը ստանում է հետևյալ ձևը.

    E → = − ∂ A → ∂ t (\displaystyle (\vec (E))=-(\partial (\vec (A)) \over \մասնակի t))(իռոտացիոն դաշտի բացակայության դեպքում, այսինքն՝ երբ էլեկտրական դաշտն ամբողջությամբ առաջանում է միայն մագնիսական, այսինքն՝ էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի փոփոխությամբ):

    Ընդհանուր դեպքում իռոտացիոն (օրինակ՝ էլեկտրաստատիկ) դաշտը հաշվի առնելիս ունենում ենք.

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

    Ավելին

    Քանի որ մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորը, ըստ սահմանման, արտահայտվում է վեկտորի ներուժով հետևյալ կերպ.

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

    ապա դուք կարող եք փոխարինել այս արտահայտությունը

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

    և ժամանակի և տարածական կոորդինատների (ռոտոր) տարբերակումը փոխանակելով.

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

    Հետևաբար, քանի որ ∇ × E → (\displaystyle \nabla \times (\vec (E)))ամբողջությամբ որոշվում է վերջին հավասարման աջ կողմով, պարզ է, որ էլեկտրական դաշտի պտտվող մասը (այն մասը, որն ունի ռոտոր, ի տարբերություն իռոտացիոն դաշտի. ∇ φ (\displaystyle \nabla \varphi)) ամբողջությամբ որոշվում է արտահայտությամբ

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

    Նրանք. հորձանուտից զերծ մասի բացակայության դեպքում կարող ենք գրել

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

    բայց ընդհանրապես

    E → = − ∇ φ − d A → d t . (\displaystyle (\vec (E))=-\nabla \varphi -(\frac (d(\vec (A)))(dt)): 1831 թվականը եկավ հաղթանակ. նա բացահայտեց էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի ֆենոմենը: Ֆարադեյը հայտնագործեց իր հայտնագործությունը, այն էր, որ Ֆարադեյը պատրաստեց մոտ 2 սմ լայնությամբ և 20 սմ տրամագծով փափուկ երկաթե օղակ և պղնձե մետաղալարով պտտեց օղակի յուրաքանչյուր կեսի շուրջը: Մեկ ոլորուն շղթան փակված էր մետաղալարով, իր հերթին կար մագնիսական ասեղ, բավական հեռավոր, որպեսզի չազդի ռինգում ստեղծված մագնիսականության ազդեցության վրա: Երկրորդ ոլորուն միջով հոսանք է անցել գալվանական բջիջների մարտկոցից: Երբ հոսանքը միացվեց, մագնիսական ասեղը մի քանի տատանումներ արեց և հանդարտվեց; երբ հոսանքն ընդհատվեց, ասեղը նորից տատանվեց։ Պարզվել է, որ հոսանքը միացնելիս սլաքը շեղվել է մի ուղղությամբ, իսկ հոսանքն ընդհատելիս՝ մյուս ուղղությամբ։ Մ.Ֆարադեյը պարզել է, որ սովորական մագնիսի օգնությամբ հնարավոր է «մագնիսականությունը վերածել էլեկտրականության»։

    Միևնույն ժամանակ, ամերիկացի ֆիզիկոս Ջոզեֆ Հենրին նույնպես հաջողությամբ փորձեր կատարեց հոսանքների ինդուկցիայի վերաբերյալ, բայց մինչ նա պատրաստվում էր հրապարակել իր փորձերի արդյունքները, մամուլում հայտնվեց Մ.Ֆարադեյի ուղերձը էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի հայտնաբերման մասին:

    Մ.Ֆարադեյը փորձում էր օգտագործել իր հայտնաբերած ֆենոմենը՝ էլեկտրաէներգիայի նոր աղբյուր ձեռք բերելու համար։


    1821 թվականին Մայքլ Ֆարադեյն իր օրագրում գրել է. 10 տարի անց այս խնդիրը լուծվեց նրա կողմից։
    Ֆարադեյի հայտնագործությունը
    Պատահական չէ, որ էլեկտրամագնիսական փոխազդեցությունների նոր հատկությունների հայտնաբերման առաջին և ամենակարևոր քայլը կատարվել է էլեկտրամագնիսական դաշտի մասին գաղափարների հիմնադիր Ֆարադեյի կողմից: Ֆարադեյը վստահ էր էլեկտրական և մագնիսական երևույթների միասնական բնույթի վրա։ Oersted-ի հայտնագործությունից կարճ ժամանակ անց նա գրել է. «... շատ անսովոր է թվում, որ, մի կողմից, ցանկացած էլեկտրական հոսանք ուղեկցվում է համապատասխան ինտենսիվության մագնիսական գործողությամբ, որն ուղղված է հոսանքին ուղիղ անկյան տակ, և որ միևնույն ժամանակ ժամանակ այս գործողության ոլորտում տեղադրված էլեկտրական հոսանքի լավ հաղորդիչներում ընդհանրապես հոսանք չի առաջացել, նկատելի ազդեցություն չի եղել, որն ուժով համարժեք է նման հոսանքին: Տասը տարվա քրտնաջան աշխատանքը և հաջողության հանդեպ հավատը հանգեցրին Ֆարադեյին դեպի հայտնագործություն, որը հետագայում հիմք հանդիսացավ աշխարհի բոլոր էլեկտրակայանների գեներատորների նախագծման համար՝ մեխանիկական էներգիան էլեկտրական հոսանքի էներգիայի վերածելով: (Այլ սկզբունքներով աշխատող աղբյուրները՝ գալվանական բջիջներ, մարտկոցներ, ջերմա- և ֆոտոբջիջներ, տալիս են արտադրվող էլեկտրական էներգիայի աննշան բաժինը):
    Երկար ժամանակ էլեկտրական և մագնիսական երևույթների միջև կապը հնարավոր չէր հայտնաբերել։ Դժվար էր մտածել հիմնական կետի մասին. միայն ժամանակի փոփոխվող մագնիսական դաշտը կարող է հուզել էլեկտրական հոսանք ֆիքսված կծիկում, կամ կծիկը ինքը պետք է շարժվի մագնիսական դաշտում:
    Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի հայտնաբերումը, ինչպես Ֆարադեյն անվանեց այս երևույթը, կատարվել է 1831թ. օգոստոսի 29-ին: Հազվագյուտ դեպք, երբ նոր ուշագրավ հայտնագործության ամսաթիվն այդքան ճշգրիտ է հայտնի: Ահա առաջին փորձի համառոտ նկարագրությունը, որը տվել է ինքը Ֆարադեյը:
    «Լայն փայտե կծիկի վրա 203 ոտնաչափ երկարությամբ պղնձե մետաղալար էր փաթաթվել, իսկ դրա պտույտների արանքում փաթաթված էր նույն երկարությամբ, բայց առաջին բամբակյա թելից մեկուսացված մետաղալար։ Այս պարույրներից մեկը միացված էր գալվանոմետրին, իսկ մյուսը՝ ուժեղ մարտկոցին՝ բաղկացած 100 զույգ թիթեղներից... Երբ միացումը փակվեց, հնարավոր եղավ նկատել գալվանոմետրի վրա հանկարծակի, բայց չափազանց թույլ ազդեցություն, և նույնը նկատվեց, երբ հոսանքը դադարեց։ Պարույրներից մեկի միջով հոսանքի շարունակական անցման դեպքում հնարավոր չեղավ նկատել ո՛չ գալվանոմետրի վրա ազդեցությունը, ո՛չ էլ ընդհանրապես որևէ ինդուկտիվ ազդեցություն մյուս պարույրի վրա, չնայած դրան։ 5.1
    պնդելով, որ մարտկոցի հետ կապված ողջ կծիկի տաքացումը և ածուխների միջև ցատկած կայծի պայծառությունը վկայում են մարտկոցի հզորության մասին։
    Այսպիսով, ի սկզբանե ինդուկցիան հայտնաբերվեց շղթայի փակման և բացման ժամանակ միմյանց նկատմամբ անշարժ հաղորդիչների մեջ: Այնուհետև, հստակ հասկանալով, որ հոսանքով հաղորդիչների մոտենալը կամ հեռացումը պետք է հանգեցնի նույն արդյունքին, ինչ շղթան փակելը և բացելը, Ֆարադեյը փորձերի միջոցով ապացուցեց, որ հոսանքն առաջանում է, երբ կծիկները շարժվում են միմյանց նկատմամբ (նկ. 5.1): Ծանոթ լինելով Ամպերի աշխատանքներին` Ֆարադեյը հասկացավ, որ մագնիսը մոլեկուլներում շրջանառվող փոքր հոսանքների հավաքածու է: Հոկտեմբերի 17-ին, ինչպես գրանցված է նրա լաբորատոր ամսագրում, մագնիսի հրման (կամ դուրս քաշման) ընթացքում կծիկի մեջ ինդուկցիոն հոսանք է հայտնաբերվել (նկ. 5.2): Մեկ ամսվա ընթացքում Ֆարադեյը փորձնականորեն բացահայտեց էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երեւույթի բոլոր էական հատկանիշները։ Մնում էր միայն օրենքին տալ խիստ քանակական ձև և ամբողջությամբ բացահայտել երեւույթի ֆիզիկական բնույթը։
    Ինքը՝ Ֆարադեյը, արդեն հասկացել է սովորական բանը, որը որոշում է ինդուկցիոն հոսանքի տեսքը փորձերի ժամանակ, որոնք արտաքուստ տարբեր տեսք ունեն:
    Փակ հաղորդիչ շղթայում հոսանք է առաջանում, երբ այս շղթայով սահմանափակված մակերեսը ներթափանցող մագնիսական ինդուկցիոն գծերի թիվը փոխվում է։ Եվ որքան արագ է փոխվում մագնիսական ինդուկցիայի գծերի քանակը, այնքան ավելի մեծ է ստացվող հոսանքը: Այս դեպքում մագնիսական ինդուկցիայի գծերի քանակի փոփոխության պատճառը բոլորովին անտարբեր է։ Սա կարող է լինել ֆիքսված հաղորդիչ ներթափանցող մագնիսական ինդուկցիայի գծերի քանակի փոփոխություն՝ հարակից կծիկի հոսանքի ուժի փոփոխության պատճառով, և գծերի քանակի փոփոխություն՝ կապված շղթայի շարժման անհամասեռ մագնիսական դաշտում: , որոնց գծերի խտությունը տատանվում է տարածության մեջ (նկ. 5.3):
    Ֆարադեյը ոչ միայն հայտնաբերեց այդ երևույթը, այլ նաև առաջինն էր, ով կառուցեց էլեկտրական հոսանքի գեներատորի անկատար, բայց անկատար մոդելը, որը պտտման մեխանիկական էներգիան վերածում է հոսանքի: Դա մի զանգվածային պղնձե սկավառակ էր, որը պտտվում էր բևեռների միջև: ուժեղ մագնիս(նկ. 5.4): Սկավառակի առանցքն ու եզրը գալվանոմետրին ամրացնելով, Ֆարադեյը շեղում է հայտնաբերել.
    IN
    \

    \
    \
    \
    \
    \
    \
    \Լ

    Ս Հոսանքը, սակայն, թույլ էր, բայց հետագայում հայտնաբերված սկզբունքը հնարավորություն տվեց կառուցել հզոր գեներատորներ։ Առանց նրանց էլեկտրաէներգիան դեռ շքեղություն կլիներ, որը քչերին կարող է թույլ տալ:
    Հաղորդող փակ հանգույցում էլեկտրական հոսանք է առաջանում, եթե օղակը գտնվում է փոփոխական մագնիսական դաշտում կամ շարժվում է ժամանակի մեջ հաստատուն դաշտում, որպեսզի փոխվի հանգույց ներթափանցող մագնիսական ինդուկցիայի գծերի թիվը։ Այս երեւույթը կոչվում է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա։

    IX դասարանի ֆիզիկայի դասագրքում համառոտ էքսկուրսիա է տրվում տվյալ օրենքի հայտնաբերման պատմությանը: Վերանայումը պետք է լրացվի: Մենք խոսում ենք բնության հիմնարար օրենքի մասին, և դուք պետք է բացահայտեք դրա բոլոր կողմերը դառնալու գործընթացում: Հատկապես ուսանելի է Ֆարադեյի՝ օրենքը փնտրելու գործընթացի պատմությունը, և այստեղ ժամանակ ազատելու կարիք չկա։
    Մայքլ Ֆարադեյը ծնվել է 1791 թվականին Լոնդոնի մերձակայքում դարբնի ընտանիքում։ Նրա հայրը միջոցներ չուներ վճարելու իր ուսման ծախսերը, և 13 տարեկանում Ֆարադեյը ստիպված էր սկսել զբաղվել գրքահավաքով։ Բարեբախտաբար, նա աշակերտեց գրախանութի տիրոջը: Հետաքրքրասեր տղան անհամբեր կարդում էր, և ոչ հեշտ գրականություն։ Նրան գրավում էին հոդվածները բնական գիտություններԲրիտանական հանրագիտարանում նա ուսումնասիրել է Մարսի դիսկուրսները քիմիայի վերաբերյալ։ 1811 թվականին Ֆարադեյը սկսեց հաճախել ֆիզիկայի վերաբերյալ հանրային դասախոսություններին լոնդոնյան հայտնի մանկավարժ Թաթումի կողմից:
    Ֆարադեյի կյանքում շրջադարձային պահը 1812 թվականն էր: Գրախանութի սեփականատիրոջ հաճախորդը, Թագավորական ինստիտուտի անդամ Դենսը խորհուրդ տվեց երիտասարդին լսել հայտնի քիմիկոս Գամֆրն Դեյվիի դասախոսությունները: Ֆարադեյը հետևեց լավ խորհուրդ; նա անհամբեր լսում էր և ուշադիր նշումներ անում։ Նույն Պարի խորհրդով նա մշակեց նոտաները և ուղարկեց Դեյվիին՝ ավելացնելով հետազոտական ​​աշխատանքի հնարավորության խնդրանքը։ 1813 թվականին Ֆարադեյը աշխատանքի է անցնում որպես լաբորանտ Թագավորական ինստիտուտի քիմիական լաբորատորիայում, որը ղեկավարում էր Դեյվին։
    Սկզբում Ֆարադեյը քիմիկոս է։ Նա արագորեն բռնում է ինքնուրույն ստեղծագործելու ուղին, և Դևի հպարտությունը հաճախ ստիպված է լինում տուժել ուսանողի հաջողությունից: 1820 թվականին Ֆարադեյն իմացավ Օերսթեդի հայտնագործության մասին, և այդ ժամանակվանից նրա մտքերը կլանեցին էլեկտրականությունն ու մագնիսականությունը։ Նա սկսում է իր հայտնի փորձարարական հետազոտությունը, որը հանգեցրեց ֆիզիկական մտածողության վերափոխմանը: 1823 թվականին Ֆարադեյն ընտրվել է Լոնդոնի թագավորական ընկերության անդամ, այնուհետև նշանակվել Թագավորական ինստիտուտի ֆիզիկական և քիմիական լաբորատորիաների տնօրեն։ Ամենամեծ հայտնագործությունները կատարվել են այս լաբորատորիաների պատերի ներսում։ Ֆարադեի կյանքը՝ արտաքուստ միապաղաղ, աչքի է ընկնում իր ստեղծագործական լարվածությամբ։ Դրա մասին է վկայում «Էլեկտրաէներգիայի փորձարարական հետազոտություններ» եռահատոր աշխատությունը, որը քայլ առ քայլ արտացոլում է հանճարի ստեղծագործական ուղին։
    1820 թվականին Ֆարադեյը հիմնովին նոր խնդիր դրեց՝ «մագնիսականությունը վերածել էլեկտրականության»։ Սա բացվելուց անմիջապես հետո: մագնիսական գործողությունհոսանքներ. Oersted-ի փորձարկումներում էլեկտրական հոսանքը գործում է մագնիսի վրա։ Քանի որ, ըստ Ֆարադեյի, բնության բոլոր ուժերը փոխակերպելի են, հնարավոր է, ընդհակառակը, մագնիսական ուժով էլեկտրական հոսանք գրգռել։
    Ֆարադեյը հեղուկացնում է գազերը, կատարում նուրբ քիմիական անալիզներ, հայտնաբերում նյութերի նոր քիմիական հատկություններ։ Բայց նրա միտքն անխնա զբաղված է դրված խնդրով։ 1822 թվականին նա նկարագրում է ընթացիկ հոսքի պատճառով «վիճակը» հայտնաբերելու փորձը. ունեն ապաբևեռացնող ազդեցություն…»,- հույս ուներ Ֆարադեյը, այդպիսով ստանալով որոշակի տեղեկություններ հոսանքի հատկությունների մասին: Բայց փորձը ոչինչ չտվեց։ Հաջորդը գալիս է 1825 թ. Ֆարադեյը հրապարակում է «Էլեկտրամագնիսական հոսանքը (մագնիսի ազդեցությամբ)» հոդվածը, որում արտահայտում է հետեւյալ միտքը. Եթե ​​հոսանքը գործում է մագնիսի վրա, ապա այն պետք է արձագանքի: «Տարբեր պատճառներով, - գրում է Ֆարադեյը, - ենթադրվում էր, որ ուժեղ մագնիսի բևեռի մոտենալը կնվազեցնի էլեկտրական հոսանքը»: Եվ նա նկարագրում է մի փորձ, որն իրականացնում է այս գաղափարը։
    1825 թվականի նոյեմբերի 28-ով թվագրված օրագիրը նկարագրում է նմանատիպ փորձ։ Գալվանական բջիջների մարտկոցը միացված էր մետաղալարով։ Այս մետաղալարին զուգահեռ մեկ այլ էր (լարերը բաժանված էին թղթի կրկնակի շերտով), որի ծայրերը միացված էին գալվանոմետրին։ Ֆարադեյը, կարծես, այսպես էր պատճառաբանում. Եթե ​​հոսանքը էլեկտրական հեղուկի շարժումն է, և այդ շարժումը գործում է մշտական ​​մագնիսի վրա՝ հոսանքների մի շարք (ըստ Ամպերի վարկածի), ապա մի հաղորդիչում շարժվող հեղուկը պետք է ստիպի անշարժին շարժվել մյուսի մեջ, իսկ գալվանոմետրը։ պետք է ուղղի հոսանքը: «Տարբեր նկատառումները», որոնց մասին Ֆարադեյը գրել էր առաջին փորձը ներկայացնելիս, հանգում էին նույն բանին, միայն այնտեղ սպասվում էր հաղորդիչում շարժվող էլեկտրական հեղուկի ռեակցիան մշտական ​​մագնիսի մոլեկուլային հոսանքներից։ Բայց փորձերը բացասական արդյունք տվեցին։
    Լուծումը եկավ 1831 թվականին, երբ Ֆարադեյն առաջարկեց, որ ինդուկցիան պետք է տեղի ունենա ոչ ստացիոնար գործընթացի հետ: Սա հիմնական գաղափարն էր, որը հանգեցրեց էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի ֆենոմենի բացահայտմանը:
    Հնարավոր է, որ Ամերիկայից ստացված հաղորդագրությունը ստիպել է նրան դիմել հոսանքը փոխելու գաղափարին։ Այս լուրը հայտնել է ամերիկացի ֆիզիկոս Ջոզեֆ Հենրին (1797 - 1878):
    Իր պատանեկության տարիներին Հենրին չի ցուցաբերել ոչ բացառիկ ունակություններ, ոչ էլ հետաքրքրություն գիտության նկատմամբ։ Նա աղքատության մեջ է մեծացել, հողագործ էր, դերասան։ Ինչպես Ֆարադեյը, նա ինքն իրեն կրթում է։ Նա սկսել է սովորել 16 տարեկանում Օլբանի ակադեմիայում։ Յոթ ամսում նա այնքան գիտելիք ձեռք բերեց, որ աշխատանքի ընդունվեց գյուղական դպրոցում՝ որպես ուսուցիչ։ Այնուհետև Հենրին աշխատեց քիմիայի պրոֆեսոր Բեքի մոտ որպես դասախոսության ասիստենտ: Աշխատանքը համատեղել է ակադեմիայում սովորելու հետ։ Դասընթացն ավարտելուց հետո Հենրին նշանակվեց Էրի ջրանցքի ինժեներ և տեսուչ։ Մի քանի ամիս անց նա թողեց այս եկամտաբեր պաշտոնը՝ ընդունելով Ալբանիում մաթեմատիկայի և ֆիզիկայի պրոֆեսորի պաշտոնի հրավերը։ Այդ ժամանակ անգլիացի գյուտարար Ուիլյամ Սթարջենը (1783 - 1850) զեկուցել է պայտի մագնիսի իր գյուտի մասին, որը կարող է բարձրացնել մինչև չորս կիլոգրամ քաշով պողպատե մարմինը:
    Հենրին սկսեց հետաքրքրվել էլեկտրամագնիսականությամբ։ Նա անմիջապես գտավ վերելակը մեկ տոննա բարձրացնելու միջոց: Դրան հաջողվել է այն ժամանակվա նոր տեխնիկայով՝ մագնիսի մարմինը մեկուսացնելու փոխարեն մետաղալարը մեկուսացրել են։ Հայտնաբերվել է բազմաշերտ ոլորուններ ստեղծելու միջոց։ Դեռ 1831 թվականին Հենրին ցույց տվեց էլեկտրական շարժիչ կառուցելու հնարավորությունը, հորինեց էլեկտրամագնիսական ռելե և դրա օգնությամբ ցուցադրեց էլեկտրական ազդանշանների փոխանցումը հեռավորության վրա՝ ակնկալելով Մորզեի գյուտը (Մորզի հեռագիրը հայտնվեց 1837 թվականին):
    Ինչպես Ֆարադեյը, այնպես էլ Հենրին իր առջեւ խնդիր է դրել մագնիսով էլեկտրական հոսանք ստանալ։ Բայց սա գյուտարարի խնդրի դրույթն էր։ Իսկ որոնումն առաջնորդվում էր մերկ ինտուիցիայով։ Բացահայտումը տեղի է ունեցել Ֆարադեյի փորձարկումներից մի քանի տարի առաջ։ Հենրիի առանցքային փորձի դրվածքը ներկայացված է Նկար 9-ում: Այստեղ ամեն ինչ նույնն է, ինչ ցույց է տրված մինչ այժմ: Միայն մենք նախընտրում ենք ավելի հարմար կուտակիչ, քան գալվանական բջիջը, իսկ ոլորման մնացորդների փոխարեն մենք օգտագործում ենք գալվանոմետր:
    Բայց Հենրին ոչ մեկին չի պատմել այս փորձառության մասին։ «Ես պետք է ավելի շուտ տպեի սա,— ասաց նա խղճահարությամբ ընկերներին,— բայց ես այնքան քիչ ժամանակ ունեի։ Ես ուզում էի արդյունքները բերել ինչ-որ համակարգի մեջ»։(ընդգծումն իմն է.- IN.Դ.): Իսկ կանոնավոր կրթության բացակայությունը և դեռ ավելին` ամերիկյան գիտության ուտիլիտար-հնարամիտ ոգին վատ դեր խաղաց։ Հենրին, իհարկե, չհասկացավ և չզգաց նոր հայտնագործության խորությունն ու կարևորությունը։ Հակառակ դեպքում նա, իհարկե, այդ մասին կտեղեկացներ գիտական ​​աշխարհին ամենամեծ փաստը. Լռելով ինդուկցիոն փորձերի մասին՝ Հենրին անմիջապես հաղորդագրություն ուղարկեց, երբ կարողացավ էլեկտրամագնիսով բարձրացնել մի ամբողջ տոննա։
    Սա այն հաղորդագրությունն է, որը ստացել է Ֆարադեյը։ Թերևս այն ծառայեց որպես եզրակացությունների շղթայի վերջին օղակը, որը հանգեցրեց հիմնական գաղափարին: 1825 թվականի փորձի ժամանակ թղթով առանձնացվել է երկու լար։ Պետք է ինդուկցիա լիներ, բայց էֆեկտի թուլության պատճառով չհայտնաբերվեց։ Հենրին ցույց տվեց, որ էլեկտրամագնիսում ազդեցությունը մեծապես ուժեղանում է բազմաշերտ ոլորման կիրառմամբ: Հետևաբար, ինդուկցիան պետք է մեծանա, եթե ինդուկտիվ գործողությունը փոխանցվում է մեծ երկարությամբ: Իրոք, մագնիսը հոսանքների հավաքածու է: Պողպատե ձողում մագնիսացման գրգռումը, երբ հոսանք է անցնում ոլորուն միջով, հոսանքի ինդուկցիան է հոսանքի միջոցով: Այն մեծանում է, եթե ոլորուն միջով հոսանքի ուղին ավելի երկար է դառնում:
    Այսպիսին է Ֆարադեյի տրամաբանական եզրակացությունների հնարավոր շղթան։ Այստեղ Ամբողջական նկարագրությունառաջին հաջողված փորձը. «Երկու հարյուր երեք ոտնաչափ պղնձե մետաղալար մեկ կտորով փաթաթված էր մեծ փայտե թմբուկի վրա. ևս երկու հարյուր երեք ոտնաչափ նույն մետաղալարը պարուրաձև դրված էր առաջին ոլորման շրջադարձերի միջև, և մետաղական կոնտակտը ամենուր հանվում էր լարով: Այս կծիկներից մեկը միացված էր գալվանոմետրին, իսկ մյուսը լավ լիցքավորված մարտկոցին, որը բաղկացած էր հարյուր զույգ չորս դյույմ քառակուսի թիթեղներից՝ կրկնակի պղնձե թիթեղներով։ Երբ կոնտակտը փակվեց, գալվանոմետրի վրա հանկարծակի, բայց շատ թույլ գործողություն եղավ, և նմանատիպ թույլ գործողություն տեղի ունեցավ, երբ մարտկոցի հետ շփումը բացվեց:
    Սա առաջին փորձն էր, որը տվեց դրական արդյունքտասը տարվա փնտրտուքներից հետո։ Ֆարադեյը հաստատում է, որ փակելիս և բացելիս առաջանում են հակառակ ուղղությունների ինդուկցիոն հոսանքներ։ Այնուհետև նա սկսում է ուսումնասիրել երկաթի ազդեցությունը ինդուկցիայի վրա:
    «Կլոր ձողից մատանի են զոդել, փափուկ երկաթից. մետաղի հաստությունը յոթ կամ ութ դյույմ էր, իսկ օղակի արտաքին տրամագիծը՝ վեց դյույմ։ Այս օղակի մի մասի վրա երեք կծիկ էին փաթաթված, որոնցից յուրաքանչյուրը պարունակում էր մոտ քսանչորս ոտնաչափ պղնձե մետաղալար՝ մեկ քսաներորդ դյույմի հաստությամբ: Պարույրները մեկուսացված էին երկաթից և միմյանցից և դրվել մեկը մյուսի վրա... Դրանք կարող էին օգտագործվել առանձին և համակցված. այս խումբը պիտակավորված է ԲԱՅՑ(նկ. 10): Մատանու մյուս մասում նույն կերպ փաթաթված էր մոտ վաթսուն ոտնաչափ նույն պղնձե մետաղալարը երկու մասի մեջ՝ կազմելով պարույր։ IN,որոնք ունեին նույն ուղղությունը, ինչ պարույրները ԲԱՅՑ,բայց նրանցից յուրաքանչյուր ծայրից բաժանված էր մոտ կես մատնաչափ մերկ երկաթով:
    Պարույր INմիացված է պղնձե լարերով գալվանոմետրին, որը տեղադրված է օղակից երեք ոտնաչափ հեռավորության վրա: Առանձին պարույրներ ԲԱՅՑմիացված ծայրից ծայր այնպես, որ ձևավորվի ընդհանուր պարույր, որի ծայրերը միացված էին չորս քառակուսի մատնաչափ տասը զույգ թիթեղների մարտկոցին: Գալվանոմետրը արձագանքեց անմիջապես և շատ ավելի ուժեղ, քան նկատվեց վերևում, երբ օգտագործում էր տասնապատիկ ավելի հզոր պարույր առանց երկաթի:
    Ի վերջո, Ֆարադեյը կատարում է փորձ, որով դեռ սովորաբար սկսվում է էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի հարցի ներկայացումը։ Սա Հենրիի փորձի ճշգրիտ կրկնությունն էր, որը պատկերված է Նկար 9-ում:
    1820 թվականին Ֆարադեյի առաջադրած խնդիրը լուծվեց՝ մագնիսականությունը վերածվեց էլեկտրականության։
    Նախ, Ֆարադեյը տարբերակում է հոսանքի ինդուկցիան հոսանքից (նա այն անվանում է «վոլտա-էլեկտրական ինդուկցիա» և հոսանք մագնիսի միջոցով («մագնիսական էլեկտրական ինդուկցիա»): Բայց հետո ցույց է տալիս, որ բոլոր դեպքերը ենթակա են մեկ ընդհանուր օրինաչափության:
    Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքը ընդգրկում էր երևույթների մեկ այլ խումբ, որը հետագայում ստացավ ինքնաինդուկցիայի երևույթների անվանումը։ Ֆարադեյը նոր երեւույթն անվանել է այսպես՝ «Էլեկտրական հոսանքի ինդուկտիվ ազդեցությունն ինքն իր վրա»։
    Այս հարցը ծագել է Ջենկինի կողմից 1834 թվականին Ֆարադեյին հաղորդած հետևյալ փաստի կապակցությամբ. Այս փաստը հետևյալն էր. Գալվանական մարտկոցի երկու թիթեղները միացված են կարճ մետաղալարով: Ընդ որում, փորձարարը ոչ մի հնարքով չի կարող էլեկտրական հարված ստանալ այս մետաղալարից։ Բայց եթե մետաղալարի փոխարեն վերցնենք էլեկտրամագնիսի ոլորուն, ապա ամեն անգամ, երբ շղթան բացվում է, ցնցում է զգացվում։ Ֆարադեյը գրել է. «Միևնույն ժամանակ, այլ բան է նկատվում. մի երևույթ, որը հայտնի է գիտնականներին երկար ժամանակ,մասնավորապես. վառ էլեկտրական կայծը ցատկում է բաժանման կետում» (իմ շեղագիր - V.D.):
    Ֆարադեյը սկսեց ուսումնասիրել այս փաստերը և շուտով հայտնաբերեց երեւույթի մի շարք նոր ասպեկտներ: Նրանից մի փոքր ժամանակ պահանջվեց «երևույթների նույնականացումը ինդուկցիայի երևույթների հետ» հաստատելու համար։ Փորձեր, որոնք դեռևս ցուցադրվում են ինչպես միջնակարգ, այնպես էլ բարձրագույն կրթության մեջ՝ բացատրելով ինքնադրման երևույթը, ստեղծվել են Ֆարադեյի կողմից 1834 թվականին:
    Անկախ, նմանատիպ փորձեր իրականացվել են Ջ. Հենրիի կողմից, սակայն, ինչպես ինդուկցիայի փորձերը, դրանք ժամանակին չեն հրապարակվել։ Պատճառը նույնն է՝ Հենրին չգտավ ֆիզիկական հասկացություն, որն իր մեջ ներառի տարբեր ձևերի երևույթներ։
    Ֆարադեյի համար ինքնազարգացումը փաստ էր, որը լուսավորում էր որոնման հետագա ուղին: Ամփոփելով դիտարկումները՝ նա գալիս է սկզբունքային մեծ նշանակություն ունեցող եզրակացությունների. «Կասկած չկա, որ հաղորդալարի մի մասի հոսանքը կարող է ինդուկցիայի միջոցով գործել նույն մետաղալարի մյուս մասերի վրա, որոնք մոտակայքում են… Ահա թե ինչն է տպավորություն թողնում, որ հոսանքը գործում է իր վրա»:
    Չիմանալով հոսանքի բնույթը, Ֆարադեյը, այնուամենայնիվ, ճշգրտորեն մատնանշում է հարցի էությունը. «Երբ հոսանքը գործում է ինդուկցիայի միջոցով, դրա հետ մեկտեղ գտնվող հաղորդիչ նյութը, ապա այն հավանաբար գործում է այս հաղորդիչ նյութում առկա էլեկտրականության վրա։ - կապ չունի՝ վերջինս հոսանքի վիճակում է, թե անշարժ. առաջին դեպքում ուժեղացնում կամ թուլացնում է հոսանքը, երկրորդում դրա ուղղությունից կախված՝ հոսանք է ստեղծում։
    Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի մաթեմատիկական արտահայտությունը տրվել է 1873 թվականին Մաքսվելի կողմից իր «Էլեկտրականության և մագնիսականության մասին տրակտատում»: Դրանից հետո միայն այն դարձավ քանակական հաշվարկների հիմք։ Այսպիսով, էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքը պետք է անվանել Ֆարադեյ-Մաքսվելի օրենք:
    Մեթոդական դիտողություններ. Հայտնի է, որ ինդուկտիվ հոսանքի գրգռումը հաստատուն մագնիսական դաշտում շարժվող հաղորդիչում և անշարժ հաղորդիչում, որը գտնվում է փոփոխական մագնիսական դաշտում, ենթարկվում է նույն օրենքին։ Ֆարադեյի և Մաքսվելի համար դա ակնհայտ էր, քանի որ նրանք պատկերացնում էին մագնիսական ինդուկցիայի գծերը որպես իրական գոյացումներ եթերի մեջ։ Երբ հոսանքը միացված և անջատված է, կամ հոսանքի ուժը փոխվում է շղթան կազմող հաղորդիչների շուրջ, մագնիսական ինդուկցիայի գծերը շարժվում են: Միևնույն ժամանակ նրանք հատում են ինքնին շրջանը՝ առաջացնելով ինքնադրման երևույթ։ Եթե ​​շղթայի մոտ որևէ հաղորդիչ կա փոփոխվող հոսանքով, ապա մագնիսական ինդուկցիայի գծերը, հատելով այն, գրգռում են էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի EMF-ը:
    Էլեկտրական դաշտի ուժային գծերի և մագնիսական ինդուկցիայի գծերի նյութականացումը դարձել է պատմության սեփականությունը։ Սակայն ուժային գծերին միայն ձեւական բնույթ տալը սխալ կլինի։ Ժամանակակից ֆիզիկան համարում է, որ էլեկտրական դաշտի ուժի գիծը և մագնիսական ինդուկցիայի գիծը այն կետերի տեղն են, որոնցում տվյալ դաշտն ունի այլ կետերի վիճակից տարբերվող վիճակ։ Այս վիճակը որոշվում է վեկտորների արժեքներով և այս կետերում: Երբ դաշտը փոխվում է, վեկտորները և փոխել, համապատասխանաբար փոխում է ուժի գծերի կոնֆիգուրացիան: Դաշտի վիճակը տիեզերքում կարող է շարժվել լույսի արագությամբ։ Եթե ​​դիրիժորը գտնվում է դաշտում, որի վիճակը փոխվում է, հաղորդիչում հուզվում է EMF:

    Այն դեպքը, երբ դաշտը հաստատուն է, իսկ հաղորդիչը շարժվում է այս դաշտում, Մաքսվելի տեսությունը չի նկարագրում։ Էյնշտեյնն առաջին անգամ դա նկատեց. Նրա հիմնական աշխատանքը «Շարժվող մարմինների էլեկտրադինամիկայի մասին» հենց նոր սկսվում է Մաքսվելի տեսության անբավարարության քննարկմամբ այս պահին: Հաստատուն մագնիսական դաշտում շարժվող հաղորդիչում EMF գրգռման ֆենոմենը կարող է ներառվել էլեկտրամագնիսական դաշտի տեսության շրջանակներում, եթե այն լրացվում է հարաբերականության սկզբունքով և լույսի արագության կայունության սկզբունքով։

    Մենք նաև խորհուրդ ենք տալիս

Բեռնվում է...Բեռնվում է...