Էլեկտրամագնիսականի հայտնաբերում Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքը

Այսօր կխոսենք երեւույթի մասին էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա. Մենք կբացահայտենք, թե ինչու է բացահայտվել այս երեւույթը և ինչ օգուտներ է այն բերել։

Մետաքս

Մարդիկ միշտ ձգտել են ավելի լավ ապրել։ Ինչ-որ մեկը կարող է մտածել, որ դա պատճառ է մարդկությանը ագահության մեջ մեղադրելու։ Բայց հաճախ մենք խոսում ենք կենցաղային տարրական հարմարություններ գտնելու մասին:

AT միջնադարյան ԵվրոպաՆրանք գիտեին, թե ինչպես պատրաստել բրդյա, բամբակյա և վուշե գործվածքներ։ Իսկ այն ժամանակ մարդիկ տառապում էին լուերի ու ոջիլների ավելցուկից։ Միևնույն ժամանակ, չինական քաղաքակրթությունն արդեն սովորել է հմտորեն մետաքս հյուսել։ Նրա հագուստը թույլ չէր տալիս արյունահեղներին մարդու մաշկին: Միջատների թաթերը սահում էին հարթ գործվածքի վրայով, իսկ ոջիլները թափվում էին։ Ուստի եվրոպացիներն ամեն գնով ցանկանում էին մետաքս հագնվել։ Իսկ վաճառականները կարծում էին, որ դա եւս մեկ հնարավորություն է հարստանալու։ Հետևաբար, կառուցվեց Մետաքսի Մեծ ճանապարհը:

Միայն այս կերպ է ցանկալի գործվածքը հասցվել տառապյալ Եվրոպային։ Եվ այնքան շատ մարդիկ ներգրավվեցին գործընթացում, որ քաղաքները առաջացան, կայսրությունները պայքարեցին հարկեր գանձելու իրավունքի համար, և ճանապարհի որոշ հատվածներ դեռևս ամենաշատն են: հարմար միջոցհասնել ճիշտ տեղում:

Կողմնացույց և աստղ

Մետաքսով քարավանների ճանապարհին կանգնեցին լեռներն ու անապատները։ Պատահում էր, որ տարածքի բնավորությունը շաբաթներով ու ամիսներով նույնն էր մնում։ Տափաստանային ավազաթմբերը զիջում էին նույն բլուրներին, մի անցումը հաջորդում էր մյուսին։ Եվ մարդիկ պետք է ինչ-որ կերպ նավարկեին, որպեսզի հասցնեին իրենց արժեքավոր բեռը։

Աստղերն առաջինն էին. Իմանալով, թե որ օրն է և ինչ համաստեղությունների սպասել, փորձառու ճանապարհորդը միշտ կարող էր որոշել, թե որտեղ է հարավը, որտեղ է արևելքը և ուր գնալ։ Բայց բավականաչափ գիտելիքներ ունեցող մարդիկ միշտ էլ պակասել են։ Այո, և հետո նրանք չգիտեին, թե ինչպես ճիշտ հաշվել ժամանակը: Մայրամուտ, արևածագ՝ ահա բոլոր տեսարժան վայրերը: Իսկ ձյունը կամ ավազի փոթորիկը, ամպամած եղանակը բացառում էին անգամ բևեռային աստղը տեսնելու հնարավորությունը։

Այնուհետև մարդիկ (հավանաբար հին չինացիները, բայց գիտնականները դեռ վիճում են այս մասին) հասկացան, որ մեկ հանքանյութը միշտ գտնվում է որոշակի ձևով կարդինալ կետերի հետ կապված: Այս հատկությունն օգտագործվել է առաջին կողմնացույցը ստեղծելու համար: Մինչև էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի ֆենոմենի հայտնաբերումը հեռու էր, բայց սկիզբը դրվեց.

Կողմնացույցից մինչև մագնիս

Հենց «մագնիս» անվանումը վերադառնում է տեղանուն։ Հավանաբար առաջին կողմնացույցները պատրաստվել են Մագնեզիայի բլուրներում արդյունահանված հանքաքարից։ Այս տարածքը գտնվում է Փոքր Ասիայում։ Իսկ մագնիսները սև քարերի տեսք ունեին։

Առաջին կողմնացույցները շատ պարզունակ էին: Ջուրը լցնում էին ամանի կամ այլ տարայի մեջ, վրան դնում էին լողացող նյութից բարակ սկավառակ։ Իսկ սկավառակի կենտրոնում տեղադրվել է մագնիսացված ասեղ։ Նրա ծայրերից մեկը միշտ ուղղված էր դեպի հյուսիս, մյուսը՝ հարավ։

Դժվար է նույնիսկ պատկերացնել, որ քարավանը ջուր էր պահում կողմնացույցի համար, երբ մարդիկ ծարավից մահանում էին։ Բայց մի կորցրեք ուղղությունը և թույլ տվեք մարդկանց, կենդանիներին և ապրանքներին հասնել ապահով վայրավելի կարևոր էր, քան մի քանի առանձին կյանքեր:

Կողմնացույցները բազմաթիվ ճամփորդություններ են կատարել և հանդիպել բնական տարբեր երևույթների։ Զարմանալի չէ, որ էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի ֆենոմենը հայտնաբերվել է Եվրոպայում, չնայած մագնիսական հանքաքարը սկզբնապես արդյունահանվել է Ասիայում: Այս խճճված ձևով եվրոպացիների ավելի հարմարավետ քնելու ցանկությունը հանգեցրեց խոշոր հայտնագործությունֆիզիկա.

Մագնիսական, թե էլեկտրական.

Տասնիններորդ դարի սկզբին գիտնականները պարզեցին, թե ինչպես ստանալ ուղղակի հոսանք: Ստեղծվել է առաջին պարզունակ մարտկոցը։ Բավական էր մետաղական հաղորդիչների միջով էլեկտրոնների հոսք ուղարկել։ Էլեկտրաէներգիայի առաջին աղբյուրի շնորհիվ մի շարք բացահայտումներ արվեցին։

1820 թվականին դանիացի գիտնական Հանս Քրիստիան Էրստեդը պարզել է, որ մագնիսական ասեղը շեղվում է ցանցում ներառված հաղորդիչի կողքին։ Կողմնացույցի դրական բևեռը միշտ գտնվում է որոշակի ձևով հոսանքի ուղղության նկատմամբ: Գիտնականը փորձեր է կատարել բոլոր հնարավոր երկրաչափություններով՝ հաղորդիչը գտնվում էր սլաքի վերևում կամ ներքևում, դրանք տեղակայված էին զուգահեռ կամ ուղղահայաց։ Արդյունքը միշտ նույնն էր՝ ներառված հոսանքը մագնիսին շարժեց։ Այսպիսով, սպասվում էր էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի ֆենոմենի բացահայտումը։

Սակայն գիտնականների գաղափարը պետք է հաստատվի փորձով։ Օերսթեդի փորձից անմիջապես հետո անգլիացի ֆիզիկոս Մայքլ Ֆարադեյը հարցրեց. «Մագնիսական և. էլեկտրական դաշտուղղակի ազդում են միմյանց վրա, թե՞ նրանք ավելի սերտ կապված են: Գիտնականն առաջինն էր, ով փորձարկեց այն ենթադրությունը, որ եթե էլեկտրական դաշտը հանգեցնում է մագնիսացված առարկայի շեղմանը, ապա մագնիսը պետք է հոսանք առաջացնի:

Փորձի սխեման պարզ է. Այժմ ցանկացած ուսանող կարող է կրկնել այն: Նիհար մետաղալարոլորվել է զսպանակի տեսքով։ Դրա ծայրերը միացված էին սարքին, որն արձանագրում էր հոսանքը: Երբ մագնիսը շարժվում էր կծիկի կողքով, սարքի սլաքը ցույց էր տալիս լարումը էլեկտրական դաշտ. Այսպիսով, ստացվեց Ֆարադեյի էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքը:

Փորձերի շարունակություն

Բայց դա այն ամենը չէ, ինչ արել է գիտնականը: Քանի որ մագնիսական և էլեկտրական դաշտերը սերտորեն կապված են, անհրաժեշտ էր պարզել, թե որքան:

Դա անելու համար Ֆարադեյը հոսանք բերեց մի ոլորուն և հրեց այն մեկ այլ նմանատիպ ոլորուն ներս, որի շառավիղն ավելի մեծ էր, քան առաջինը: Նորից էլեկտրաէներգիա է մտցվել։ Այսպիսով, գիտնականն ապացուցեց՝ շարժվող լիցքը առաջացնում է ինչպես էլեկտրական, այնպես էլ մագնիսական դաշտըմիաժամանակ։

Արժե ընդգծել, որ խոսքը մագնիսի կամ մագնիսական դաշտի շարժման մասին է զսպանակի փակ օղակի ներսում։ Այսինքն՝ հոսքը պետք է անընդհատ փոխվի։ Եթե ​​դա տեղի չունենա, հոսանք չի առաջանում:

Բանաձև

Ֆարադեի օրենքը էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի համար արտահայտվում է բանաձևով

Եկեք վերծանենք կերպարները.

ε-ն նշանակում է EMF կամ էլեկտրաշարժիչ ուժ: Այս մեծությունը սկալյար է (այսինքն՝ ոչ վեկտոր) և ցույց է տալիս այն աշխատանքը, որը գործադրում են բնության որոշ ուժեր կամ օրենքներ հոսանք ստեղծելու համար։ Հարկ է նշել, որ աշխատանքը պետք է կատարվի ոչ էլեկտրական երեւույթներով։

Φ-ն մագնիսական հոսքն է փակ շղթայի միջով: Այս արժեքը մյուս երկուսի արտադրյալն է՝ մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորի B մոդուլը և փակ հանգույցի տարածքը: Եթե ​​մագնիսական դաշտը գործում է ուրվագծի վրա ոչ խիստ ուղղահայաց, ապա արտադրանքին ավելացվում է B վեկտորի և մակերեսի նորմալի միջև անկյան կոսինուսը:

Բացահայտման հետևանքները

Այս օրենքին հետևեցին մյուսները։ Հետագա գիտնականները սահմանեցին լարվածության կախվածություն էլեկտրական հոսանքհզորությունից, դիմադրություն հաղորդիչ նյութից։ Ուսումնասիրվեցին նոր հատկություններ, ստեղծվեցին անհավանական համաձուլվածքներ։ Վերջապես մարդկությունը վերծանել է ատոմի կառուցվածքը, խորացել աստղերի ծննդյան ու մահվան գաղտնիքի մեջ և բացել կենդանի էակների գենոմը։

Եվ այս բոլոր ձեռքբերումները պահանջում էին հսկայական ռեսուրսներ և, առաջին հերթին, էլեկտրաէներգիա: Ցանկացած արտադրություն կամ լայնածավալ գիտական ​​հետազոտություն իրականացվել է, որտեղ երեք բաղադրիչ կար՝ որակյալ կադրեր, ուղղակիորեն այն նյութը, որի հետ կարելի է աշխատել և էժան էլեկտրաէներգիա:

Եվ դա հնարավոր էր այնտեղ, որտեղ բնության ուժերը կարող էին ռոտորին փոխանցել պտտման մեծ ակնթարթ. գետեր մեծ բարձրությունների տարբերությամբ, հովիտներ ուժեղ քամիներ, ավելցուկային գեոմագնիսական էներգիայի անսարքություններ.

Հետաքրքիր է, որ էլեկտրաէներգիա ստանալու ժամանակակից միջոցը սկզբունքորեն չի տարբերվում Ֆարադեյի փորձերից։ Մագնիսական ռոտորը շատ արագ պտտվում է մետաղալարերի մեծ կծիկի ներսում: Մագնիսական դաշտը ոլորունում անընդհատ փոխվում է, և առաջանում է էլեկտրական հոսանք:

Իհարկե, ընտրված լավագույն նյութըմագնիսի և հաղորդիչների համար, և ամբողջ գործընթացի տեխնոլոգիան բոլորովին այլ է: Բայց էությունը մեկ բան է՝ կիրառվում է սկզբունք, որը բաց է ամենապարզ համակարգի վրա։

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 էլեկտրամագնիսական ալիքների գոյությունը։ 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 միանգամայն 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 հայտնագործությունն ուներ կարևորությունըոչ 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 այդ հիմնարարներին գիտական ​​բացահայտումներորոնք նկատելի հետք են թողնում մարդկության 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 սովորելիս նա գրքեր էր կարդում հատկապես քիմիայից, ինքն էլ քիմիական փորձեր էր անում։ լսելով հանրային դասախոսություններհայտնի քիմիկոս Դեյվիին, նա վերջապես համոզվեց, որ իր մասնագիտությունը գիտությունն է, և դիմեց նրան թագավորական ինստիտուտում աշխատանքի ընդունվելու խնդրանքով: 1813 թվականից, երբ Ֆարադեյն ընդունվեց ինստիտուտ՝ որպես լաբորանտ, և մինչև իր մահը (1867 թ. օգոստոսի 25), նա ապրեց 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 հայտնաբերումն 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:

B պարույրը 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 առաջացել 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 «Նյութերի նոր էլեկտրական վիճակի մասին», Ֆարադեյը առաջին անգամ փորձ է արվում նկարագրել էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայում դրսևորված մարմինների նոր հատկությունները: Այս հայտնաբերված հատկությունը նա անվանում է «էլեկտրոնային վիճակ»։ Սա դաշտի գաղափարի առաջին ծիլն է, որը հետագայում ձևավորվեց Ֆարադեյի կողմից և նախ ձևակերպվեց հենց Մաքսվելի կողմից: Առաջին շարքի չորրորդ բաժինը նվիրված է Արագոյի երևույթի բացատրությանը։ Ֆարադեյը ճիշտ է դասակարգում այս երեւույթը որպես ինդուկցիա եւ փորձում է «էլեկտրականության նոր աղբյուր ձեռք բերել» այս երեւույթի օգնությամբ։ 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՝ փոփոխականի շուրջ մագնիսական հոսքպտտվող էլեկտրական դաշտ է առաջանում, ինչպես որ պտտվող մագնիսական դաշտն առաջանում է էլեկտրական հոսանքի շուրջ: Այս հիմնարար փաստը Մաքսվելն ընդհանրացրել է իր երկու հավասարումների տեսքով էլեկտրամագնիսական դաշտ.

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, իոններև 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 «էլեկտրականացման» գաղափարը, ատոմային կառուցվածքըէլեկտրաէներգիան և էլեկտրաէներգիայի ատոմը կամ, ինչպես Ֆարադեյն է ասում, «էլեկտրականության բացարձակ քանակությունը», 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 լիցք, ինչպես ցույց տվեց ֆիզիկայի հետագա զարգացումը, 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 ապահովվում է ինդուկցիայի միջոցով: Բոլոր երևույթները Լարմաններառել ինդուկցիայի սկիզբը» ***: Ֆարադեյի այս հայտարարությունների իմաստն այն է, որ ցանկացած էլեկտրական դաշտ («լարման երևույթ» - Ֆարադեյի տերմինաբանությամբ) անպայման 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 էր էլեկտրատեխնիկայում հետադարձելիության հայտնի սկզբունքը էլեկտրամագնիսական մեքենաներԵթե ​​դուք պտտում եք կծիկը մագնիսի բևեռների միջև, այն առաջացնում է հոսանք. 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 պատրաստեց 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 (Ջուլի 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 ինքնաինդուկցիայի ֆենոմենը, 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 է իր բնույթը, - եզրակացնում է Հենրին, - չի ներկայացվում (օգտագործելով Ֆրանկլինի տեսությունը. - Պ. Կ.) որպես անկշիռ հեղուկի մեկ տեղափոխում 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 այս ֆունկցիան անվանեց 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 թ Ուիլյամ Թոմսոն(1824-1907) տվել է մաթեմատիկական տեսությունկոնդենսատորի տատանողական լիցքաթափում և սահմանեց տատանումների շրջանի կախվածությունը տատանողական շղթայի պարամետրերից (Թոմսոնի բանաձև):

1858 թ P. Blaserna(1836-1918) վերցրեց էլեկտրական տատանումների փորձնական ռեզոնանսային կորը, ուսումնասիրելով լիցքաթափող սխեմայի գործողությունը, որը պարունակում է կոնդենսատորի բանկա և փակող հաղորդիչներ դեպի կողային միացում, ինդուկացված հաղորդիչի փոփոխական երկարությամբ: Նույն 1858 թ Վիլհելմ Ֆեդերսեն(1832-1918 թթ.) 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:

Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա- սա մի երևույթ է, որը բաղկացած է փակ հաղորդիչում էլեկտրական հոսանքի առաջացումից՝ մագնիսական դաշտի փոփոխության արդյունքում, որում այն ​​գտնվում է: Այս երևույթը հայտնաբերել է անգլիացի ֆիզիկոս Մ.Ֆարադեյը 1831 թվականին։ Դրա էությունը կարելի է բացատրել մի քանի պարզ փորձերով։

Նկարագրված է Ֆարադեյի փորձերում ստանալու սկզբունքը փոփոխական հոսանք օգտագործվում է ինդուկցիոն գեներատորներում, որոնք արտադրում են էլեկտրական էներգիա ջերմային կամ հիդրոէլեկտրակայաններում: Գեներատորի ռոտորի ռոտացիայի դիմադրությունը, որն առաջանում է, երբ ինդուկցիոն հոսանքը փոխազդում է մագնիսական դաշտի հետ, հաղթահարվում է ռոտորը պտտվող գոլորշու կամ հիդրավլիկ տուրբինի աշխատանքի շնորհիվ։ Նման գեներատորներ վերածել մեխանիկական էներգիան էլեկտրական էներգիայի .

Ոլորտային հոսանքներ կամ Ֆուկոյի հոսանքներ

Եթե ​​փոփոխական մագնիսական դաշտում տեղադրվում է զանգվածային հաղորդիչը, ապա այս հաղորդիչում էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթի պատճառով առաջանում են պտտվող ինդուկցիոն հոսանքներ, որոնք կոչվում են. Ֆուկոյի հոսանքներ.

Փոթորիկ հոսանքներառաջանում է նաև, երբ զանգվածային հաղորդիչը շարժվում է տարածության մեջ հաստատուն, բայց անհամասեռ մագնիսական դաշտում: Ֆուկոյի հոսանքները այնպիսի ուղղություն ունեն, որ մագնիսական դաշտում նրանց վրա ազդող ուժը դանդաղեցնում է հաղորդիչի շարժումը։ Ոչ մագնիսական նյութից պատրաստված ամուր մետաղական թիթեղի տեսքով ճոճանակը, որը տատանվում է էլեկտրամագնիսական բևեռների միջև, կտրուկ կանգ է առնում, երբ մագնիսական դաշտը միացված է։

Շատ դեպքերում Ֆուկոյի հոսանքներից առաջացած ջեռուցումը վնասակար է և պետք է լուծվի: Տրանսֆորմատորների միջուկները, էլեկտրական շարժիչների ռոտորները պատրաստված են առանձին երկաթե թիթեղներից, որոնք առանձնացված են մեկուսիչի շերտերով, որոնք կանխում են մեծ ինդուկցիոն հոսանքների զարգացումը, իսկ թիթեղներն իրենք պատրաստված են բարձր դիմադրողականությամբ համաձուլվածքներից:

Էլեկտրամագնիսական դաշտ

Անշարժ լիցքերով ստեղծված էլեկտրական դաշտը ստատիկ է և գործում է լիցքերի վրա։ Ուղղակի հոսանքը ժամանակի ընթացքում առաջացնում է մագնիսական դաշտի հաստատուն տեսք, որը գործում է շարժվող լիցքերի և հոսանքների վրա: Էլեկտրական և մագնիսական դաշտերը այս դեպքում գոյություն ունեն միմյանցից անկախ։

Երևույթ էլեկտրամագնիսական ինդուկցիացույց է տալիս այդ դաշտերի փոխազդեցությունը, որը նկատվում է այն նյութերում, որոնցում առկա են անվճար լիցքեր, այսինքն՝ հաղորդիչներում: Փոփոխական մագնիսական դաշտը ստեղծում է փոփոխական էլեկտրական դաշտ, որը, գործելով ազատ լիցքերի վրա, առաջացնում է էլեկտրական հոսանք։ Այս հոսանքը, լինելով փոփոխական, իր հերթին առաջացնում է փոփոխական մագնիսական դաշտ, որը նույն հաղորդիչում ստեղծում է էլեկտրական դաշտ և այլն։

Փոփոխական էլեկտրական և փոփոխական մագնիսական դաշտերի համակցությունը, որոնք առաջացնում են միմյանց, կոչվում է էլեկտրամագնիսական դաշտ. Այն կարող է գոյություն ունենալ այնպիսի միջավայրում, որտեղ ազատ լիցքեր չկան, և տարածության մեջ տարածվում է էլեկտրամագնիսական ալիքի տեսքով։

դասական էլեկտրադինամիկա- մարդկային մտքի ամենաբարձր նվաճումներից մեկը: Նա մեծ ազդեցություն ունեցավ հետագա զարգացման վրա մարդկային քաղաքակրթություն, կանխատեսելով էլեկտրամագնիսական ալիքների գոյությունը։ Սա հետագայում հանգեցրեց ռադիոյի, հեռուստատեսության, հեռահաղորդակցության համակարգերի, արբանյակային նավիգացիայի, ինչպես նաև համակարգիչների, արդյունաբերական և կենցաղային ռոբոտների և ժամանակակից կյանքի այլ ատրիբուտների ստեղծմանը:

անկյունաքար Մաքսվելի տեսություններըպնդումն էր, որ միայն փոփոխական էլեկտրական դաշտը կարող է ծառայել որպես մագնիսական դաշտի աղբյուր, ինչպես որ փոփոխական մագնիսական դաշտը ծառայում է որպես էլեկտրական դաշտի աղբյուր, որը հաղորդիչում ինդուկցիոն հոսանք է ստեղծում։ Հաղորդավարի առկայությունը այս դեպքում պարտադիր չէ՝ դատարկ տարածության մեջ առաջանում է նաև էլեկտրական դաշտ։ Փոփոխական էլեկտրական դաշտի գծերը, ինչպես մագնիսական դաշտի գծերը, փակ են։ Էլեկտրամագնիսական ալիքի էլեկտրական և մագնիսական դաշտերը հավասար են։

Էլեկտրամագնիսական ինդուկցիա դիագրամներում և աղյուսակներում

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:
«Վերք լայն փայտե կծիկի վրա պղնձի մետաղալար 203 ոտնաչափ երկարությամբ, իսկ դրա պտույտների միջև փաթաթված է նույն երկարությամբ, բայց մեկուսացված առաջին բամբակյա թելից։ 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 արձանագրված 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 ռոտացիայի 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.
AT
\

\
\
\
\
\
\
\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։

2.7. ԷԼԵԿՏՐԱՄԱԳՆԻՍԱԿԱՆ Ինդուկցիայի ՖԵՆՈՄԵՆԻ ԲԱՑԱՀԱՅՏՈՒՄ.

Ժամանակակից էլեկտրատեխնիկայում մեծ ներդրում է ունեցել անգլիացի գիտնական Մայքլ Ֆարադեյը, ում աշխատանքները, իր հերթին, պատրաստվել են էլեկտրական և մագնիսական երևույթների ուսումնասիրության նախորդ աշխատություններով։

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՝ ինքնահուզվող DC գեներատոր, այսինքն. հայտնվեց էլեկտրական էներգիայի հուսալի, խնայող և հեշտ օգտագործվող աղբյուր։ 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 կապվում է ամենակարևոր և, հետևաբար, ամենահայտնի հայտնագործության՝ էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի ֆենոմենի 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 ուսումնասիրությունները, 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 արվեստագետի կտավի հարվածները, միասին վերցված, դրանք կազմում են երկու խնդիրների համապարփակ ուսումնասիրության զարմանալի պատկեր՝ էներգիայի տարբեր ձևերի փոխադարձ փոխակերպումներ և շրջակա միջավայրի ֆիզիկական բովանդակություն:

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

1, 2 - թասեր սնդիկով; 3 - շարժական մագնիս; 4 - ստացիոնար մագնիս; 5, 6 - լարերը, որոնք գնում են գալվանական բջիջների մարտկոց; 7 - պղնձե ձող; 8 - ֆիքսված հաղորդիչ; 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 առանձնահատկությունների 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 շարունակական շարժում ունեցող մագնիսական էլեկտրական սարք, միանգամայն օրինական է այս սարքով սկսել էլեկտրական մեքենաների պատմությունը 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 «փոխարինելիության» վարկածի վավերականության մեջ բացարձակ համոզվածությունը 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 ինքնահոսքի 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 ավարտվել է «վոլտա-էլեկտրական» (Մ. Ֆարադեյի տերմինաբանությամբ) ինդուկցիայի ֆենոմենը ցուցադրող փորձով (նկ. 2.13, ա- 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 հստակ 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 էլեկտրամագնիսական երևույթների շատ հավանական բացատրություններ՝ օգտագործելով գաղափարը. այս առաձգական գծերը, որոնք նման են ռետինե թելերին:

Անցել է ավելի քան մեկուկես դար, և մենք դեռ չենք գտել ինդուկցիայի և էլեկտրամեխանիկական գործողությունների հետ կապված երևույթները բացատրելու ավելի պատկերավոր միջոց և սխեմա, քան Ֆարադեյի գծերի հայտնի հայեցակարգը, որը մեզ դեռ նյութապես ընկալելի է թվում:

From D.F. Արագո Մ. Ֆարադայը իսկապես էլեկտրաէներգիայի նոր աղբյուր է ստեղծել: Ալյումինե կամ պղնձե սկավառակը պտտեցնելով 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 աշխատանքները վերլուծելիս հստակ դրսևորվում է ընդհանուր միտքը, որը զարգացրել է մեծ գիտնականը 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։ Համոզվածությունը փոխադարձ փոխակերպումների համընդհանուրության մեջ Մ.Ֆարադեյին ստիպեց նույնիսկ դիմել մի կողմից մագնիսականության և էլեկտրականության, մյուս կողմից գրավիտացիայի փոխհարաբերությունների ուսումնասիրությանը: Ճիշտ է, Ֆարադեյի սրամիտ փորձերը չտվեցին դրական արդյունք, բայց դա չսասանեց նրա վստահությունը այս երեւույթների միջեւ կապի առկայության վերաբերյալ։

Մ.Ֆարադեյի կենսագիրները սիրում են ընդգծել այն փաստը, որ Մ.Ֆարադեյը խուսափում էր օգտագործել մաթեմատիկա, որը գտնվում է նրա բազմաթիվ հարյուրավոր էջերում: Փորձարարական հետազոտությունէլեկտրաէներգիայի վրա» մեկ մաթեմատիկական բանաձև չկա. Այս առումով տեղին է մեջբերել Մ.Ֆարադեյի հայրենակից, մեծ ֆիզիկոս Ջեյմս Քլարկ Մաքսվելի (1831–1879) հայտարարությունը. մաթեմատիկական նշաններ. Ես նաև պարզեցի, որ այս մեթոդը կարելի է արտահայտել սովորական մաթեմատիկական ձևով և այդպիսով համեմատվել 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 դեռ 1832 թվականին փայլուն գիտնականը համարձակվեց առաջարկել, որ. էլեկտրամագնիսական գործընթացներունեն ալիքային բնույթ՝ մագնիսական տատանումներով և էլեկտրական ինդուկցիայով, որոնք 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 հետազոտական ​​արդյունքներ ... հանգեցրին ինձ այն եզրակացության, որ ժամանակ է պահանջվում մագնիսական էֆեկտի տարածման համար, 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 հնագույն Ուրն է: Այն հսկայական է և բազմակողմանի։ Դա գրեթե մի ամբողջ պետություն է: Այգիներ, պալատներ, արհեստանոցներ, համալիր հիդրոտեխնիկական կառույցներ, կրոնական շինություններ Փոքր կավագործության 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 այնպիսի աստիճանով, 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 այն թողարկվեց գաղտնի հրամանագիրՆախարարների խորհուրդը և ԽՄԿԿ Կենտրոնական կոմիտեն հիմնավորապես նոր ծանր բանակային բեռնատարների և ավտոմոբիլային գնացքների ընտանիքների սովետական ​​հիմնական ավտոմոբիլային գործարաններում, որոնք պատրաստված են ըստ պահանջների.

Նռնակի խշշոց գրքից հեղինակ Պրիշչեպենկո Ալեքսանդր Բորիսովիչ

5.19. Ինչու՞ եք սիրում մշտական ​​մագնիսներ: Դաշտային ինդուկցիան չափող տնական սարք։ 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 ԲԱՑԱՀԱՅՏՈՒՄ ԵՎ ՆՐԱ ԳՈՐԾՆԱԿԱՆ ՕԳՏԱԳՈՐԾՈՒՄԸ Վ.Վ. Պետրովան ներկայացնում է իր հայտնագործությունը 1802 թ էլեկտրական աղեղերկու ածխածնային էլեկտրոդների միջև, որոնք միացված են բարձր աղբյուրի բևեռներին

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 էլեկտրաֆիկացման սկիզբը Մագնիսական ասեղի վրա «էլեկտրական կոնֆլիկտի» ազդեցության բացահայտումը լատիներենփոքր գրքույկ

Մենք նաև խորհուրդ ենք տալիս

• Հայրենական մեծ պատերազմի հերոս ռահվիրաներ Հայրենական պատերազմի հերոսների ներկայացում
• Շնորհանդես «Նախադպրոցական տարիքի երեխաների կեցվածքի ձևավորումը երեխաների ճիշտ կեցվածքի հիգիենա
• Մարդու մարմնի գիտություններ
• «Ռոբոտաշինության զարգացման պատմություն և հեռանկարներ» շնորհանդես
• Պոլովցիների հետ Ռուսաստանի պայքարի արժեքը
• Ասիան և Աֆրիկան ​​Երկրորդ համաշխարհային պատերազմից հետո