>> 오프닝 전자기 유도

2장. 전자기 유도

지금까지 시간이 지남에 따라 변하지 않는 전기장과 자기장에 대해 알아보았습니다. 정전기장은 움직이지 않는 하전 입자에 의해 생성되고 자기장은 움직이는 입자, 즉 전류에 의해 생성된다는 것이 발견되었습니다. 이제 시간이 지남에 따라 변하는 전기장과 자기장에 대해 알아봅시다.

최대 중요한 사실, 발견된 는 전기장과 자기장 사이의 가장 가까운 관계입니다. 시변 자기장이 생성된다는 것이 밝혀졌습니다. 전기장, 그리고 변화하는 전기장은 자기입니다. 필드 간의 이러한 연결이 없으면 전자기력의 다양한 표현이 실제로 관찰되는 것만큼 광범위하지 않을 것입니다. 전파나 빛은 없을 것입니다.

§ 8 전자기 유도의 발견

1821년 M. Faraday는 일기에 "자기를 전기로 바꾸십시오."라고 썼습니다. 10년 후, 이 문제는 그가 해결했습니다.

최초라는 것은 우연이 아니다. 결정적인 단계전자기 상호 작용의 새로운 속성 발견은 전자기장에 대한 아이디어의 창시자인 M. Faraday에 의해 이루어졌습니다. 자기 현상. 그 덕분에 그는 기계적 에너지를 전류 에너지로 변환하는 전 세계 모든 발전소의 발전기 설계의 기초가 된 발견을 했습니다. (다른 원리로 작동하는 소스: 갈바니 전지, 배터리 등은 생성된 전기 에너지의 미미한 부분을 제공합니다.)

M. Faraday는 전류가 철 조각을 자화할 수 있다고 주장했습니다. 자석이 차례로 전류를 일으킬 수 있습니까? 장기이 연결을 찾을 수 없습니다. 중요한 것, 즉 움직이는 자석 또는 시간에 따라 변하는 자기장이 전기코일에.

어떤 종류의 사고가 발견을 막을 수 있는지는 다음 사실을 보여줍니다. 패러데이와 거의 동시에 스위스 물리학자 콜라돈은 자석을 사용하여 코일에 전류를 공급하려고 했습니다. 그의 작업 과정에서 그는 검류계를 사용했는데, 그 검류계는 그 장치의 코일 내부에 삽입된 가벼운 자성 바늘이었습니다. 자석이 화살표에 직접적인 영향을 미치지 않도록 Colladon이 자석을 도입한 코일의 끝 부분은 전류가 흐르기를 바라는 마음으로 밖으로 나와 있습니다. 인접한 방검류계에 연결되어 있습니다. 코일에 자석을 삽입한 Colladon은 다음 방으로 갔고 검류계에 전류가 표시되지 않는다는 확신에 실망했습니다. 그가 검류계를 항상 볼 수 있고 누군가에게 자석으로 작업할 것을 요청할 수만 있다면 놀라운 발견이 이루어질 것입니다. 그러나 이것은 일어나지 않았습니다. 코일에 대해 정지해 있는 자석은 코일에 전류를 일으키지 않습니다.

수업 내용 수업 요약지원 프레임 수업 프레젠테이션 가속 방법 대화형 기술 관행 과제 및 연습 자체 검사 워크샵, 교육, 사례, 퀘스트 숙제 토론 질문 학생들의 수사학적 질문 삽화 오디오, 비디오 클립 및 멀티미디어사진, 그림 그래픽, 표, 계획 유머, 일화, 농담, 만화 비유, 속담, 십자말풀이 퍼즐, 인용문 애드온 초록기사 호기심을 위한 칩 치트 시트 교과서 기본 및 추가 용어집 기타 교과서 및 수업 개선교과서의 오류 수정쓸모없는 지식을 새로운 지식으로 교체하는 수업에서 혁신의 교과서 요소의 단편 업데이트 교사 전용 완벽한 수업 달력 계획 1년 동안 지침토론 프로그램 통합 수업

수업 주제:

전자기 유도의 발견. 자속.

표적: 학생들에게 전자기 유도 현상을 소개합니다.

수업 중

I. 조직적 순간

Ⅱ. 지식 업데이트.

1. 정면 조사.

• 암페르의 가설은 무엇입니까?
• 투자율이란 무엇입니까?
• 어떤 물질을 파라 및 반자성체라고 합니까?
• 페라이트란?
• 페라이트는 어디에 사용됩니까?
• 지구 주위에 자기장이 있다는 것을 어떻게 알 수 있습니까?
• 지구의 북극과 남극은 어디에 있습니까?
• 지구의 자기권에서는 어떤 과정이 일어나는가?
• 지구 근처에 자기장이 존재하는 이유는 무엇입니까?

2. 실험 분석.

실험 1

스탠드의 자침을 삼각대의 하단으로 가져간 다음 상단으로 가져왔습니다. 화살표는 왜 남극이있는 양쪽에서 삼각대의 하단으로, 상단 - 북쪽 끝으로 회전합니까?(모든 철 물체는 지구의 자기장에 있습니다. 이 자기장의 영향으로 자화되고 물체의 아래쪽은 북극을 감지하고 상단은 남쪽을 감지합니다.)

실험 2

큰 코르크 마개에 철사 조각을 위한 작은 홈을 만드십시오. 코르크 마개를 물 속으로 내리고 그 위에 철사를 놓고 평행선을 따라 놓습니다. 이 경우 와이어는 코르크와 함께 자오선을 따라 회전되어 설치됩니다. 왜요?(와이어는 자화되어 자침처럼 지구 자기장에 고정되어 있습니다.)

III. 새로운 자료 배우기

움직이는 전하 사이에는 자기력이 있습니다. 자기 상호 작용은 움직이는 전하 주위에 존재하는 자기장의 개념을 기반으로 설명됩니다. 전기장과 자기장은 동일한 소스(전하)에 의해 생성됩니다. 그들 사이에 연결이 있다고 가정 할 수 있습니다.

1831년 M. Faraday는 이것을 실험적으로 확인했습니다. 그는 전자기 유도 현상을 발견했습니다(슬라이드 1.2).

실험 1

우리는 검류계를 코일에 연결하고 그것을 앞으로 내놓을 것입니다. 영구 자석. 검류계 바늘의 편차를 관찰하면 전류(유도)가 나타납니다(슬라이드 3).

도체의 전류는 도체가 교류 자기장의 작용장에 있을 때 발생합니다(슬라이드 4-7).

패러데이는 교번 자기장을 주어진 윤곽으로 둘러싸인 표면을 관통하는 힘의 선 수의 변화로 표현했습니다. 이 숫자는 유도에 따라 다릅니다.에 자기장, 윤곽 영역에서에스 그리고 주어진 분야에서의 방향.

F \u003d BS cos a - 자속.

F [Wb] Weber(슬라이드 8)

유도 전류는 회로를 관통하는 자속이 감소하는지 증가하는지에 따라 다른 방향을 가질 수 있습니다. 유도 전류의 방향을 결정하는 규칙은 1833년에 공식화되었습니다. E. X. 렌츠.

실험 2

영구 자석을 가벼운 알루미늄 링에 밀어 넣습니다. 반지는 그것에서 반발하고, 확장되면 자석에 끌립니다.

결과는 자석의 극성에 의존하지 않습니다. 반발력과 인력은 유도 전류의 출현으로 설명됩니다.

자석을 밀어 넣으면 링을 통과하는 자속이 증가합니다. 이 경우 링의 반발력은 다음을 보여줍니다. 유도 전류자기장의 유도 벡터가 외부 자기장의 유도 벡터와 반대 방향인 방향을 가지고 있습니다.

렌츠의 법칙:

유도 전류는 항상 자기장이 자속의 변화를 방지하는 방향을 가지며, 외모를 일으키는유도 전류(슬라이드 9).

IV. 실험실 작업 수행

"Lenz 규칙의 실험적 검증"이라는 주제에 대한 실험실 작업

장치 및 재료:밀리암미터, 코일 코일, 아치형 자석.

작업 과정

1. 테이블을 준비합니다.

물리학 발전의 새로운 시대는 패러데이의 독창적인 발견으로 시작됩니다. 전자기 유도.이 발견에서 새로운 아이디어로 기술을 풍요롭게 하는 과학의 능력이 분명히 나타났습니다. 이미 패러데이 자신은 자신의 발견을 기반으로 전자파의 존재를 예견했습니다. 1832년 3월 12일 그는 "새로운 견해, 이제 봉인된 봉투에 넣어 왕립 학회 기록 보관소에 보관할 것"이라는 문구가 적힌 봉투를 봉인했습니다. 이 봉투는 1938년에 열렸습니다. Faraday는 유도 작용이 파동 방식으로 유한한 속도로 전파된다는 것을 아주 분명히 이해했습니다. "나는 전기 유도의 전파에 진동 이론을 적용하는 것이 가능하다고 생각합니다."라고 Faraday는 썼습니다. 동시에 그는 “자기 효과의 전파에는 시간이 걸린다. 즉 자석이 멀리 떨어진 다른 자석이나 철 조각에 작용할 때 영향을 미치는 원인(나는 이것을 자기라고 부르겠다)이 퍼진다. 자성체로부터 점차적으로 전파되며 분명히 매우 작은 것으로 판명될 전파에 일정 시간이 필요합니다. 또한 전기 유도도 정확히 같은 방식으로 전파된다고 믿습니다. 저는 자극으로부터의 자기력 전파가 다음과 유사하다고 믿습니다. 거친 수면의 진동, 또는 소리 진동공기 입자.

패러데이는 자신의 아이디어의 중요성을 이해하고 실험적으로 테스트할 수 없었지만 이 봉투의 도움으로 "자신을 위한 발견을 확보하고 따라서 실험적 확인의 경우 이 날짜를 선언할 권리를 갖기로 결정했습니다. 발견 날짜." 그래서 1832년 3월 12일 인류는 처음으로 존재의 개념에 도달했습니다. 전자파.이 날짜부터 발견의 역사가 시작됩니다 라디오.

그러나 패러데이의 발견은 중요성기술의 역사에서만이 아닙니다. 그것은 과학적 세계관의 발전에 지대한 영향을 미쳤습니다. 이 발견으로부터 물리학은 새 개체 - 물리적 필드.따라서 패러데이의 발견은 다음과 같은 근본적인 것들에 속합니다. 과학적 발견인류 문화의 전체 역사에서 눈에 띄는 흔적을 남겼습니다.

런던 대장장이의 아들 제본기 1791년 9월 22일 런던에서 태어났다. 독학으로 독학한 천재는 끝낼 기회조차 없었다. 초등학교그리고 스스로 과학의 길을 열었습니다. 제본을 공부하는 동안 그는 특히 화학에 관한 책을 읽었습니다. 화학 실험. 청취 공개 강의유명한 화학자 Davy는 마침내 자신의 직업이 과학임을 확신하고 Royal Institute에 고용되기를 요청했습니다. 1813년부터 패러데이는 연구소 조교로 입학하여 죽을 때까지(1867년 8월 25일) 과학계에서 살았습니다. 이미 1821년에 패러데이가 전자기 회전을 받았을 때 그는 "자기를 전기로 바꾸는 것"을 목표로 설정했습니다. 10년 간의 연구와 노력은 1871년 8월 29일 전자기 유도의 발견으로 절정에 달했습니다.

"한 조각의 23피트의 구리선이 큰 나무 드럼에 감겨 있었고, 동일한 전선의 다른 230피트가 첫 번째 권선의 회전 사이에 나선형으로 절연되어 있었는데, 금속 접촉은 수단으로 제거되었습니다. 이 나선 중 하나는 검류계에 연결되었고 다른 하나는 이중 구리판으로 된 4인치 제곱인치 판 100쌍으로 구성된 잘 충전된 배터리에 연결되었습니다. 검류계에 일시적이지만 아주 미미한 영향을 미치며 배터리와의 접촉이 열렸을 때도 유사한 약한 효과가 발생했습니다. 이것은 Faraday가 전류를 유도하는 첫 번째 경험을 설명한 방법입니다. 그는 이러한 종류의 유도를 볼타-전기 유도라고 불렀습니다. 그는 계속해서 현대의 원형인 철제 반지에 대한 자신의 주요 경험을 설명합니다. 변신 로봇.

"연철로 만든 둥근 막대로 고리를 용접했습니다. 금속의 두께는 7/8인치이고 고리의 외경은 6인치였습니다. 이 고리의 한 부분에는 약 24피트의 구리선, 1/20인치 두께의 코일은 철과 서로 절연되어 있습니다... 링의 길이를 따라 약 9인치를 차지합니다. 그들은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있습니다. 그룹은 A로 지정됩니다. 고리의 다른 부분에는 두 조각으로 약 60피트의 구리선이 같은 방식으로 감겨 있었습니다. 이것은 나선 B를 형성했으며 나선 A와 같은 방향을 갖지만 양쪽 끝에서 분리되었습니다. 베어 아이언으로 약 0.5인치 동안.

나선형 B 연결됨 구리선철에서 3피트 떨어진 곳에 검류계를 둡니다. 별도의 코일을 끝에서 끝으로 연결하여 공통 나선을 형성하고 끝이 4제곱인치의 판 10쌍으로 구성된 배터리에 연결되었습니다. 검류계는 즉시 반응했고 위에서 설명한 것보다 10배 더 강력한 나선을 사용했지만 철이 없는 관찰된 것보다 훨씬 강력했습니다. 그러나 연락을 유지했음에도 불구하고 조치는 중단되었습니다. 배터리와의 접촉이 열렸을 때 화살표는 다시 강하게 빗나갔지만 첫 번째 경우와 반대 방향으로 유도되었습니다.

Faraday는 중공 코일 내부에 철봉을 도입하는 직접적인 경험을 통해 철의 효과를 추가로 조사했습니다. 이 경우 "유도 전류는 검류계에 매우 강한 영향을 미쳤습니다." "그 후 일반 직원의 도움으로 유사한 조치가 취해졌습니다. 자석". 패러데이는 이 행동을 자기 유도,볼타유도와 자기유도의 성질은 같다고 가정한다.

설명 된 모든 실험은 Faraday의 고전 작품의 첫 번째 및 두 번째 섹션의 내용을 구성합니다. 실험적 연구 on electric", 1831년 11월 24일에 시작되었습니다. 이 시리즈의 세 번째 섹션인 "On the New Electrical State of Matter"에서 패러데이는 처음으로 전자기 유도에서 나타나는 물체의 새로운 속성을 설명하려고 시도합니다. 그는 이것을 다음과 같이 부릅니다. 그가 발견한 속성 "electrotonic state." 이것은 나중에 Faraday에 의해 형성되고 Maxwell에 의해 처음으로 정확하게 공식화된 아이디어 필드의 첫 번째 세균입니다. 첫 번째 시리즈의 네 번째 섹션은 Arago 현상을 설명하는 데 전념합니다. 패러데이는 이 현상을 유도 현상으로 정확하게 분류하고 이 현상의 도움으로 "새로운 전기 공급원을 얻으려고" 시도합니다. 구리 디스크가 자석의 극 사이를 이동할 때 슬라이딩 접점을 사용하여 검류계에서 전류를 얻습니다. 이것이 처음이었다 다이나모 머신.패러데이는 그의 실험 결과를 다음과 같이 요약했습니다. "따라서 일반 자석의 도움으로 일정한 전류를 생성하는 것이 가능하다는 것이 밝혀졌습니다." 패러데이는 이동 도체에서의 유도 실험에서 자석의 극, 이동 도체, 유도 전류의 방향 사이의 관계, 즉 "자기 전기 유도에 의한 전기 생산을 지배하는 법칙"을 추론했습니다. 그의 연구 결과, 패러데이는 "전류를 유도하는 능력은 원 주위에 위치한 자기가 전류 주위에 발생하고 전류에 의해 감지되는 것과 똑같은 방식으로 자기 합력 또는 힘 축을 중심으로 원으로 나타난다"는 것을 발견했습니다. *.

* (엠 패러데이,전기에 관한 실험적 연구, vol.I, Ed. AN SSSR, 1947, 57페이지.)

즉, 전류 주위에 와류 자기장이 발생하는 것처럼 교류 자속 주위에 와류 전기장이 발생합니다. 이 근본적인 사실은 맥스웰에 의해 전자기장의 두 방정식의 형태로 일반화되었습니다.

전자기 유도 현상, 특히 지구 자기장의 유도 작용에 대한 연구는 1832년 1월 12일에 시작된 "조사"의 두 번째 시리즈에도 할애됩니다. 1833년 1월 10일에 시작된 세 번째 시리즈, 패러데이는 신원 증명에 전념 다양한 종류전기: 정전기, 갈바닉, 동물, 자기전기(즉, 전자기 유도를 통해 얻음). 패러데이는 전기가 수신된다는 결론에 도달했습니다. 다른 방법들, 질적으로 동일하지만 행동의 차이는 양적입니다. 이것은 수지 및 유리 전기, 갈바니즘, 동물 전기의 다양한 "유체" 개념에 대한 최종 타격이었습니다. 전기는 하나의 극성인 것으로 밝혀졌습니다.

1833년 6월 18일에 시작된 Faraday의 Investigations의 다섯 번째 시리즈는 매우 중요합니다. 여기서 Faraday는 전기분해에 대한 연구를 시작하여 그의 이름을 딴 유명한 법칙을 수립하게 되었습니다. 이 연구는 1834년 1월 9일에 시작된 일곱 번째 시리즈에서 계속되었습니다. 이 마지막 시리즈에서 Faraday는 새로운 용어를 제안합니다. 그는 전해질에 전류를 공급하는 극을 호출할 것을 제안합니다. 전극,양극을 부르다 양극,그리고 부정적인 음극,그가 부르는 양극으로 가는 퇴적된 물질의 입자 음이온,음극으로 가는 입자들 - 양이온. 또한 그는 조건을 소유하고 있습니다. 전해질분해성 물질의 경우, 이온그리고 전기화학 등가물.이 모든 용어는 과학에서 확고하게 유지됩니다. 패러데이는 그가 발견한 법칙으로부터 올바른 결론을 이끌어냅니다. 절대량일반 물질의 원자와 관련된 전기. 패러데이는 "우리는 원자가 무엇인지에 대해 아무것도 알지 못하지만 그것에 대해 생각할 때 마음에 나타나는 어떤 작은 입자를 무의식적으로 상상합니다. 그것이 특별한 물질인지, 아니면 단순히 평범한 물질의 운동인지, 아니면 다른 종류의 힘이나 작용제인지조차 말할 수 없지만, 그럼에도 불구하고 우리로 하여금 물질의 원자가 어떻게든 그들은 전기력을 부여받거나 전기력과 연결되어 있으며, 서로에 대한 화학적 친화성을 포함하여 가장 놀라운 특성을 갖고 있습니다.

* (엠 패러데이,전기에 관한 실험적 연구, vol.I, Ed. AN SSSR, 1947년, 335페이지.)

따라서 패러데이는 물질의 "전기화"에 대한 아이디어를 명확하게 표현했으며, 원자 구조전기, 그리고 전기의 원자, 또는 패러데이가 말했듯이 "전기의 절대량"은 "그 행동에서 결정된 바와 같이,어느것처럼 그 양물질의 입자와 연결된 상태로 남아 있는 화학적 친화력.초등학교 전하, 보여진 바와 같이 추가 개발물리학은 실제로 패러데이의 법칙에서 결정할 수 있습니다.

Faraday의 "Investigations"의 9번째 시리즈는 매우 중요했습니다. 1834년 12월 18일에 시작된 이 시리즈는 자기 유도 현상, 닫힘과 열림의 추가 흐름을 다루었습니다. Faraday는 이러한 현상을 설명하면서 다음과 같은 특징이 있음을 지적합니다. 관성,그러나 자기 유도 현상은 에 의존한다는 사실에 의해 기계적 관성과 구별됩니다. 형태지휘자. Faraday는 "여분의 전류는 ...유도 전류와 동일합니다" * . 그 결과, 패러데이는 귀납 과정의 매우 넓은 의미에 대한 생각을 갖게 되었습니다. 1837년 11월 30일에 시작된 그의 11번째 조사 시리즈에서 그는 다음과 같이 말합니다. 전기적 현상, 분명히 그들 각각에 참여하고 실제로는 최초이자 본질적인 시작의 특징을 지니고 있습니다 "**. 특히 Faraday에 따르면 모든 충전 과정은 유도 과정이며, 편견반대 전하: "물질은 절대적으로 대전될 수 없고, 귀납과 동일한 법칙에 따라 상대적으로만 대전됩니다. 모든 전하는 귀납에 의해 뒷받침됩니다. 모든 현상 전압유도의 시작을 포함하십시오" ***. 패러데이의 이러한 진술의 의미는 모든 전기장(패러데이의 용어로 "전압 현상")은 필연적으로 매질에서의 유도 과정("변위" - Maxwell의 후기에서 이 과정은 매질의 특성, 패러데이 용어로 "인덕턴스" 또는 현대 용어로 "유전율"에 의해 결정됩니다. 구형 커패시터에 대한 패러데이의 경험은 공기에 대한 여러 물질의 유전율을 결정했습니다. 실험은 전자기 과정에서 매체의 필수적인 역할에 대한 아이디어에서 패러데이를 강화했습니다.

* (엠 패러데이,전기에 관한 실험적 연구, vol.I, Ed. AN SSSR, 1947, 445페이지.)

** (엠 패러데이,전기에 관한 실험적 연구, vol.I, Ed. AN SSSR, 1947, 478페이지.)

*** (엠 패러데이,전기에 관한 실험적 연구, vol.I, Ed. AN SSSR, 1947, 487페이지.)

전자기 유도 법칙은 상트 페테르부르크 아카데미의 러시아 물리학 자에 의해 크게 개발되었습니다. 에밀 크리스티아노비치 렌츠(1804-1865). 1833년 11월 29일, Lenz는 자신의 연구를 "전기역학적 유도에 의해 여기되는 갈바닉 전류의 방향 결정"에 대해 과학 아카데미에 보고했습니다. 렌츠는 패러데이의 자기전 유도가 암페르의 전자기력과 밀접한 관련이 있음을 보여주었다. "자기전기 현상을 전자기 현상으로 환원시키는 명제는 다음과 같다. 금속 도체가 갈바니 전류 또는 자석 근처에서 움직이면 갈바닉 전류가 그 방향으로 여기되어 이 도체가 고정되어 있으면 전류가 반대 방향으로 움직이게 할 수 있습니다. 정지한 도체는 운동 방향 또는 반대 방향으로만 이동할 수 있다고 가정합니다." * .

* (E. X. 렌츠,선택된 작품, Ed. AN SSSR, 1950, pp. 148-149.)

이 Lenz의 원리는 유도 과정의 에너지를 드러내고 에너지 보존 법칙을 확립하는 Helmholtz의 작업에서 중요한 역할을 했습니다. 렌츠 자신은 전기 공학에서 잘 알려진 가역성의 원리를 자신의 규칙에서 파생했습니다. 전자기 기계: 자석의 극 사이에서 코일을 회전시키면 전류가 발생합니다. 반대로 전류가 흐르면 회전합니다. 전기 모터는 발전기로, 그리고 그 반대도 마찬가지입니다. 렌츠는 자기전기 기계의 작용을 연구하면서 1847년 전기자 반응을 발견했습니다.

1842-1843년. 렌츠는 "갈바니 전류에 의한 열 발생 법칙"(1842년 12월 2일에 보고됨, 1843년에 출판됨)의 고전적인 연구를 발표했는데, 그는 줄의 유사한 실험(줄의 메시지가 1841년 10월에 나타났음) 훨씬 이전에 시작하여 Joule 간행물, "후자의 실험은 우리 동료인 Mr. Academician Hess가 이미 보여준 것처럼 일부 정당한 반대를 만날 수 있기 때문에" * . Lenz는 Helsingfors 교수 Johann Nerwander(1805-1848)가 발명한 장치인 접선 나침반을 사용하여 전류의 크기를 측정하고 그의 메시지의 첫 번째 부분에서 이 장치를 탐구합니다. 1843년 8월 11일에 보고된 "전선의 열 방출"의 두 번째 부분에서 그는 그의 유명한 법칙에 도달합니다.

"
1. 갈바닉 전류에 의한 전선의 가열은 전선의 저항에 비례합니다.
2. 갈바닉 전류에 의한 전선의 가열은 가열에 사용된 전류의 제곱에 비례합니다.

* (E. X. 렌츠,선택된 작품, Ed. AN SSSR, 1950, 361페이지.)

** (E. X. 렌츠,선택된 작품, Ed. AN SSSR, 1950년, 441페이지.)

Joule-Lenz 법칙은 에너지 보존 법칙을 확립하는 데 중요한 역할을 했습니다. 전기 및 자기 현상에 대한 과학의 전체 발전은 자연의 힘의 단일성에 대한 아이디어, 이러한 "힘"의 보존에 대한 아이디어로 이어졌습니다.

패러데이와 거의 동시에 미국 물리학자는 전자기 유도를 관찰했습니다. 조셉 헨리(1797-1878). Henry는 2,000파운드의 하중을 지탱하는 저저항 갈바니 전지로 구동되는 대형 전자석(1828)을 만들었습니다. Faraday는 이 전자석에 대해 언급하고 그 도움으로 열었을 때 강한 스파크를 얻을 수 있음을 나타냅니다.

Henry(1832)는 자기 귀납 현상을 처음으로 관찰했으며, 그의 우선 순위는 자기 귀납의 단위인 "henry"의 이름으로 표시됩니다.

1842년 헨리 설립 진동 특성라이덴 병의 배출. 그가 이 현상을 조사한 얇은 유리 바늘은 다른 극성으로 자화되었지만 방전 방향은 변하지 않았습니다. "방출은 그 성질이 무엇이든 간에"(프랭클린의 이론을 사용하여 - P.K.를 사용하여) 한 판에서 다른 판으로의 무중력 유체의 단일 이동으로 표현되지 않습니다. 발견된 현상은 주방전의 존재를 인정하게 합니다. 한 방향으로, 그리고 나서 균형에 도달할 때까지 계속되는 몇 가지 이상한 전후진 움직임, 각각은 마지막 것보다 약합니다.

유도 현상이 주요 주제가 됩니다. 물리 연구. 1845년 독일의 물리학자 프란츠 노이만(1798-1895) 수학적 표현을 제공 유도 법칙, Faraday와 Lenz의 연구를 요약합니다.

유도 기전력은 Neumann에 의해 전류를 유도하는 일부 기능의 시간 도함수와 상호 작용하는 전류의 상호 구성으로 표현되었습니다. Neumann은 이 함수를 전기 역학 잠재력.그는 또한 상호 유도 계수에 대한 표현을 발견했습니다. 1847년 그의 에세이 "힘의 보존에 관하여"에서 헬름홀츠는 에너지 고려에서 전자기 유도 법칙에 대한 노이만 표현을 유도합니다. 같은 에세이에서 Helmholtz는 커패시터의 방전은 "... 한 방향으로의 단순한 전기 이동이 아니라 ... 진동 형태로 두 판 사이에서 한 방향 또는 다른 방향으로의 흐름"이라고 주장합니다. 점점 더 작아지고, 마침내 모든 살아있는 힘이 저항의 합에 의해 파괴될 때까지.

1853년 윌리엄 톰슨(1824-1907) 준 수학 이론커패시터의 진동 방전 및 매개 변수에 대한 진동 기간의 의존성 설정 진동 회로(톰슨의 공식).

1858년 P. 블라세르나(1836-1918)은 전기 진동의 실험적인 공진 곡선을 취하여 다양한 길이의 유도 전도체를 사용하여 커패시터 뱅크와 폐쇄 전도체를 포함하는 방전 유도 회로의 작용을 연구했습니다. 같은 1858년에 빌헬름 페더슨(1832-1918)은 회전 거울에서 라이덴 병의 불꽃 방전을 관찰했으며 1862년에는 회전 거울에서 불꽃 방전 이미지를 촬영했습니다. 따라서 방전의 진동 특성이 완전히 명확하게 설정되었습니다. 동시에 Thomson 공식을 실험적으로 테스트했습니다. 따라서 단계적으로 교리는 전기적 변동,교류의 전기 공학 및 무선 공학의 과학적 기초를 구성합니다.

전자기 유도 발견의 역사. Hans Christian Oersted와 André Marie Ampère의 발견은 전기에 자기력이 있음을 보여주었습니다. 전기 현상에 대한 자기 현상의 영향은 Michael Faraday에 의해 발견되었습니다. 한스 크리스티안 외르스테드 안드레 마리 앙페르

마이클 패러데이(Michael Faraday)는 1822년 자신의 일기에 "자기를 전기로 바꾸십시오"라고 썼습니다. 영국의 물리학자, 전자기장 이론의 창시자, 상트페테르부르크 과학 아카데미의 외국 명예 회원(1830).

마이클 패러데이의 실험에 대한 설명 나무 블록상처 2 구리선. 전선 중 하나는 검류계에 연결하고 다른 하나는 강력한 배터리에 연결했습니다. 회로를 닫았을 때 검류계에서 갑작스럽지만 극히 약한 작용이 관찰되었고, 전류가 멈췄을 때도 같은 작용이 관찰되었다. 나선 중 하나를 통해 전류가 계속 흐르면서 검류계 바늘의 편차를 감지할 수 없었습니다.

Michael Faraday의 실험에 대한 설명 또 다른 실험은 영구 자석이 삽입된 코일의 끝에서 전류 서지를 기록하는 것으로 구성되었습니다. 패러데이는 이러한 폭발을 "전기의 파동"이라고 불렀습니다.

유도의 EMF 전류의 폭발("전기파")을 일으키는 유도의 EMF는 자속의 크기가 아니라 변화율에 따라 달라집니다.

1. 외부 필드 B의 유도선 방향을 결정합니다(N을 떠나 S로 들어감). 2. 회로를 통과하는 자속이 증가하거나 감소하는지 결정합니다(자석이 링으로 밀려 들어가면 Ф> 0, 당겨지면 Ф 0, 당겨지면 Ф 0, 당겨지면 Ф 0, 빼면 Ф 0, 확장되면 Ф
3. 유도 전류에 의해 생성된 자기장 B의 유도선 방향을 결정합니다(F>0이면 선 B와 B가 반대 방향으로 향하고, F 0이면 선 B와 B가 다음 방향으로 향합니다). 반대 방향, F 0이면 선 B와 B가 반대 방향으로 향하고, Ф 0이면 선 B와 B가 반대 방향으로 향하고, Ф 0이면 선 B와 B가 반대 방향으로 향합니다. Ф

질문 전자기 유도 법칙을 공식화하십시오. 이 법의 창시자는 누구입니까? 유도 전류는 무엇이며 방향을 결정하는 방법은 무엇입니까? 유도 EMF의 크기를 결정하는 것은 무엇입니까? 전자기 유도 법칙에 기초한 전기 장치의 작동 원리는 무엇입니까?

전자기 유도- 이것은 닫힌 도체가 위치한 자기장의 변화로 인해 닫힌 도체에 전류가 발생하는 현상입니다. 이 현상은 1831년 영국의 물리학자 M. Faraday에 의해 발견되었습니다. 그 본질은 몇 가지 간단한 실험으로 설명할 수 있습니다.

패러데이의 실험에서 설명 수신 원리 교류 유도 발전기 생성에 사용 전기 에너지화력 또는 수력 발전소에서. 유도 전류가 자기장과 상호 작용할 때 발생하는 발전기 회전자의 회전 저항은 회전자를 회전시키는 증기 또는 유압 터빈의 작동으로 극복됩니다. 이러한 발전기 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환 .

와전류 또는 푸코 전류

거대한 도체가 교류 자기장에 배치되면이 도체에서 전자기 유도 현상으로 인해 와류 유도 전류가 발생합니다. 푸코 해류.

와전류또한 거대한 도체가 공간에서 일정하지만 불균일한 자기장 내에서 움직일 때 발생합니다. 푸코 전류는 자기장에서 전류에 작용하는 힘이 도체의 움직임을 늦추는 방향을 가지고 있습니다. 전자석의 극 사이에서 진동하는 비자성체로 만들어진 단단한 금속판 형태의 진자는 자기장이 켜지면 갑자기 멈춥니다.

많은 경우에 푸코 해류로 인한 발열은 유해한 것으로 밝혀져 처리해야 합니다. 변압기의 코어, 전기 모터의 회전자는 큰 유도 전류의 발생을 방지하는 절연체 층으로 분리된 별도의 철판으로 만들어지며, 판 자체는 저항률이 높은 합금으로 만들어집니다.

전자기장

정지 전하에 의해 생성된 전기장은 정적이며 전하에 작용합니다. DC움직이는 전하와 전류에 작용하는 시정 자기장의 출현을 유발합니다. 전기 및 자기장이 경우 서로 독립적으로 존재합니다.

현상 전자기 유도자유 전하가있는 물질, 즉 도체에서 관찰되는 이러한 필드의 상호 작용을 보여줍니다. 교류 자기장은 자유 전하에 작용하여 전류를 생성하는 교류 전기장을 생성합니다. 교류되는 이 전류는 차례로 동일한 도체 등에 전기장을 생성하는 교류 자기장을 생성합니다.

서로를 생성하는 교류 전기장과 교류 자기장의 조합을 전자기장 . 그것은 또한 무료 전하가 없는 매체에 존재할 수 있으며, 형태로 공간에 전파됩니다. 전자기파.

고전 전기역학- 중 하나 가장 높은 성과인간의 마음. 그녀는 이후의 발전에 큰 영향을 미쳤습니다. 인간 문명, 전자파의 존재를 예측합니다. 이것은 나중에 라디오, 텔레비전, 통신 시스템, 위성 항법, 컴퓨터, 산업용 로봇 및 가정용 로봇 및 기타 현대 생활의 속성을 만들어 냈습니다.

기초 맥스웰의 이론교류 전기장만이 자기장의 근원으로 작용할 수 있다는 주장이었습니다. 전기장, 도체에 유도 전류를 생성하는 것은 교류 자기장입니다. 이 경우 도체의 존재는 필요하지 않습니다. 전기장은 빈 공간에서도 발생합니다. 자기장의 선과 유사하게 교류 전기장의 선은 닫혀 있습니다. 전자기파의 전기장과 자기장은 동일합니다.

도표 및 표의 전자기 유도