전자기의 발견 전자기 유도 법칙

오늘 우리는 현상에 대해 이야기 할 것입니다 전자기 유도. 이 현상이 왜 발견되었고 어떤 이점이 있었는지 밝힐 것입니다.

실크

사람들은 항상 더 나은 삶을 살기 위해 노력해 왔습니다. 누군가는 이것이 인간의 탐욕을 비난하는 이유라고 생각할 수도 있습니다. 그러나 종종 우리는 기본적인 가정용품을 찾는 것에 대해 이야기합니다.

에 중세 유럽그들은 모직물, 면직물 및 린넨 직물을 만드는 방법을 알고 있었습니다. 그리고 그 당시 사람들은 과도한 벼룩과 이가 있었습니다. 동시에 중국 문명은 이미 비단을 능숙하게 짜는 법을 배웠습니다. 그것의 옷은 인간의 피부에 흡혈귀를 허용하지 않았습니다. 벌레의 발이 매끄러운 천 위로 미끄러져 이가 떨어졌습니다. 따라서 유럽인들은 무슨 수를 써서라도 실크 옷을 입고 싶어했습니다. 그리고 상인들은 그것이 부자가 될 또 다른 기회라고 생각했습니다. 따라서 그레이트 실크로드가 마련되었습니다.

이런 식으로 만 원하는 직물이 고통받는 유럽에 배달되었습니다. 많은 사람들이 그 과정에 참여하여 도시가 생겨나고 제국이 세금을 부과할 권리를 놓고 싸웠으며 일부 도로는 여전히 편리한 방법올바른 장소에 도착하십시오.

나침반과 별

산과 사막은 비단으로 캐러밴을 가로막았습니다. 그 지역의 특성이 몇 주, 몇 달 동안 그대로 유지되었습니다. 대초원 모래 언덕은 같은 언덕에 양보했고, 하나의 패스는 다른 패스를 따랐습니다. 그리고 사람들은 귀중한 화물을 배달하기 위해 어떻게든 길을 찾아야 했습니다.

별이 먼저 나왔습니다. 오늘이 어떤 날이고 어떤 별자리가 예상되는지 알면 숙련된 여행자는 항상 남쪽이 어디인지, 동쪽이 어디인지, 어디로 가야 하는지 결정할 수 있습니다. 그러나 충분한 지식을 가진 사람들은 항상 부족했습니다. 예, 그리고 그들은 시간을 정확하게 계산하는 방법을 몰랐습니다. 일몰, 일출 - 그것이 모든 랜드마크입니다. 그리고 눈이나 모래 폭풍, 흐린 날씨는 북극성을 볼 가능성조차 배제했습니다.

그런 다음 사람들 (아마도 고대 중국인이지만 과학자들은 여전히 이에 대해 논쟁하고 있음)은 하나의 광물이 항상 기본 지점과 관련하여 특정 방식으로 위치한다는 것을 깨달았습니다. 이 속성은 첫 번째 나침반을 만드는 데 사용되었습니다. 전자기유도 현상이 발견되기까지는 멀었지만 시작이 되었다.

나침반에서 자석으로

"자석"이라는 바로 그 이름은 지명으로 돌아갑니다. 아마도 최초의 나침반은 마그네시아 언덕에서 채굴된 광석으로 만들어졌을 것입니다. 이 지역은 소아시아에 있습니다. 그리고 자석은 검은 돌처럼 보였습니다.

최초의 나침반은 매우 원시적이었습니다. 물을 그릇이나 다른 용기에 붓고 떠 다니는 재료의 얇은 디스크를 그 위에 놓았습니다. 그리고 디스크 중앙에 자화바늘을 위치시켰다. 끝 중 하나는 항상 북쪽을 가리키고 다른 쪽 끝은 남쪽을 가리킵니다.

사람들이 갈증으로 죽어가는 동안 대상이 나침반을 위해 물을 보관했다는 것은 상상조차 하기 어렵습니다. 그러나 방향을 잃지 말고 사람, 동물 및 물건이 안전한 곳몇 번의 분리된 삶보다 더 중요했습니다.

나침반은 많은 여행을 했고 다양한 자연 현상을 만났습니다. 자성광석은 원래 아시아에서 채굴되었지만 전자기 유도 현상이 유럽에서 발견된 것은 놀라운 일이 아닙니다. 이처럼 복잡하게 얽힌 유럽인들은 좀 더 편안하게 잠을 자고자 하는 욕구가 주요 발견물리학.

자기 또는 전기?

19세기 초에 과학자들은 직류를 얻는 방법을 알아냈습니다. 최초의 원시 배터리가 만들어졌습니다. 금속 도체를 통해 전자 흐름을 보내는 것으로 충분했습니다. 최초의 전기 공급원 덕분에 많은 발견이 이루어졌습니다.

1820년 덴마크 과학자 Hans Christian Oersted는 자기 바늘이 네트워크에 포함된 도체 옆에서 벗어나는 것을 발견했습니다. 나침반의 양극은 항상 전류 방향에 대해 일정한 위치에 있습니다. 과학자는 가능한 모든 기하학에서 실험을 했습니다. 지휘자는 화살표 위 또는 아래에 있었고 평행 또는 수직으로 위치했습니다. 결과는 항상 같았습니다. 포함된 전류가 자석을 움직이게 합니다. 따라서 전자기 유도 현상의 발견이 기대되었습니다.

그러나 과학자의 아이디어는 실험에 의해 확인되어야 합니다. 외르스테드의 실험 직후, 영국 물리학자 마이클 패러데이는 다음과 같이 질문했습니다. 전기장서로 영향을 미치거나 더 밀접하게 관련되어 있습니까? 과학자는 전기장이 자화된 물체를 벗어나게 하면 자석이 전류를 생성해야 한다는 가정을 처음으로 테스트했습니다.

체험 계획은 간단합니다. 이제 모든 학생이 반복할 수 있습니다. 얇은 금속 와이어스프링 형태로 감겨있습니다. 그 끝은 전류를 기록하는 장치에 연결되었습니다. 코일 옆에 자석이 움직이면 장치의 화살표에 전압이 표시됩니다. 전기장. 따라서 패러데이의 전자기 유도 법칙이 도출되었습니다.

실험의 계속

그러나 과학자가 한 일은 그것이 전부가 아닙니다. 자기장과 전기장은 밀접하게 관련되어 있기 때문에 얼마만큼을 알아낼 필요가 있었다.

이를 위해 패러데이는 한 권선에 전류를 공급하고 첫 번째 권선보다 반지름이 더 큰 다른 유사한 권선 안으로 밀어 넣었습니다. 다시 전기가 유도되었습니다. 따라서 과학자는 다음을 증명했습니다. 움직이는 전하는 전기와 전기를 생성합니다. 자기장동시에.

우리가 스프링의 닫힌 루프 내부의 자석이나 자기장의 움직임에 대해 이야기하고 있다는 점을 강조할 가치가 있습니다. 즉, 흐름은 항상 변경되어야 합니다. 이것이 발생하지 않으면 전류가 생성되지 않습니다.

공식

전자기 유도에 대한 패러데이 법칙은 다음 공식으로 표현됩니다.

문자를 해독해 봅시다.

ε은 EMF 또는 기전력을 나타냅니다. 이 양은 스칼라(즉, 벡터가 아님)이며 일부 힘이나 자연 법칙이 전류를 생성하기 위해 적용하는 작업을 보여줍니다. 작업은 비전기적 현상에 의해 수행되어야 한다는 점에 유의해야 합니다.

Φ는 폐쇄 회로를 통한 자속입니다. 이 값은 다른 두 가지의 곱입니다. 자기 유도 벡터 B의 계수와 닫힌 루프의 면적입니다. 자기장이 엄격하게 수직이 아닌 윤곽에 작용하면 벡터 B와 표면에 대한 법선 사이의 각도 코사인이 곱에 추가됩니다.

발견의 결과

이 법은 다른 사람들이 따랐습니다. 후속 과학자들은 긴장의 의존성을 확립했습니다. 전류전원, 도체 재료의 저항. 새로운 특성이 연구되었고 놀라운 합금이 만들어졌습니다. 마침내 인류는 원자의 구조를 해독하고 별의 탄생과 죽음의 비밀을 파헤치며 생명체의 게놈을 열었다.

그리고 이 모든 성취에는 막대한 자원과 무엇보다 전기가 필요했습니다. 모든 생산 또는 대규모 과학 연구는 자격을 갖춘 인력, 직접 작업할 재료 및 저렴한 전기의 세 가지 구성 요소를 사용할 수 있는 곳에서 수행되었습니다.

그리고 이것은 자연의 힘이 로터에 큰 회전 모멘트를 줄 수 있는 곳에서 가능했습니다. 고도차가 큰 강, 강한 바람, 과도한 지자기 에너지로 인한 결함.

흥미롭게도 현대의 전기 공급 방식은 Faraday의 실험과 근본적으로 다르지 않습니다. 마그네틱 로터는 큰 코일 내부에서 매우 빠르게 회전합니다. 권선의 자기장은 항상 변하고 전류가 생성됩니다.

물론 선택한 최고의 재료자석과 도체의 경우 전체 프로세스의 기술이 완전히 다릅니다. 그러나 본질은 한 가지입니다. 가장 단순한 시스템에서 열린 원칙이 사용됩니다.

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 공부한 천재들은 끝낼 기회조차 없었다. 초등학교그리고 스스로 과학의 길을 열었습니다. 제본을 공부하는 동안 그는 특히 화학에 관한 책을 읽었고 스스로 화학 실험을 했습니다. 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, 같은 전선의 다른 230피트가 첫 번째 권선의 회전 사이에 나선형으로 절연되었으며 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 링에 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. 반지의 다른 부분에는 두 조각으로 약 60피트의 구리선이 같은 방식으로 감겨 있었습니다. 이 두 조각은 나선 A와 같은 방향을 갖지만 양쪽 끝에서 분리되어 나선 B를 형성했습니다. 베어 아이언으로 약 0.5인치 동안.

나선 B는 철에서 3피트 떨어진 곳에 위치한 검류계에 구리선으로 연결되었습니다. 별도의 코일을 끝에서 끝으로 연결하여 공통 나선을 형성하고 끝이 4제곱인치의 판 10쌍으로 구성된 배터리에 연결되었습니다. 검류계는 즉시 반응했고 위에서 설명한 것보다 훨씬 더 강력했습니다. 10배 더 강력한 나선을 사용했지만 철은 사용하지 않았습니다. 그러나 연락을 유지했음에도 불구하고 조치는 중단되었습니다. 배터리와의 접촉이 열렸을 때 화살표는 다시 강하게 빗나가지만 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.

설명된 모든 실험은 1831년 11월 24일에 시작된 Faraday의 고전 저작 "전기에 대한 실험 연구"의 첫 번째 및 두 번째 섹션의 내용입니다. 이 시리즈 "On the New Electrical State of Matter"의 세 번째 섹션에서 Faraday for 처음으로 전자기 유도에서 나타나는 신체의 새로운 특성을 설명하려고 시도합니다. 그는 이 발견된 속성을 "전자긴장 상태"라고 부릅니다. 이것은 나중에 Faraday에 의해 형성되고 Maxwell에 의해 처음으로 정확하게 공식화 된 필드 아이디어의 첫 번째 세균입니다. 첫 번째 시리즈의 네 번째 섹션은 Arago 현상을 설명하는 데 전념합니다. Faraday는 이 현상을 유도로 올바르게 분류하고 이 현상의 도움으로 "새로운 전기 공급원을 얻으려고" 시도합니다. 구리 디스크가 자석의 극 사이를 이동할 때 슬라이딩 접점을 사용하여 검류계에서 전류를 수신했습니다. 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, 변수 주변에 자속소용돌이 자기장이 전류 주위에 발생하는 것처럼 소용돌이 전기장이 발생합니다. 이 근본적인 사실은 Maxwell에 의해 그의 두 방정식의 형태로 일반화되었습니다. 전자기장.

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 정전기, 갈바닉, 동물, 자기전기(즉, 전자기 유도에 의해 얻어짐)와 같은 다양한 유형의 전기의 정체를 증명하는 데 전념합니다. 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 전기 화학적 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 문제인지, 아니면 단순히 평범한 물질의 움직임인지, 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,어느 것 처럼 그 양물질의 입자와 연결된 상태로 남아 있는 화학적 친화성.초등학교 전하, 물리학의 추가 발전이 보여주듯이 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 지닌다 "**. 특히 패러데이에 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. Lenz는 패러데이의 자기전 유도가 암페르의 전자기력과 밀접한 관련이 있음을 보여주었습니다. "자기전기 현상을 전자기 현상으로 환원시키는 명제는 다음과 같다. 금속 도체가 갈바닉 전류나 자석 근처로 이동하면 갈바닉 전류가 그 안에 여기되어 이 도체가 고정되어 있으면 전류가 반대 방향으로 이동할 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 "갈바닉 전류에 의한 열 생성 법칙"(1842년 12월 2일 보고, 1843년 출판)의 고전적인 연구를 발표했는데, 그는 줄의 유사한 실험(줄의 메시지가 1841년 10월에 나타남)보다 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.

갈바닉 전류에 의한 전선의 가열은 전선의 저항에 비례합니다.
갈바니 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 연구한 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 평형에 도달할 때까지 계속되는 몇 가지 이상한 앞뒤로 움직입니다. 각각은 이전 움직임보다 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 진동 회로의 매개 변수에 대한 진동 주기의 의존성을 확립했습니다(톰슨 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 특성은 완전히 명확하게 설정되었습니다. 동시에 Thomson 공식은 실험적으로 검증되었습니다. 따라서 단계적으로 교리는 전기적 변동,교류의 전기 공학 및 무선 공학의 과학적 기초를 구성합니다.

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 화력 또는 수력 발전소에서 전기 에너지를 생산하는 유도 발전기에 사용됩니다. 유도 전류가 자기장과 상호 작용할 때 발생하는 발전기 회전자의 회전 저항은 회전자를 회전시키는 증기 또는 수력 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 경우 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. 직류는 움직이는 전하와 전류에 작용하여 시간에 따라 일정한 자기장을 생성합니다. 이 경우 전기장과 자기장은 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. 자유 전하가 없는 매질에 존재할 수 있으며, 전자파의 형태로 우주 공간에 전파됩니다.

고전 전기역학- 인간 정신의 가장 높은 성취 중 하나. 그녀는 후속 개발에 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 자기장이 도체에 유도 전류를 생성하는 전기장의 소스 역할을 하는 것처럼 교류 전기장만이 자기장의 소스로 작용할 수 있다는 주장이었습니다. 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

1821년 Michael Faraday는 일기에 "자기를 전기로 바꾸십시오."라고 썼습니다. 10년 후, 이 문제는 그가 해결했습니다.
패러데이의 발견
전자기 상호 작용의 새로운 특성을 발견하는 첫 번째이자 가장 중요한 단계가 전자기장에 대한 아이디어의 창시자인 패러데이에 의해 이루어진 것은 우연이 아닙니다. 패러데이는 전기 및 자기 현상의 통일된 성질을 확신했습니다. Oersted의 발견 직후 그는 다음과 같이 썼습니다. 이 동작의 영역에 배치된 우수한 전기 전도체에서 시간이 흐르면 전류가 전혀 유도되지 않고 그러한 전류와 같은 강도의 감지할 수 있는 동작이 발생하지 않습니다. 10년 동안의 노력과 성공에 대한 믿음으로 패러데이는 발견을 하게 되었고, 이는 나중에 기계 에너지를 전류 에너지로 변환하는 전 세계 모든 발전소의 발전기 설계의 기초를 형성했습니다. (다른 원리로 작동하는 소스: 갈바니 전지, 배터리, 열전지 및 광전지 - 생성된 전기 에너지의 미미한 부분을 제공합니다.)
오랫동안 전기 현상과 자기 현상 사이의 관계를 감지할 수 없었습니다. 요점을 생각하기 어려웠습니다. 시간에 따라 변하는 자기장만이 고정 코일에 전류를 일으키거나 코일 자체가 자기장에서 움직여야 한다는 것입니다.
패러데이가 이 현상이라고 불렀던 전자기 유도의 발견은 1831년 8월 29일에 이루어졌습니다. 새롭고 놀라운 발견의 날짜가 이렇게 정확하게 알려진 드문 경우입니다. 여기 패러데이 자신이 처음으로 경험한 것에 대한 간략한 설명이 있습니다.
"넓은 나무 코일에 상처 구리 와이어길이가 203피트이고 회전 사이에 같은 길이의 와이어가 감겨 있지만 첫 번째 면사와 절연되어 있습니다. 이 나선 중 하나는 검류계에 연결되고 다른 하나는 100쌍의 플레이트로 구성된 강력한 배터리에 연결되었습니다... 전류가 멈췄을 때도 마찬가지였다. 나선 중 하나를 통해 전류가 계속 흐르면 검류계에 미치는 영향이나 일반적으로 다른 나선에 대한 유도 효과를 알아차릴 수 없었음에도 불구하고. 5.1
배터리에 연결된 전체 코일의 가열과 석탄 사이를 뛰어 넘는 불꽃의 밝기가 배터리의 위력을 증언한다고 주장합니다.
따라서 처음에는 회로가 닫히고 열리는 동안 서로에 대해 움직이지 않는 도체에서 유도가 발견되었습니다. 그런 다음 Faraday는 전류가 흐르는 도체에 접근하거나 제거하면 회로를 닫고 여는 것과 동일한 결과를 가져와야 함을 분명히 이해하고 코일이 서로에 대해 이동할 때 전류가 발생한다는 것을 실험을 통해 증명했습니다(그림 5.1). Ampère의 연구에 익숙한 Faraday는 자석이 분자에서 순환하는 작은 전류의 집합이라는 것을 이해했습니다. 10월 17일 그의 실험실 저널에 기록된 바와 같이 자석을 밀어넣거나 빼는 동안 코일에서 유도 전류가 감지되었습니다(그림 5.2). 한 달 만에 패러데이는 전자기 유도 현상의 모든 필수 기능을 실험적으로 발견했습니다. 법칙에 엄격한 양적 형식을 부여하고 현상의 물리적 특성을 완전히 드러내는 것만 남았습니다.
패러데이 자신은 이미 겉으로 다르게 보이는 실험에서 유도전류의 출현을 결정짓는 공통점을 파악하고 있었다.
폐쇄 전도 회로에서 이 회로의 경계면을 관통하는 자기 유도선의 수가 변할 때 전류가 발생합니다. 그리고 자기 유도 변화의 라인 수가 빠를수록 결과 전류가 커집니다. 이 경우 자기 유도 선 수의 변경 이유는 완전히 무관합니다. 이것은 인접한 코일의 전류 세기 변화로 인해 고정된 도체를 관통하는 자기유도선 수의 변화일 수 있으며, 불균일한 자기장에서 회로의 이동으로 인한 선수 변화일 수 있습니다. , 선의 밀도는 공간에 따라 다릅니다(그림 5.3).
패러데이는 이 현상을 발견했을 뿐만 아니라 회전의 기계적 에너지를 전류로 변환하는 불완전하지만 불완전한 전류 발생기 모델을 최초로 구축했습니다. 그것은 극 사이에서 회전하는 거대한 구리 원반이었습니다. 강한 자석(그림 5.4). Faraday는 검류계에 디스크의 축과 가장자리를 부착하여 편차를 발견했습니다.
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에스 그러나 전류는 약했지만 나중에 발견 된 원리로 강력한 발전기를 만들 수있었습니다. 그것들이 없다면 전기는 여전히 소수의 사람들이 감당할 수 있는 사치품이 될 것입니다.
폐쇄된 전도 루프에서 루프가 교류 자기장에 있거나 시간이 일정한 필드에서 이동하여 루프를 관통하는 자기 유도선의 수가 변경되면 전류가 발생합니다. 이 현상을 전자기 유도라고 합니다.

2.7. 전자기 유도 현상의 발견

현대 전기 공학에 대한 큰 공헌은 영국 과학자 Michael Faraday에 의해 이루어졌으며 그의 작품은 차례로 전기 및 자기 현상 연구에 대한 이전 연구에 의해 준비되었습니다.

M. Faraday가 태어난 해(1791)에 Luigi Galvani의 논문이 새로운 물리적 현상인 전류에 대한 첫 번째 설명과 함께 출판되었고 그가 사망한 해(1867)에 "다이나모"가 발명되었습니다 - 자기 여기 DC 발전기, 즉 안정적이고 경제적이며 사용하기 쉬운 전기 에너지원이 등장했습니다. 위대한 과학자의 삶과 그의 활동은 방법, 내용 및 중요성이 독특하여 물리학의 새로운 장을 열었을 뿐만 아니라 전기 및 무선 공학과 같은 새로운 기술 분야의 탄생에 결정적인 역할을 했습니다.

100년이 넘는 기간 동안 많은 세대의 젊은 학생들이 물리학 수업과 수많은 책을 통해 가장 유명한 과학자 중 한 명인 68개 과학 학회 및 아카데미의 회원인 그의 놀라운 삶의 역사를 배웠습니다. 일반적으로 M. Faraday의 이름은 가장 중요하고 따라서 가장 유명한 발견인 1831년에 그가 만든 전자기 유도 현상과 관련이 있습니다. 그러나 그보다 1년 전인 1830년에 M. Faraday는 화학 및 전자기학 분야의 연구를 수행했지만 Petersburg Academy of Sciences, 그러나 그는 1824년에 Royal Society of London(영국 과학 아카데미)의 회원으로 선출되었습니다. 과학 작업 M. Faraday는 토스카나 석회의 화학 분석에 전념했으며 유명한 과학 일기 "전기에 대한 실험 연구"가 출판되기 시작한 1831년까지 60편 이상의 과학 논문을 발표했습니다.

대단한 근면, 지식에 대한 갈증, 타고난 지능 및 관찰 덕분에 M. Faraday는 모든 영역에서 뛰어난 결과를 얻을 수 있었습니다. 과학적 연구과학자가 해결했습니다. 인정받은 "실험자의 왕"은 다음과 같이 반복하기를 좋아했습니다. "실험자의 기술은 자연에 질문을 하고 자연의 답을 이해할 수 있는 것입니다."

M. Faraday에 대한 각 연구는 철저하게 구별되었으며 이전 결과와 너무 일치하여 동시대 사람들 사이에서 그의 작업에 대한 비평가가 거의 없었습니다.

그들의 분야에서 시대를 구성했던 M. Faraday의 화학 연구를 고려에서 제외하면 (액화 가스에 대한 실험, 벤젠, 부틸렌의 발견을 회상하기에 충분함) 그의 다른 모든 작품은 언뜻보기에 때로는 예술가의 캔버스에 획처럼 흩어져 있는 그것들을 함께 취하면 두 가지 문제, 즉 다양한 형태의 에너지의 상호 변형과 환경의 물리적 내용에 대한 포괄적인 연구의 놀라운 그림이 형성됩니다.

쌀. 2.11. "전자기 회전" 계획(Faraday의 그림에 따름)

1, 2 - 수은이 든 그릇; 3 - 움직일 수 있는 자석; 4 - 고정 자석; 5, 6 - 갈바니 전지의 배터리로 가는 전선; 7 - 구리 막대; 8 - 고정 도체; 9 - 가동 지휘자

전기 분야에서 M. Faraday의 작업은 소위 전자기 회전에 대한 연구에 의해 시작되었습니다. 1820년에 수행된 Oersted, Arago, Ampère, Biot, Savart의 일련의 실험에서 전자기학뿐만 아니라 전류와 자석의 상호 작용의 특성에 대해서도 알려지게 되었습니다. 여기서 이미 언급했듯이 중심력 고전 역학에 익숙하지 않은 작용과 힘이 다르며 도체에 수직인 자기 바늘을 설정하려고 노력합니다. M. Faraday는 다음과 같은 질문을 던졌습니다. 자석은 드레인에 의해 도체 주위를 계속해서 움직이려고 노력합니까? 경험은 가설을 확인했습니다. 1821년에 M. Faraday는 그림 1에 개략적으로 표시된 물리적 장치에 대해 설명했습니다. 2.11. 수은이 담긴 왼쪽 용기에는 바닥에 경첩이 달린 막대 영구 자석이 있었습니다. 전류가 켜져 있을 때 상단 부분고정 도체를 중심으로 회전합니다. 오른쪽 용기에서 자석 막대는 움직이지 않았고 브래킷에 자유롭게 매달려 있는 전류가 흐르는 도체는 수은 위로 미끄러져 자극 주위를 회전했습니다. 이 실험에서 처음으로 연속 운동을 하는 자기전기 장치가 등장했기 때문에 일반적으로 전기 기계의 역사를, 특히 전기 모터의 역사를 이 장치로 시작하는 것은 매우 타당합니다. 나중에 전기 역학에 응용된 수은 접촉에도 주목합시다.

이 순간부터 M. Faraday는 보편적인 "힘의 상호 변환 가능성"에 대한 아이디어를 형성하기 시작했습니다. 전자기의 도움으로 연속적으로 얻은 기계적 움직임, 그는 현상을 뒤집거나 M. Faraday의 용어로 자기를 전기로 바꾸는 작업을 스스로 설정합니다.

"호환성" 가설의 타당성에 대한 절대적인 확신만이 목적의식과 끈기, 공식화된 문제를 해결하기 위해 사용한 수천 번의 실험 및 10년의 노력을 설명할 수 있습니다. 1831년 8월 결정적인 실험이 이루어졌고 11월 24일 영국 왕립학회 회의에서 전자기 유도 현상의 본질이 제시되었습니다.

쌀. 2.12. Arago 체험의 일러스트("회전의 자기")

1 - 전도성 비자성 디스크; 2 - 디스크 축 고정을 위한 유리 베이스

과학자의 생각의 흐름과 전자기장에 대한 아이디어의 형성을 특징짓는 예로, 당시 "회전 자기"라고 불렸던 현상에 대한 M. Faraday의 연구를 살펴보겠습니다. M. Faraday의 작업이 있기 수년 전에 항해자는 자기 바늘의 진동에 대한 나침반의 구리 몸체의 억제 효과를 발견했습니다. 1824년 D.F. Arago는(§ 2.5 참조) "회전 자기" 현상을 설명했는데, 그 현상은 그 자신이나 다른 물리학자들도 만족스럽게 설명할 수 없었습니다. 현상의 본질은 다음과 같았다(그림 2.12). 말굽 모양의 자석은 수직축을 중심으로 회전할 수 있으며 그 극 위에는 알루미늄 또는 구리 디스크가 있으며 회전 방향이 자석 축의 회전 방향과 일치하는 축에서 회전할 수도 있습니다. 정지 상태에서는 디스크와 자석 사이의 상호 작용이 관찰되지 않았습니다. 그러나 자석이 회전하기 시작하자마자 디스크가 돌진했고 그 반대의 경우도 마찬가지였습니다. 기류에 의한 디스크의 비말동반 가능성을 배제하기 위해 자석과 디스크를 유리로 분리했습니다.

전자기 유도의 발견은 M. Faraday가 D.F. 현상을 설명하는 데 도움이 되었습니다. Arago는 이미 연구 초기에 다음과 같이 썼습니다. "나는 Arago 씨의 경험에서 새로운 전기 소스를 만들기를 희망했습니다."

M. Faraday와 거의 동시에 뛰어난 미국 물리학자 Joseph Henry(1797-1878)는 전자기 유도를 관찰했습니다. 미국 국립과학원의 차기 회장인 과학자가 자신의 관찰 결과를 발표하려고 하고 M. Faraday의 출판을 알게 되었을 때의 심정을 상상하는 것은 어렵지 않습니다. 1년 후, D. Henry는 자기 유도 및 추가 전류의 현상을 발견하고 또한 재료의 특성 및 코일 코어의 구성에 대한 회로 인덕턴스의 의존성을 확립했습니다. 1838년에 D. Henry는 "고차의 흐름"을 연구했습니다. 다른 유도 전류에 의해 유도된 전류. 1842년 이러한 연구가 계속되면서 D. Henry는 커패시터 방전의 진동 특성을 발견하게 되었습니다(나중에 1847년, 이 발견은 뛰어난 독일 물리학자 Hermann Helmholtz에 의해 반복됨)(1821-1894).

M. Faraday의 주요 실험으로 돌아가 보겠습니다. 첫 번째 일련의 실험은 "볼타-전기"(M. Faraday 용어로) 유도 현상을 보여주는 실험으로 종료되었습니다(그림 2.13, ㅏ- G). 2차 회로에서 전류의 발생을 감지한 후 2 기본을 닫거나 열 때 1 또는 1차 및 2차 회로의 상호 이동 중(그림 2.13, 에), M. Faraday는 유도 전류의 특성을 명확히 하기 위해 실험을 설정했습니다. 나선형 내부 비, 2차 회로에 포함된 강철 바늘 7이 배치되었습니다(그림 2.13, 비)유도 전류에 의해 자화되었습니다. 결과는 유도 전류가 갈바닉 배터리에서 직접 받은 전류와 유사함을 보여주었다. 3.

쌀. 2.13. 전자기 유도의 발견으로 이어진 주요 실험 계획

나무 또는 판지 드럼 교체 4, 1 차 및 2 차 권선이 강철 링으로 감긴 경우 (그림 2.13, d) M. Faraday는 검류계 바늘의 더 심한 편차를 발견했습니다. 5. 이 경험은 전자기 과정에서 매체의 필수적인 역할을 지적했습니다. 여기서 M. Faraday는 변압기의 프로토타입이라고 부를 수 있는 장치를 처음으로 사용합니다.

두 번째 일련의 실험은 1차 회로에 전압원이 없을 때 발생하는 전자기 유도 현상을 설명했습니다. M. Faraday는 전류에 의해 흐르는 코일이 자석과 동일하다는 사실에 근거하여 전압원을 두 개의 영구자석으로 교체하였다(Fig. 2.13, 이자형)자기 회로를 닫고 열 때 2차 권선의 전류를 관찰했습니다. 그는 이 현상을 "자기전 유도"라고 불렀습니다. 나중에 그는 "볼타 전기"와 "자기 전기" 유도 사이에 근본적인 차이가 없다고 언급했습니다. 그 후, 이 두 현상을 모두 "전자기 유도"라는 용어로 결합했습니다. 최종 실험에서(그림 2.13, e, g)유도 전류의 출현은 영구 자석 또는 전류 운반 코일이 솔레노이드 내부에서 움직일 때 입증되었습니다. 이 실험은 "자기를 전기로" 또는 더 정확하게는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환할 가능성을 다른 실험보다 더 명확하게 보여주었습니다.

새로운 아이디어를 바탕으로 M. Faraday는 D.F.가 디스크를 사용한 실험의 물리적 측면에 대해 설명했습니다. 아라고. 그의 논리를 간단히 요약하면 다음과 같다. 알루미늄(또는 기타 전도성이 있지만 비자성) 디스크는 무한대의 바퀴로 생각할 수 있습니다. 큰 수스포크 - 방사형 도체. 자석과 디스크의 상대 운동으로 이 도체 스포크는 "자기 곡선을 절단"(패러데이 용어)하고 도체에 유도 전류가 발생합니다. 전류와 자석의 상호 작용은 이미 알려져 있습니다. M. 패러데이의 해석에서 현상을 설명하는 용어와 방법이 눈길을 끈다. 유도 전류의 방향을 결정하기 위해 그는 힘의 선을 자르는 칼의 법칙을 도입했습니다. 이것은 아직 E.H.의 법칙이 아닙니다. 현상 특성의 보편성을 특징으로 하지만 매번 시도하는 것만으로 렌츠는 자세한 설명전류가 핸들에서 블레이드 끝으로 또는 그 반대로 흐를지 여부를 설정합니다. 그러나 근본적인 그림은 여기에서 중요합니다. M. Faraday는 장거리 행동 이론의 지지자들과 달리 다양한 힘이 작용하는 공간을 물질 환경인 에테르로 채우고 L. 오일러의 미묘한 이론을 발전시킵니다. , 차례로 M.V.의 아이디어에 영향을 받습니다. 로모노소프.

M. Faraday는 자기에 물리적 현실을 부여한 다음 유전체 및 전기력선 연구에서 탄성 특성을 부여하고 고무 실과 유사한 이러한 탄성 라인.

한 세기 반 이상이 지났지만 우리는 여전히 우리에게 물질적으로 지각할 수 있는 것처럼 보이는 유명한 패러데이 선 개념보다 유도 및 전기기계적 작용과 관련된 현상을 설명하는 더 예시적인 방법과 계획을 찾지 못했습니다.

D.F.에서 Arago M. Faraday는 실제로 새로운 전기 공급원을 만들었습니다. M. Faraday는 자석의 극 사이에서 알루미늄 또는 구리 디스크를 회전시킨 후 디스크의 축과 주변에 브러시를 배치했습니다.

따라서 전기 기계가 설계되었으며 나중에 단극 발전기의 이름을 받았습니다.

M. Faraday의 작품을 분석 할 때 위대한 과학자가 창조적 인 삶을 통해 개발 한 일반적인 아이디어가 명확하게 나타납니다. M. Faraday를 읽으면서 그가 다양한 형태의 에너지 상호변환의 한 가지 문제만을 다루었고 그의 모든 발견은 우연하게 이루어졌고 단지 주요 아이디어를 설명하는 데 기여했다는 인상을 지울 수 없습니다. 그는 탐구한다 다른 종류전기(동물, 갈바닉, 자기, 열전기) 및 그들의 질적 정체성을 증명하면서 전기분해의 법칙을 발견합니다. 동시에 해부된 개구리의 근육이 떨리는 것과 같은 전기분해는 처음에는 모든 유형의 전기가 동일한 행동으로 나타난다는 증거로 작용했습니다.

정전기 및 정전기 유도 현상에 대한 연구로 M. Faraday는 유전체에 대한 아이디어의 형성, 장거리 작용 이론과의 최종 단절, 가스 방전에 대한 놀라운 연구(Faraday의 암흑 공간 발견 ). 힘의 상호 작용과 상호 변환에 대한 추가 연구는 그를 빛의 편광면의 자기 회전 발견, 반자성 및 상자성 발견으로 이끌었습니다. 상호 변환의 보편성에 대한 확신으로 M. Faraday는 한편으로는 자기와 전기, 다른 한편으로는 중력 사이의 관계에 대한 연구로 눈을 돌렸습니다. 사실, 패러데이의 재치 있는 실험은 긍정적인 결과, 그러나 이것은 이러한 현상 사이의 연결의 존재에 대한 그의 확신을 흔들지 않았습니다.

M. Faraday의 전기 작가들은 M. Faraday가 수학 사용을 피했다는 사실을 강조하기를 좋아합니다. 실험적 연구전기에” 단일 수학 공식은 없습니다. 이와 관련하여 M. Faraday의 동포이자 위대한 물리학자인 James Clark Maxwell(1831–1879)의 진술을 인용하는 것이 적절합니다. 수학 기호. 또한 이 방법이 일반적인 수학적 형식으로 표현될 수 있어 전문 수학자들의 방법과 비교할 수 있음을 발견했습니다.

패러데이 사고의 "수학"은 그의 전기분해 법칙 또는 예를 들어 전자기 유도 법칙의 공식화에 의해 설명될 수 있습니다. 힘의 선. 수학적 기호의 형태로 마지막 공식을 상상하는 것으로 충분하며 유명한 d?/dt가 매우 빠르게 따르는 공식을 즉시 얻을 수 있습니다. - 자속 결합.

D.K. 전자기 유도 현상이 발견된 해에 태어난 맥스웰은 자신이 M. 패러데이의 아이디어를 수학적 형태로 개발하고 옷을 입었을 뿐임을 강조하면서 과학에 대한 그의 봉사를 매우 겸손하게 평가했습니다. 맥스웰의 전자기장 이론은 과학자들에게 높이 평가되었습니다. 후기 XIX Faraday-Maxwell의 아이디어를 기반으로 무선 엔지니어링이 개발되기 시작한 20세기 초.

M. Faraday의 선견지명, 가장 복잡한 물리적 현상의 깊숙한 곳까지 꿰뚫어보는 그의 능력을 특징짓기 위해서는 1832년에 훌륭한 과학자가 감히 다음과 같이 제안했다는 사실을 기억하는 것이 중요합니다. 전자기 과정자기 진동과 전기 유도가 유한한 속도로 전파되는 파동 특성을 가지고 있습니다.

1938년 말, 런던 왕립 학회의 기록 보관소에서 1832년 3월 12일자 M. 패러데이의 봉인된 편지가 발견되었습니다.

“일부 연구 결과는 ... 자기 효과의 전파에 시간이 걸린다는 결론을 이끌어 냈습니다. 즉, 하나의 자석이 다른 먼 자석이나 철 조각에 작용할 때 영향을 미치는 원인(이를 자기라고 부를 수 있음)은 자성체에서 점차적으로 퍼지고 전파하는 데 일정 시간이 필요합니다. 의미 없는.

나는 또한 전기 유도가 정확히 같은 방식으로 전파된다고 믿습니다. 자극으로부터의 자기력의 전파는 흔들리는 수면의 진동이나 공기 입자의 소리 진동, 즉 공기 입자의 소리 진동과 유사하다고 믿습니다. 나는 진동 이론을 소리에 적용하는 것처럼 자기 현상에 적용하려고 하며, 이는 빛 현상에 대한 가장 가능성 있는 설명입니다.

유추하여 나는 전기 유도의 전파에 진동 이론을 적용하는 것이 가능하다고 생각합니다. 나는 이러한 견해를 실험적으로 테스트하고 싶지만, 내 시간이 공무 수행으로 바빠서 실험이 연장될 수 있기 때문에 ... 나는 보관을 위해 이 편지를 왕립학회에 이관하여 발견을 확보하고 싶습니다. 특정 날짜까지 나 자신을 위해 ... ".

M. Faraday의 이러한 아이디어는 알려지지 않은 채 남아 있었기 때문에 그의 위대한 동포 D.K.를 거부할 이유가 없습니다. Maxwell은 이러한 동일한 아이디어의 발견에서 엄격한 물리적, 수학적 형태와 근본적인 의미를 부여했습니다.

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