전자기 유도 법칙. 전자기 유도 현상을 발견한 사람

현상 전자기 유도 1831년 마일 패러데이가 발견했다. 10년 전에도 패러데이는 자기를 전기로 바꾸는 방법에 대해 생각하고 있었습니다. 그는 자기장과 전기장어떻게든 연결되어야 합니다.

전자기 유도의 발견

예를 들어, 전기장철 물체를 자화시킬 수 있습니다. 아마도 자석의 도움으로 얻을 수 있어야합니다. 전기.

첫째, 패러데이는 서로에 대해 고정되어 있는 도체에서 전자기 유도 현상을 발견했습니다. 한쪽 코일에 전류가 흐르면 다른 쪽 코일에도 전류가 흐르게 됩니다. 게다가 미래에는 사라졌다가 하나의 코일에 전원이 꺼지면 다시 나타났다.

얼마 후, Faraday는 전류가 없는 코일이 회로에서 다른 코일에 대해 상대적으로 움직일 때 전압이 인가되는 끝에서 전류가 첫 번째 코일에도 나타날 것임을 실험에서 증명했습니다.

다음 실험은 코일에 자석을 도입하는 것이었고 동시에 전류도 코일에 나타났습니다. 이러한 실험은 다음 그림에 나와 있습니다.

패러데이는 폐쇄 회로에서 전류가 나타나는 주된 이유를 공식화했습니다. 폐쇄 전도 회로에서 이 회로에 침투하는 자기 유도선의 수가 변할 때 전류가 발생합니다.

이 변화가 클수록 유도 전류가 더 강해집니다. 자기 유도 라인 수의 변화를 달성하는 방법은 중요하지 않습니다. 예를 들어, 이것은 자석을 사용한 실험이나 코일의 움직임에서 발생한 것처럼 불균일한 자기장에서 윤곽을 이동하여 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 이 코일에 의해 생성된 자기장이 변경되는 동안 회로에 인접한 코일의 전류 강도를 변경할 수 있습니다.

법의 문구

간단히 요약해 보겠습니다. 전자기 유도 현상은이 회로가 위치한 자기장의 변화와 함께 폐쇄 회로에서 전류가 발생하는 현상입니다.

전자기 유도 법칙의 보다 정확한 공식화를 위해서는 자기장을 특징짓는 값, 즉 자기 유도 벡터의 플럭스를 도입할 필요가 있습니다.

자속

자기 유도 벡터는 문자 B로 표시됩니다. 이는 공간의 모든 지점에서 자기장을 특성화합니다. 이제 면적이 S인 표면을 경계로 하는 닫힌 윤곽선을 고려하십시오. 균일한 자기장에 배치해 보겠습니다.

표면에 대한 법선 벡터와 자기 유도 벡터 사이에는 약간의 각도가 있습니다. 면적이 S인 표면을 통과하는 자속 Ф를 물리량, 자기 유도 벡터의 계수와 표면적의 곱과 자기 유도 벡터와 윤곽선에 대한 법선 사이의 각도 코사인과 같습니다.

F \u003d B * S * cos (a).

곱 B*cos(a)는 벡터 B를 법선 n에 투영한 것입니다. 따라서 자속의 형태는 다음과 같이 다시 쓸 수 있습니다.

자속의 단위는 웨버입니다. 1Wb로 표시됩니다. 1Wb의 자속이 생성됩니다. 자기장자기 유도 벡터에 수직으로 위치한 1m ^ 2의 표면적을 통해 1T의 유도로.

외르스테드(Oersted)와 암페르(Ampère)의 발견 이후 전기에 자기력이 있다는 것이 분명해졌습니다. 이제 영향을 확인해야했습니다. 자기 현상전기에. 이 문제는 Faraday에 의해 훌륭하게 해결되었습니다.

마이클 패러데이(Michael Faraday, 1791-1867)는 런던에서 가장 가난한 지역 중 하나에서 태어났습니다. 아버지는 대장장이였고 어머니는 소작농의 딸이었다. 패러데이가 취학 연령이 되었을 때 그는 초등학교에 보내졌습니다. 여기에서 패러데이가 수강한 과정은 매우 좁고 읽기, 쓰기 및 계산의 시작을 가르치는 것으로만 제한되었습니다.

패러데이 가족이 살던 집에서 몇 걸음 떨어진 곳에 책방이 있었는데, 그곳도 제본업이었다. 여기가 패러데이가 코스를 마친 곳입니다. 초등학교그를 위해 직업을 선택하는 것에 대한 질문이 생겼을 때. 당시 마이클의 나이는 겨우 13세였습니다. 패러데이가 독학을 막 시작한 젊었을 때 이미 그는 사실에만 의존하고 자신의 경험으로 다른 사람들의 보고서를 확인하려고 노력했습니다.

이러한 열망은 그의 삶의 주요 특징으로서 평생 그를 지배했습니다. 과학 활동물리적 및 화학 실험패러데이는 물리학과 화학을 처음 알게 된 소년 시절부터 그것을 하기 시작했습니다. 마이클은 위대한 영국 물리학자 험프리 데이비의 강의 중 하나에 참석했습니다.

패러데이는 강의를 자세히 메모하고 묶은 다음 Davy에게 보냈습니다. 그는 너무 감명을 받아 패러데이에게 비서로 함께 일하자고 제안했습니다. 곧 Davy는 유럽으로 여행을 가서 패러데이를 데려갔습니다. 2년 동안 그들은 유럽에서 가장 큰 대학을 방문했습니다.

1815년 런던으로 돌아온 패러데이는 런던에 있는 왕립 연구소의 한 연구실에서 조수로 일하기 시작했습니다. 당시에는 세계 최고의 물리학 연구소 중 하나였으며 1816년부터 1818년까지 패러데이는 화학에 관한 많은 작은 메모와 작은 회고록을 출판했습니다. 물리학에 대한 패러데이의 첫 번째 연구는 1818년으로 거슬러 올라갑니다.

전임자들의 경험을 바탕으로 여러 가지를 결합하여 자신의 경험, 1821년 9월까지 Michael은 "전자기의 성공 사례"를 인쇄했습니다. 그 당시 이미 그는 전류의 작용에 따라 자기 바늘의 편향 현상의 본질에 대한 완전히 올바른 개념을 구성했습니다.

이러한 성공을 이룩한 패러데이는 10년 동안 전기 분야에서 학업을 중단하고 다른 종류의 여러 주제에 대한 연구에 전념했습니다. 1823년에 패러데이는 물리학 분야에서 가장 중요한 발견 중 하나를 했습니다. 그는 처음으로 기체의 액화를 달성했으며 동시에 기체를 액체로 변환하는 간단하지만 유효한 방법을 확립했습니다. 1824년에 패러데이는 물리학 분야에서 몇 가지 발견을 했습니다.

무엇보다도 그는 빛이 유리의 색상에 영향을 미치고 그것을 변화시킨다는 사실을 확립했습니다. 에 내년패러데이는 다시 물리학에서 화학으로 방향을 틀고 이 분야에서 그의 연구 결과는 가솔린과 황산 나프탈렌산의 발견입니다.

1831년에 패러데이는 "크로모트로프(chromotrope)"라고 불리는 아름답고 흥미로운 광학 발사체의 기초가 된 특별한 종류의 착시(On Special Kind of Optical Illusion)라는 논문을 출판했습니다. 같은 해에 과학자 "진동판에 관하여"의 또 다른 논문이 출판되었습니다. 이러한 작품 중 상당수는 그 자체로 작가의 이름을 영원히 남길 수 있습니다. 그러나 가장 중요한 것은 과학 작품패러데이는 전자기 및 전기 유도 분야에서 그의 연구입니다.

엄밀히 말해서, 전자기 현상과 유도 전기 현상을 다루는 물리학의 중요한 한 분과이자 현재 기술적으로 매우 중요한 분야는 패러데이에 의해 무(無)에서 창조되었습니다.

패러데이가 마침내 전기 분야 연구에 전념했을 때, 일반적인 조건전기가 통하는 물체의 존재는 그 영향이 다른 모든 물체에 전기를 일으키기에 충분합니다. 동시에 전류가 통하는 전선이자 대전체이기도 한 전선은 근처에 있는 다른 전선에는 영향을 미치지 않는 것으로 알려졌다.

이 예외의 원인은 무엇입니까? 이것은 Faraday가 관심을 갖게 된 질문이며 그 해결책이 그를 다음과 같이 이끌었습니다. 주요 발견유도 전기 분야에서. 평소와 같이 패러데이는 문제의 본질을 명확히 하기 위해 일련의 실험을 시작했습니다.

패러데이는 동일한 나무 롤링 핀에 두 개의 절연 전선을 서로 평행하게 감았습니다. 그는 한 전선의 끝을 10개의 요소로 구성된 배터리에 연결하고 다른 끝을 민감한 검류계에 연결했습니다. 첫 번째 도선에 전류를 흘렸을 때,

Faraday는 검류계에 모든 관심을 돌렸고 검류계의 진동에서 두 번째 전선에도 전류가 나타나는 것을 알 수 있을 것으로 예상했습니다. 그러나 그런 종류의 것은 없었습니다. 검류계는 조용했습니다. Faraday는 전류를 증가시키기로 결정하고 120개의 갈바니 전지를 회로에 도입했습니다. 결과는 동일합니다. 패러데이는 이 실험을 수십 번 반복했지만 모두 동일한 성공을 거두었습니다.

그의 자리에 있는 다른 사람은 전선을 통과하는 전류가 인접한 전선에 영향을 미치지 않는다고 확신하면서 실험을 떠났을 것입니다. 그러나 Faraday는 항상 자신의 실험과 관찰에서 그들이 줄 수있는 모든 것을 추출하려고 시도 했으므로 검류계에 연결된 전선에 직접적인 영향을 미치지 않고 부작용을 찾기 시작했습니다.

그는 전류의 전체 통과 동안 완전히 평온한 검류계가 회로의 바로 닫힘과 열림에서 진동하기 시작했음을 즉시 알아 차렸습니다. 두 번째 와이어도 전류에 의해 여기되며 첫 번째 경우에는 반대입니다 첫 번째 전류와 두 번째 경우와 동일하며 한 순간만 지속됩니다.

1차 전류의 영향으로 발생하는 이러한 2차 순시 전류를 패러데이는 유도성(inductive)이라고 했으며 이 이름은 지금까지 보존되어 왔습니다. 유도 전류는 순간적이며 출현 후 즉시 사라지므로 패러데이가 독창적인 장치(정류자)의 도움으로 배터리에서 나오는 1차 전류를 지속적으로 차단하고 다시 전도하는 방법을 찾지 못했다면 실질적인 의미가 없었을 것입니다. 첫 번째 와이어로 인해 두 번째 와이어는 점점 더 많은 유도 전류에 의해 지속적으로 여기되어 일정해집니다. 그래서 새로운 소스를 찾았습니다 전기 에너지, 이전에 알려진(마찰 및 화학 공정) 외에도 - 유도 및 새로운 종류이 에너지의 유도 전기입니다.

그의 실험을 계속하면서, 패러데이는 더 나아가 갈바닉 전류가 흐르는 다른 와이어에 대해 폐곡선으로 꼬인 와이어의 간단한 근사화가 중성 와이어에서 갈바니 전류의 반대 방향으로 유도 전류를 여기하기에 충분하다는 것을 발견했습니다. 중성선을 제거하면 그 안에 있는 유도성 전류가 다시 여기됩니다. 전류는 이미 고정된 전선을 따라 흐르는 갈바니 전류와 같은 방향이며, 마지막으로 이러한 유도성 전류는 접근 및 제거 중에만 여기됩니다. 갈바니 전류의 도체에 와이어를 연결하고 이러한 움직임이 없으면 와이어가 서로 얼마나 가깝더라도 전류가 여기되지 않습니다.

따라서 앞서 설명한 갈바닉 전류의 폐쇄 및 종료 시 유도 현상과 유사한 새로운 현상이 발견되었습니다. 이러한 발견은 차례로 새로운 발견을 낳았습니다. 갈바닉 전류를 차단하고 차단하여 유도 전류를 생성할 수 있다면 철의 자화 및 감자에서도 동일한 결과를 얻을 수 있지 않을까요?

외르스테드와 암페르의 연구는 이미 자기와 전기 사이의 관계를 확립했습니다. 철은 절연전선을 그 주위에 감고 갈바닉 전류가 후자에 흐를 때 자석이 되는 것으로 알려져 있다. 자기 특성이 철의 전류가 멈추는 즉시 멈춥니다.

이를 바탕으로 Faraday는 이러한 종류의 실험을 제안했습니다. 두 개의 절연 전선이 철제 링 주위에 감겨 있었습니다. 또한, 하나의 와이어는 링의 절반 주위에, 다른 하나는 다른 하나에 감겨졌습니다. 갈바니 배터리의 전류가 한 전선을 통과하고 다른 전선의 끝이 검류계에 연결되었습니다. 그래서 전류가 닫히거나 멈출 때, 그리고 결과적으로 철 고리가 자화되거나 자기가 없어지면 검류계 바늘이 빠르게 진동했다가 빠르게 멈췄습니다. 즉, 중성선에서 동일한 순시 유도 전류가 여기되었습니다. 시간: 이미 자기의 영향을 받고 있습니다.

따라서 여기에서 처음으로 자기가 전기로 변환되었습니다. 이러한 결과를 받은 패러데이는 실험을 다양화하기로 결정했습니다. 그는 철제 반지 대신 철제 밴드를 사용하기 시작했습니다. 갈바닉 전류로 철의 자성을 자극하는 대신 영구강 자석에 접촉시켜 철을 자화했습니다. 결과는 같았습니다. 철사를 감아 놓은 철사에는 언제나 그랬습니다! 전류는 철의 자화 및 감자의 순간에 여기되었습니다.

그런 다음 Faraday는 와이어 나선형에 강철 자석을 도입했습니다. 후자의 접근 및 제거는 와이어에 유도 전류를 발생시켰습니다. 한마디로 유도 전류의 여기라는 의미에서 자기는 갈바니 전류와 정확히 같은 방식으로 작용합니다.

그 당시 물리학자들은 1824년 Arago가 발견한 하나의 불가사의한 현상에 몰두했지만 이에 대한 설명을 찾지 못했습니다. 이 설명은 Arago 자신, Ampère, Poisson, Babaj 및 Herschel과 같은 당대의 저명한 과학자들에 의해 집중적으로 추구되었습니다.

문제는 다음과 같았습니다. 자유롭게 매달려 있는 자기 바늘은 비자성 금속 원을 그 아래로 가져오면 빠르게 멈춥니다. 원이 회전하면 자기 바늘이 따라가기 시작합니다.

고요한 상태에서는 원과 화살표 사이에 작은 인력이나 반발력을 발견하는 것이 불가능했고, 움직이고 있던 같은 원은 그 뒤로 가벼운 화살뿐만 아니라 무거운 자석도 끌어당겼다. 이 참으로 기적적인 현상은 당시 과학자들에게 자연을 초월한 신비한 수수께끼처럼 보였습니다.

패러데이는 위의 데이터를 기반으로 자석의 영향을 받는 비자성 금속 원이 회전하는 동안 자기 바늘에 영향을 미치고 자석 뒤에 끌어당기는 유도 전류에 의해 순환된다고 가정했습니다.

실제로, 큰 말굽 모양의 자석의 극 사이에 원의 가장자리를 도입하고 원의 중심과 가장자리를 검류계로 와이어로 연결함으로써 패러데이는 원의 회전 중에 일정한 전류를 수신했습니다.

그 후, 패러데이는 일반적인 호기심을 불러일으키는 또 다른 현상에 대해 설명했습니다. 아시다시피 철가루를 자석에 뿌리면 자석 곡선이라고 하는 특정 선을 따라 그룹화됩니다. 이 현상에 주목한 패러데이는 1831년에 자기 곡선에 기초를 주었고, 그 이름은 "자기력선"이라는 이름을 갖게 되었고, 이는 그 후 일반화되었습니다.

이 "선"에 대한 연구는 패러데이를 새로운 발견으로 이끌었고 유도 전류의 여기를 위해 자극에서 소스의 접근 및 제거가 필요하지 않다는 것이 밝혀졌습니다. 전류를 여기시키려면 알려진 방식으로 자기력선을 가로지르면 충분합니다.

언급 된 방향에서 Faraday의 추가 작업은 현대적인 관점에서 완전히 기적적인 성격을 얻었습니다. 1832년 초에 그는 자석이나 갈바닉 전류의 도움 없이 유도 전류가 여기되는 장치를 시연했습니다.

장치는 와이어 코일에 배치된 철 스트립으로 구성되었습니다. 이 장치는 일반적인 조건에서 전류가 나타나는 징후를 조금도 나타내지 않았습니다. 그러나 그에게 자기 바늘의 방향에 해당하는 방향을 지정하자마자 전류가 도선에 여기되었습니다.

그런 다음 Faraday는 자기 바늘의 위치를 ​​하나의 코일에 부여한 다음 쇠 띠를 삽입했습니다. 전류는 다시 여기되었습니다. 이러한 경우에 전류를 발생시키는 원인은 지상자기로 인해 일반 자석이나 갈바닉 전류와 같은 유도 전류가 발생합니다. 이것을 더 명확하게 보여주고 증명하기 위해 패러데이는 그의 생각을 완전히 확인시켜주는 또 다른 실험을 했습니다.

그는 비자성 금속, 예를 들어 구리가 이웃 자석의 자기력선과 교차하는 위치에서 회전하는 원이 유도 전류를 제공하면 동일한 원이 없는 상태에서 회전한다고 추론했습니다. 자석이지만 원이 지구 자기선과 교차하는 위치에서 유도 전류도 주어야 합니다.

그리고 실제로 수평면에서 회전하는 구리 원은 유도 전류를 제공하여 검류계 바늘의 눈에 띄는 편차를 생성했습니다. Faraday는 1835년에 "전류가 자체적으로 유도하는 효과"를 발견하면서 전기 유도 분야의 일련의 연구를 완료했습니다.

그는 갈바니 전류가 닫히거나 열릴 때 순간 유도 전류가 이 전류의 도체 역할을 하는 와이어 자체에서 여기된다는 것을 발견했습니다.

러시아 물리학자 Emil Khristoforovich Lenz(1804-1861)는 방향을 결정하는 규칙을 제시했습니다. 유도 전류. "유도 전류는 항상 유도 전류가 생성하는 자기장이 유도를 유발하는 움직임을 방해하거나 늦추는 방식으로 유도됩니다."라고 A.A. 전자기 유도에 대한 그의 기사에서 Korobko-Stefanov. - 예를 들어, 코일이 자석에 접근할 때 유도 전류는 코일에 의해 생성된 자기장이 자석의 자기장과 반대 방향이 되는 방향을 갖습니다. 그 결과 코일과 자석 사이에 반발력이 발생합니다.

렌츠의 법칙은 에너지 보존과 변환의 법칙을 따릅니다. 유도 전류가 그 원인이 된 움직임을 가속화하면 일이 무에서 생성될 것입니다. 코일 자체는 약간의 푸시 후에 자석을 향해 돌진하고 동시에 유도 전류가 내부에서 열을 방출합니다. 실제로는 자석과 코일을 더 가깝게 하는 작업으로 인해 유도 전류가 생성됩니다.

왜 유도 전류가 있습니까? 전자기 유도 현상에 대한 깊은 설명은 완성된 물리학자 제임스 클러크 맥스웰(James Clerk Maxwell)이 했습니다. 수학 이론전자기장.

문제의 본질을 더 잘 이해하려면 매우 간단한 실험을 고려하십시오. 코일이 1턴의 와이어로 구성되고 턴 평면에 수직인 교류 자기장에 의해 관통되도록 하십시오. 코일에는 물론 유도 전류가 있습니다. Maxwell은 이 실험을 남다른 용기와 의외로 해석했습니다.

Maxwell에 따르면 공간에서 자기장이 변할 때 와이어 코일의 존재가 중요하지 않은 프로세스가 발생합니다. 여기서 가장 중요한 것은 변화하는 자기장을 덮는 전기장의 닫힌 링 라인의 모양입니다. 떠오르는 전기장의 작용에 따라 전자가 움직이기 시작하고 코일에 전류가 발생합니다. 코일은 전기장을 감지할 수 있는 장치일 뿐입니다.

전자기 유도 현상의 본질은 교류 자기장이 항상 주변 공간에서 닫힌 힘선으로 전기장을 생성한다는 것입니다. 이러한 장을 와류장(vortex field)이라고 합니다.

지상 자기에 의해 생성된 유도 분야의 연구를 통해 패러데이는 1832년에 전신의 아이디어를 표현할 기회를 얻었고, 이것이 이 발명의 기초가 되었습니다. 일반적으로 전자기 유도의 발견은 가장 큰 이유에 기인합니다. 뛰어난 발견 XIX 세기 - 전 세계 수백만 개의 전기 모터 및 전류 발생기의 작업은이 현상을 기반으로합니다 ...

정보 출처: Samin D.K. “백대 과학적 발견"., M.: "베체", 2002

대답:

Ampère의 실험 이후 전기역학 발전의 다음으로 중요한 단계는 전자기 유도 현상의 발견이었습니다. 영국의 물리학자 마이클 패러데이(Michael Faraday, 1791~1867)는 전자기 유도 현상을 발견했습니다.

외르스테드와 같이 아직 젊은 과학자인 패러데이는 자연의 모든 힘이 서로 연결되어 있으며, 더욱이 그것들이 서로 변형될 수 있다고 생각했습니다. 패러데이가 에너지 보존 및 변환 법칙이 제정되기 전에도 이러한 생각을 표현했다는 점은 흥미롭다. 패러데이는 암페어(Ampere)의 발견, 비유적으로 말해서 그가 전기를 자기로 바꾸었다는 것을 알고 있었습니다. 이 발견을 반영하여 패러데이는 "전기가 자기를 생성"하고 그 반대의 경우도 "자기가 전기를 생성해야 한다"는 결론에 도달했습니다. 그리고 1823년에 그는 일기에 "자기를 전기로 바꾸십시오."라고 썼습니다. 8년 동안 Faraday는 문제를 해결하기 위해 노력했습니다. 오랫동안 그는 실패를 쫓았고 마침내 1831년에 그것을 해결했습니다. 그는 전자기 유도 현상을 발견했습니다.

먼저 패러데이는 같은 드럼에 코일을 감았을 때 전자기 유도 현상을 발견했습니다. 갈바닉 배터리가 연결되거나 분리되어 한 코일에 전류가 발생하거나 사라지면 그 순간 다른 코일에 단기 전류가 나타납니다. 이 전류는 두 번째 코일에 연결된 검류계에 의해 감지됩니다.

그런 다음 Faraday는 코일에 접근하거나 코일에서 멀어질 때 코일에 유도 전류가 존재한다는 사실을 확인했습니다.

마지막으로 패러데이가 발견한 전자기 유도의 세 번째 경우는 코일에 자석을 삽입하거나 제거할 때 코일에 전류가 발생한다는 것입니다.

패러데이의 발견은 전자기 유도 현상의 특징을 연구하기 시작한 많은 물리학자들의 관심을 끌었습니다. 다음 과제는 전자기 유도의 일반 법칙을 확립하는 것이었다. 도체의 유도 전류의 세기가 어떻게 그리고 무엇에 의존하는지 또는 전류가 유도되는 도체에서 유도 기전력의 값이 무엇에 의존하는지 알아내는 것이 필요했습니다.

이 작업은 어려운 것으로 판명되었습니다. 이것은 패러데이와 맥스웰이 전자기장에 대해 발전시킨 교리의 틀에서 완전히 해결되었습니다. 그러나 전기 및 자기 현상의 교리에서 당시 일반적이었던 장거리 이론을 고수했던 물리학자들도 그것을 해결하려고 노력했습니다.

이 과학자들이 해낸 것입니다. 동시에 그들은 상트페테르부르크의 학자 Emil Khristianovich Lenz(1804 - 1865)가 발견한 유도 전류의 방향을 발견한 규칙의 도움을 받았습니다. 다른 경우전자기 유도. Lenz는 이를 다음과 같이 공식화했습니다. "금속 도체가 갈바닉 전류 또는 자석 근처로 이동하면 갈바닉 전류가 도체에 있는 방향으로 여기되어 이 도체가 고정되어 있으면 전류가 반대 방향으로 이동할 수 있습니다. 방향; 정지해 있는 도체는 운동 방향 또는 반대 방향으로만 이동할 수 있다고 가정합니다.

이 규칙은 유도 전류의 방향을 결정하는 데 매우 편리합니다. 우리는 지금도 그것을 사용하지만, 지금은 약간 다르게 공식화되어 Lenz가 사용하지 않은 전자기 유도 개념이 매장되었습니다.

그러나 역사적으로 렌츠 법칙의 주요 의미는 전자기 유도 법칙을 찾는 방법에 대한 아이디어를 촉발했다는 것입니다. 사실은 원자 규칙에서 전자기 유도와 전류 상호 작용 현상 사이에 연결이 설정된다는 것입니다. 전류의 상호 작용에 대한 질문은 이미 Ampère에 의해 해결되었습니다. 따라서 처음에 이 연결을 설정하면 여러 가지 특수한 경우에 도체의 유도 기전력에 대한 표현을 결정할 수 있습니다.

에 일반보기우리가 그것에 대해 말했듯이 전자기 유도 법칙은 Faraday와 Maxwell에 의해 확립되었습니다.

전자기 유도 - 통과하는 자속이 변할 때 폐쇄 회로에서 전류가 발생하는 현상.

전자기 유도는 1831년 8월 29일 마이클 패러데이에 의해 발견되었습니다. 그는 폐쇄 전도 회로에서 발생하는 기전력이 이 회로로 둘러싸인 표면을 통과하는 자속의 변화율에 비례한다는 것을 발견했습니다. 기전력(EMF)의 크기는 자기장 자체의 변화 또는 자기장에서 회로(또는 그 일부)의 움직임과 같은 자속의 변화를 일으키는 원인에 의존하지 않습니다. 이 EMF에 의해 발생하는 전류를 유도 전류라고 합니다.

자기 유도 - 회로를 통해 흐르는 전류가 변할 때 폐쇄 전도 회로에서 유도의 EMF 발생.

회로의 전류가 비례적으로 변할 때, 자속이 윤곽으로 경계를 이루는 표면을 통해. 전자기 유도 법칙으로 인한 이 자속의 변화는 이 회로에서 유도 EMF의 여기로 이어집니다.

이 현상을 자기유도라고 합니다. (이 개념은 상호 귀납의 개념과 관련이 있으며 말하자면 특수한 경우입니다).

방향 EMF 자기 유도항상 회로의 전류가 증가할 때 자기 유도의 EMF가 이러한 증가를 방지하고(전류에 대해 지시됨), 전류가 감소하면 감소합니다(전류와 함께 지시됨). 이 속성으로 인해 자체 유도 EMF는 관성의 힘과 유사합니다.

첫 번째 계전기의 제작은 1824년 영국인 Sturgeon이 전자석을 발명함으로써 선행되었습니다. 전자석은 철심에 권선된 와이어 코일의 입력 전류를 이 코어 내부와 외부에서 생성된 자기장으로 변환하는 장치입니다. 자기장은 코어 근처에 위치한 강자성 물질에 미치는 영향에 의해 고정(검출)되었습니다. 이 물질은 전자석의 코어에 끌렸습니다.

이후 전류의 에너지를 외부 강자성체(전기자)의 의미 있는 운동의 기계적 에너지로 변환하는 효과는 다양한 전기기계 통신기기(전신 및 전화), 전기공학, 전력산업의 기초를 형성하였다. 그러한 최초의 장치 중 하나는 1831년 미국 J. Henry가 발명한 전자기 릴레이였습니다.

지금까지 시간이 지남에 따라 변하지 않는 전기장과 자기장에 대해 알아보았습니다. 전기장이 생성되는 것을 발견하였다. 전기 요금, 그리고 자기장 - 움직이는 전하, 즉 전류. 시간에 따라 변하는 전기장과 자기장에 대해 알아봅시다.

대부분 중요한 사실, 발견된 는 전기장과 자기장 사이의 가장 가까운 관계입니다. 시변 자기장은 전기장을 생성하고 변화하는 전기장은 자기장을 생성합니다. 필드 간의 이러한 연결이 없으면 전자기력의 다양한 표현이 실제만큼 광범위하지 않을 것입니다. 전파나 빛은 없을 것입니다.

최초라는 것은 우연이 아니다. 결정적인 단계전자기 상호 작용의 새로운 속성 발견에서 전자기장에 대한 아이디어의 창시자가되었습니다 - 패러데이. 패러데이는 전기 및 자기 현상의 통일된 특성을 확신했습니다. 덕분에 그는 기계 에너지를 전류 에너지로 변환하여 나중에 세계 모든 발전소의 발전기 설계의 기초를 형성한 발견을 했습니다. (기타 소스: 갈바니 전지, 배터리 등 - 생성된 에너지의 무시할 수 있는 부분을 제공합니다.)

패러데이는 전류가 철 조각을 자화할 수 있다고 추론했습니다. 자석이 차례로 전류를 일으킬 수 있습니까?

오랫동안 이 연결을 찾을 수 없습니다. 중요한 것을 생각하는 것은 어려웠습니다. 즉, 움직이는 자석이나 시간에 따라 변하는 자기장만이 코일의 전류를 여기시킬 수 있습니다.

어떤 종류의 사고가 발견을 막을 수 있는지는 다음 사실을 보여줍니다. 패러데이와 거의 동시에 스위스의 물리학자 콜라돈은 자석을 사용하여 코일에 전류를 공급하려고 했습니다. 일할 때 그는 검류계를 사용했는데 그 가벼운 자침이 장치의 코일 내부에 배치되었습니다. 자석이 바늘에 직접 영향을 미치지 않도록 Colladon이 전류를 얻으려고 자석을 밀어 넣은 코일의 끝 부분을 밖으로 가져 왔습니다. 인접한 방검류계에 연결되어 있습니다. 코일에 자석을 꽂은 콜라돈은 아쉬운 마음을 안고 다음 방으로 들어갔다.

검류계에 전류가 표시되지 않는지 확인했습니다. 그가 검류계를 항상 보고 누군가에게 자석에 대한 작업을 요청할 수만 있다면 놀라운 발견이 이루어질 것입니다. 그러나 이것은 일어나지 않았습니다. 코일에 대해 정지해 있는 자석은 코일에 전류를 일으키지 않습니다.

전자기 유도 현상은 전도 회로에 전류가 발생하는 것으로 구성되며, 이 전류는 시간에 따라 변하는 자기장에 머물거나 일정한 자기장에서 이동하여 자기장을 관통하는 자기 유도선의 수가 회로 변경. 그것은 1831년 8월 29일에 발견되었습니다. 새로운 놀라운 발견의 날짜가 이렇게 정확하게 알려진 것은 드문 경우입니다. 다음은 Faraday 자신이 제공한 첫 번째 실험에 대한 설명입니다.

"넓은 나무 코일에 상처 구리 와이어길이가 203피트이고 회전 사이에 같은 길이의 와이어가 감겨 있지만 첫 번째 면사와 절연되어 있습니다. 이 나선 중 하나는 검류계에 연결되었고 다른 하나는 100쌍의 판으로 구성된 강력한 배터리에 연결되었습니다... 전류가 멈췄을 때도 마찬가지였습니다. 코일 중 하나를 통해 전류가 계속 흐르면 배터리에 연결된 전체 코일이 가열된다는 사실에도 불구하고 검류계에 어떤 영향도 미치지 않거나 일반적으로 다른 코일에 어떤 유도 효과도 나타나지 않습니다. 그리고 석탄 사이를 점프하는 불꽃의 밝기, 배터리 전원으로 증언 "(Faraday M. " 실험적 연구전기", 첫 번째 시리즈).

따라서 처음에는 회로를 닫고 여는 동안 서로에 대해 움직이지 않는 도체에서 유도가 발견되었습니다. 그런 다음 전류가 ​​흐르는 도체를 접근하거나 제거하면 회로가 닫히고 열리는 것과 동일한 결과가 발생해야 함을 분명히 이해하고 코일이 서로 움직일 때 전류가 발생한다는 것을 실험을 통해 증명했습니다.

친구에 비해. 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. 한 달 만에 패러데이는 전자기 유도 현상의 모든 필수 기능을 실험적으로 발견했습니다.

현재 패러데이의 실험은 누구나 반복할 수 있습니다. 이렇게하려면 두 개의 코일, 자석, 요소 배터리 및 충분히 민감한 검류계가 필요합니다.

그림 238에 표시된 설치에서 첫 번째 코일에 비해 고정되어 있는 다른 코일의 전기 회로가 닫히거나 열릴 때 코일 중 하나에서 유도 전류가 발생합니다. 그림 239의 설치에서 가변 저항은 코일 중 하나의 전류를 변경합니다. 그림 240, a에서 코일이 서로에 대해 움직일 때 유도 전류가 나타나고 그림 240에서 b - 움직일 때 영구 자석코일에 관해서.

패러데이 자신은 이미 겉으로 다르게 보이는 실험에서 유도전류의 출현을 결정짓는 공통점을 파악하고 있었다.

폐쇄 전도 회로에서 이 회로의 경계 영역을 관통하는 자기 유도선의 수가 변할 때 전류가 발생합니다. 그리고 자기 유도선의 변화가 빠를수록 유도 전류가 커집니다. 이 경우 자기 유도 선 수의 변경 이유는 완전히 무관합니다. 이것은 인접한 코일(그림 238)의 전류 세기 변화와 비균질 자기장에서 회로의 움직임으로 인한 유도선, 선의 밀도는 공간에 따라 다릅니다(그림 241).

자기 유도 벡터 \(~\vec B\)는 공간의 각 지점에서 자기장을 특성화합니다. 한 지점이 아니라 임의로 선택한 표면의 모든 지점에서 자기 유도 벡터의 값에 따라 달라지는 양을 하나 더 소개하겠습니다. 이 양을 자기 유도 벡터의 자속이라고 합니다. 자속.

면적이 Δ인 작은 표면 요소를 자기장에서 분리합시다. 에스모든 지점에서 자기 유도가 동일하게 간주될 수 있도록 합니다. \(~\vec n\)을 각도를 형성하는 요소에 대한 법선이라고 하자. α 자기 유도 벡터의 방향으로 (그림 1).

표면적 Δ를 통한 자기 유도 벡터의 자속 에스자기 유도 벡터의 계수 \(~\vec B\)와 면적 Δ의 곱과 같은 값을 호출합니다. 에스각도의 코사인 α 벡터 \(~\vec B\)와 \(~\vec n\) 사이(표면에 수직):

\(~\Delta \Phi = B \cdot \Delta S \cdot \cos \alpha\) .

일하다 비코사인 α = 에 n은 요소에 대한 법선에 대한 자기 유도 벡터의 투영입니다. 그렇기 때문에

\(~\Delta \Phi = B_n \cdot \Delta S\) .

흐름은 각도 값에 따라 양수 또는 음수일 수 있습니다. α .

자기장이 균일하면 면적이 있는 평평한 표면을 통과하는 자속 에스같음:

\(~\Phi = B \cdot S \cdot \cos \alpha\) .

자기 유도의 플럭스는 표면의 주어진 영역을 관통하는 벡터 \(~\vec B\)의 선 수에 비례하는 양으로 명확하게 해석될 수 있습니다.

일반적으로 표면을 닫을 수 있습니다. 이 경우 표면 내부로 들어가는 유도선의 수는 표면을 빠져나가는 선의 수와 같다(Fig. 2). 표면이 닫힌 경우 외부 법선은 표면에 대한 양의 법선으로 간주됩니다.

자기 유도선이 닫혀있어 닫힌 표면을 통한 자기 유도 플럭스가 0과 같습니다. (표면을 떠나는 선은 양의 플럭스를 제공하고 선은 음의 플럭스를 제공합니다.) 자기장의 이러한 기본 속성은 자기 전하가 없기 때문입니다. 전하가 없다면 닫힌 표면을 통한 전기 플럭스는 0이 될 것입니다.

전자기 유도

전자기 유도의 발견

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

M. Faraday는 전기 및 자기 현상의 통일된 성질을 확신했지만 오랫동안이러한 현상 사이의 관계를 찾을 수 없습니다. 요점을 생각하기 어려웠습니다. 시간에 따라 변하는 자기장만이 고정 코일에서 전류를 여기할 수 있거나 코일 자체가 자기장 내에서 움직여야 한다는 것입니다.

패러데이가 이 현상이라고 부른 전자기 유도의 발견은 1831년 8월 29일에 이루어졌습니다. 간단한 설명패러데이 자신이 준 첫 경험. “길이가 203피트(1피트는 304.8mm)인 구리 와이어가 넓은 나무 코일에 감겼고 동일한 길이의 와이어가 회전 사이에 감겼지만 첫 번째 면사에서 분리되었습니다. 이 나선 중 하나는 검류계에 연결되고 다른 하나는 100쌍의 플레이트로 구성된 강력한 배터리에 연결되었습니다... 전류가 멈췄을 때도 마찬가지였다. 코일 중 하나를 통해 전류가 계속 흐르면 배터리에 연결된 전체 코일이 가열된다는 사실에도 불구하고 검류계에 어떤 영향도 미치지 않거나 일반적으로 다른 코일에 어떤 유도 효과도 나타나지 않습니다. 그리고 석탄 사이를 뛰어오르는 불꽃의 밝기는 배터리 전원에 대해 증언했다.

따라서 처음에는 회로를 닫고 여는 동안 서로에 대해 움직이지 않는 도체에서 유도가 발견되었습니다. 그런 다음, 전류가 흐르는 도체에 접근하거나 제거하면 회로를 닫고 여는 것과 동일한 결과를 가져와야 한다는 것을 분명히 이해하고, Faraday는 코일이 서로에 대해 이동할 때 전류가 발생한다는 것을 실험을 통해 증명했습니다(그림 3).

Ampère의 연구에 익숙한 Faraday는 자석이 분자에서 순환하는 작은 전류의 집합이라는 것을 이해했습니다. 10월 17일 그의 실험실 저널에 기록된 바와 같이 자석을 밀거나 당기는 동안 코일에서 유도 전류가 감지되었습니다(그림 4).

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 도선 회로에서 이 회로에 의해 경계를 이루는 표면을 관통하는 자기 유도선의 수가 변할 때 전류가 발생합니다. 이 현상을 전자기 유도라고 합니다.

그리고 자기 유도 변화의 라인 수가 빠를수록 결과 전류가 커집니다. 이 경우 자기 유도 선 수의 변경 이유는 완전히 무관합니다. 이것은 인접 코일의 전류 세기 변화로 인해 고정 도체를 관통하는 자기 유도선 수의 변화와 불균일한 자기장에서 회로의 이동으로 인한 선 수 변화일 수 있습니다. , 선의 밀도는 공간에 따라 다릅니다(그림 5).

렌츠의 법칙

도체에서 발생한 유도 전류는 이를 생성한 전류 또는 자석과 즉시 상호 작용하기 시작합니다. 자석(또는 전류가 흐르는 코일)이 닫힌 도체에 더 가까워지면 자기장이 있는 유도 전류가 반드시 자석(코일)을 밀어냅니다. 자석과 코일을 더 가깝게 만드는 작업을 수행해야 합니다. 자석이 제거되면 인력이 발생합니다. 이 규칙은 엄격하게 준수됩니다. 상황이 다르다고 상상해 보세요. 자석을 코일 쪽으로 밀어 넣으면 저절로 코일 안으로 들어갑니다. 이것은 에너지 보존 법칙에 위배됩니다. 결국, 자석의 기계적 에너지가 증가함과 동시에 전류가 발생하는데, 전류도 일을 할 수 있기 때문에 그 자체로 에너지 소비가 필요합니다. 고정자의 자기장과 상호 작용하는 발전기 전기자에 유도된 전류는 전기자의 회전을 늦춥니다. 따라서 전기자를 회전시키기 위해서는 전류가 클수록 더 큰 작업을 수행해야합니다. 이 작업으로 인해 유도 전류가 발생합니다. 우리 행성의 자기장이 매우 크고 매우 불균일하다면 신체에 유도된 전류의 강한 상호 작용으로 인해 표면과 대기에서 전도체의 빠른 움직임이 불가능할 것이라는 점에 주목하는 것이 흥미 롭습니다. 필드. 몸체는 조밀한 점성 매질에서처럼 움직이면서 동시에 강하게 가열될 것입니다. 비행기도 로켓도 날 수 없습니다. 사람은 팔이나 다리를 빨리 움직일 수 없었습니다. 인간의 몸- 좋은 지휘자.

전류가 유도되는 코일이 인접 코일에 대해 정지 상태인 경우 교류, 예를 들어 변압기에서와 같이 이 경우 유도 전류의 방향은 에너지 보존 법칙에 의해 결정됩니다. 이 전류는 생성되는 자기장이 1차측의 전류 변동을 줄이는 경향이 있는 방식으로 항상 지향됩니다.

코일에 의한 자석의 반발 또는 인력은 코일의 유도 전류 방향에 따라 다릅니다. 따라서 에너지 보존 법칙을 통해 유도 전류의 방향을 결정하는 규칙을 공식화할 수 있습니다. 코일에 대한 자석의 접근과 제거의 두 실험의 차이점은 무엇입니까? 첫 번째 경우에는 자속(또는 코일의 권선을 관통하는 자기 유도선의 수)이 증가하고(그림 6, a), 두 번째 경우에는 감소합니다(그림 6, b). 또한, 첫 번째 경우에 유도선 에' 코일에 발생한 유도전류에 의해 생성된 자기장은 코일이 자석을 밀어내기 때문에 코일의 상단에서 빠져나오고, 반대로 두 번째 경우에는 이 끝으로 들어간다. 그림 6에서 이러한 자기 유도 선은 스트로크로 표시됩니다.

쌀. 6

이제 우리는 요점에 도달했습니다. 코일의 회전을 통한 자속의 증가와 함께 유도 전류는 자기장이 생성하는 방향이 코일의 회전을 통한 자속의 성장을 방지하는 방향을 갖습니다. 결국,이 필드의 유도 벡터 \ (~ \ vec B "\)는 자기장의 유도 벡터 \ (~ \ vec B \)에 대해 지시되며, 그 변화는 전류를 생성합니다. 자속이 통과하면 코일이 약해지면 유도 전류는 유도 \(~\vec B"\) 로 자기장을 생성하여 코일의 회전을 통해 자속을 증가시킵니다.

이것이 본질이다 일반 규칙모든 경우에 적용 가능한 유도 전류의 방향을 결정합니다. 이 규칙은 러시아 물리학자 E. X. Lenz(1804-1865)에 의해 확립되었습니다.

에 따르면 렌츠의 법칙

폐쇄 회로에서 발생하는 유도 전류는 회로에 의해 경계가 지정된 표면을 통해 생성된 자속이 이 전류를 생성하는 자속의 변화를 방지하는 경향이 있는 방향을 갖습니다.

유도 전류는 원인을 방지하는 방향을 가지고 있습니다.

초전도체의 경우 외부 자속의 변화에 ​​대한 보상이 완료됩니다. 초전도 회로로 둘러싸인 표면을 통한 자기 유도 플럭스는 어떤 조건에서도 시간이 지남에 따라 전혀 변하지 않습니다.

전자기 유도 법칙

패러데이의 실험은 유도 전류의 세기가 나전도 회로에서 i는 이 회로의 경계면을 관통하는 자기 유도선 수의 변화율에 비례합니다. 보다 정확하게, 이 진술은 자속의 개념을 사용하여 공식화될 수 있습니다.

자속은 면적이 있는 표면을 관통하는 자기 유도선의 수로 명확하게 해석됩니다. 에스. 따라서 이 숫자의 변화율은 자속의 변화율에 불과합니다. 짧은 시간에 Δ 티자속은 Δ로 변경됩니다. 에프, 자속의 변화율은 \(~\frac(\Delta \Phi)(\Delta t)\) 입니다.

따라서 경험에서 직접 이어지는 진술은 다음과 같이 공식화될 수 있습니다.

유도 전류의 강도는 윤곽으로 경계를 이루는 표면을 통한 자속의 변화율에 비례합니다.

\(~I_i \sim \frac(\Delta \Phi)(\Delta t)\) .

자유 전하에 외력이 작용하면 회로에 전류가 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 닫힌 회로를 따라 단일 양전하를 이동할 때 이러한 힘의 작업을 기전력이라고 합니다. 따라서 윤곽으로 둘러싸인 표면을 통해 자속이 변경되면 외력이 그 안에 나타나며 그 작용은 유도 EMF라고하는 EMF로 특징 지어집니다. 문자로 표기하자 이자형나 .

전자기 유도 법칙은 전류 강도가 아닌 EMF에 대해 특별히 공식화되었습니다. 이 공식을 통해 법칙은 유도 전류가 발생하는 도체의 특성에 의존하지 않는 현상의 본질을 표현합니다.

에 따르면 전자기 유도 법칙(EMR)

폐쇄 루프의 유도 기전력은 루프로 둘러싸인 표면을 통한 자속의 변화율과 절대값이 같습니다.

\(~|E_i| = |\frac(\Delta \Phi)(\Delta t)|\) .

Lenz 규칙에 따라 전자기 유도 법칙에서 유도 전류의 방향(또는 유도 EMF의 부호)을 고려하는 방법은 무엇입니까?

그림 7은 폐쇄 루프를 보여줍니다. 윤곽을 시계 반대 방향으로 우회하는 긍정적인 방향을 고려할 것입니다. 윤곽선 \(~\vec n\)에 대한 법선은 우회 방향으로 오른쪽 나사를 형성합니다. EMF의 부호, 즉 특정 일은 회로를 우회하는 방향에 대한 외력의 방향에 의존한다. 이러한 방향이 일치하면 이자형나는 > 0이고, 따라서, 나 i > 0. 그렇지 않으면 EMF와 전류 강도가 음수입니다.

외부 자기장의 자기 유도 \(~\vec B\)가 등고선에 대한 법선을 따라 향하게 하고 시간이 지남에 따라 증가합니다. 그 다음에 에프> 0 및 \(~\frac(\Delta \Phi)(\Delta t)\) > 0. Lenz의 법칙에 따르면 유도 전류는 자속을 생성합니다. 에프’ < 0. Линии индукции 비유도 전류의 자기장의 '는 그림 7에 대시로 표시됩니다. 따라서 유도 전류 나 i는 시계 방향(양의 바이패스 방향에 대해)이고 유도 기전력은 음입니다. 따라서 전자기 유도 법칙에는 마이너스 기호가 있어야 합니다.

\(~E_i = - \frac(\Delta \Phi)(\Delta t)\) .

에 국제 시스템단위, 전자기 유도 법칙은 자속의 단위를 설정하는 데 사용됩니다. 이 단위를 웨버(Wb)라고 합니다.

유도의 EMF 이후 이자형 i는 볼트로 표시되고 시간은 초로 표시되며 Weber EMP 법칙에서 다음과 같이 결정할 수 있습니다.

닫힌 루프로 둘러싸인 표면을 통과하는 자속은 1Wb와 같습니다. 이 자속이 1초 안에 0으로 균일하게 감소하면 루프에서 1V와 같은 유도 기전력이 발생합니다.

1Wb \u003d 1V ∙ 1초

와류장

시간이 지남에 따라 자기장이 전기장을 생성합니다.. J. Maxwell은 이 결론에 처음으로 도달했습니다.

이제 전자기 유도 현상이 새로운 빛으로 우리 앞에 나타납니다. 그것에서 가장 중요한 것은 자기장에 의해 전기장을 생성하는 과정입니다. 이 경우 코일과 같은 전도성 회로의 존재는 문제의 본질을 변경하지 않습니다. 자유 전자(또는 다른 입자)를 공급하는 전도체는 발생하는 전기장을 감지하는 데만 도움이 됩니다. 장은 도체에서 전자를 움직이게 하여 스스로를 드러냅니다. 고정 도체에서 전자기 유도 현상의 본질은 유도 전류의 출현이 아니라 전하를 운동시키는 전기장의 출현에 있습니다.

자기장이 변할 때 발생하는 전기장은 정전기와 완전히 다른 구조를 갖는다. 그것은 전하와 직접 연결되어 있지 않으며, 그 긴장의 선은 전하에서 시작하고 끝날 수 없습니다. 그들은 일반적으로 어디에서 시작하거나 끝나지 않지만 자기장 유도선과 유사한 닫힌 선입니다. 이 소위 소용돌이 전기장. 질문이 생길 수 있습니다. 사실, 이 필드를 전기라고 부르는 이유는 무엇입니까? 결국 그것은 정전기장과 다른 기원과 다른 구성을 가지고 있습니다. 답은 간단합니다. 소용돌이 장이 전하에 작용합니다. 큐정전기와 같은 방식으로, 우리는 이것을 필드의 주요 속성으로 고려했고 여전히 고려합니다. 전하에 작용하는 힘은 여전히 ​​\(~\vec F = q \vec E\) 입니다. 여기서 \(~\vec E\)는 소용돌이장의 강도입니다. 반지름이 있는 길고 좁은 원통형 관에 집중된 균일한 자기장에 의해 자속이 생성되는 경우 아르 자형 0(그림 8)에서 대칭 고려 사항에서 전기장 세기의 선이 선 \(~\vec B\)에 수직인 평면에 있고 원이라는 것이 분명합니다. 렌츠 법칙에 따라 자기 유도 \(~\left (\frac(\Delta B)(\Delta t) > 0 \right)\)가 증가함에 따라 자력선 \(~\vec E\) 자기 유도 방향이 있는 왼쪽 나사 \(~\vec B\) .

정적 또는 고정 전기장과 달리 닫힌 경로에서 와류장의 일은 0이 아닙니다. 실제로 전하가 이동할 때 폐쇄 라인전기장 강도, 힘과 변위가 방향에서 일치하기 때문에 경로의 모든 섹션에 대한 작업은 동일한 부호를 갖습니다. 자기장과 같은 소용돌이 전기장은 전위가 아닙니다.

닫힌 고정 도체를 따라 단일 양전하를 이동시키는 소용돌이 전기장의 작업은 이 도체의 유도 EMF와 수치적으로 동일합니다.

따라서 교류 자기장은 소용돌이 전기장을 생성합니다. 하지만 여기서 한 마디로 충분하지 않다고 생각하지 않습니까? 이 과정의 메커니즘이 무엇인지 알고 싶습니다. 이러한 필드의 연결이 자연에서 어떻게 실현되는지 설명할 수 있습니까? 그리고 이것은 당신의 타고난 호기심이 만족될 수 없는 곳입니다. 여기에는 단순히 메커니즘이 없습니다. 전자기유도법칙은 자연의 기본법칙이며, 이는 기본적이고 일차적이라는 의미입니다. 많은 현상이 그것의 작용으로 설명될 수 있지만, 결과적으로 그것이 따를 더 깊은 법칙이 없다는 이유만으로 그 자체는 설명할 수 없는 상태로 남아 있습니다. 어쨌든 그러한 법률은 현재 알려지지 않았습니다. 중력의 법칙, 쿨롱의 법칙 등 모든 기본 법칙이 있습니다.

물론 우리는 자연보다 어떤 질문이든 자유롭게 할 수 있지만 모든 질문이 말이 되는 것은 아닙니다. 따라서 예를 들어 다양한 현상의 원인을 조사하는 것은 가능하고 필요하지만 인과 관계가 존재하는 이유를 전혀 알아내려고 하는 것은 무의미합니다. 사물의 본성이 그러하며 우리가 사는 세상도 그러합니다.

문학

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2. Myakishev, G.Ya. 물리학: 전기역학. 10-11 셀. : 연구. 물리학의 심층 연구를 위해 / G.Ya. 미야키쇼프, A.3. Sinyakov, V.A. 슬로보드스코프. – M.: Bustard, 2005. – 476 p.