Ким було відкрито явище електромагнітної індукції. До історії відкриття явища електромагнітної індукції

>> Відкриття електромагнітної індукції

Глава 2. ЕЛЕКТРОМАГНІТНА ІНДУКЦІЯ

Досі ми розглядали електричні та магнітні поля, які не змінювалися з часом. Було з'ясовано, що електростатичне поле створюється нерухомими зарядженими частинками, а магнітне поле - що рухаються, тобто електричним струмом. Тепер познайомимося з електричними та магнітними полями, які змінюються з часом.

Самий важливий факт, який вдалося виявити, - це найтісніший взаємозв'язок між електричним та магнітним полями. Виявилося, що магнітне поле, що змінюється в часі, породжує електричне поле, а електричне поле, що змінюється, - магнітне . Без зв'язку між полями різноманітність проявів електромагнітних силне було б настільки широким, яким воно спостерігається насправді. Не існувало б ні радіохвиль, ні світла.

§ 8 ВІДКРИТТЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ

У 1821 р. М. Фарадей записав у своєму щоденнику: «Перетворити магнетизм на електрику». Через 10 років це завдання було ним вирішено.

Не випадково перший, вирішальний крок у відкритті нових властивостей електромагнітних взаємодійзроблено основоположником уявлень про електромагнітне поле М. Фарадеєм, який був упевнений в єдиній природі електричних і магнітних явищ. Завдяки цьому він і зробив відкриття, що увійшло в основу пристрою генераторів усіх електростанції світу, що перетворюють механічну енергіюв енергію електричного струму. (Джерела, що працюють на інших принципах: гальванічні елементи, акумулятори та ін., - дають нікчемну частку вироблюваної електричної енергії.)

Електричний струм, розмірковував М. Фарадей, здатний намагнітити шматок заліза. Чи не може магніт, у свою чергу, спричинити появу електричного струму? Довгий часцей зв'язок виявити не вдавалося. Важко було додуматися до головного, а саме: магніт, що рухається, або магнітне поле, що змінюється в часі, може порушити електричний струм у котушці.

Якісь випадковості могли перешкодити відкриттю, показує наступний факт. Майже одночасно з Фарадеєм отримати електричний струм у котушці за допомогою магніту намагався швейцарський фізик Колладон. У ході роботи він користувався гальванометром, легка магнітна стрілка якого містилася усередині котушки приладу. Щоб магніт не безпосередньо впливав на стрілку, кінці котушки, куди Колладон вводив магніт, сподіваючись отримати в ній струм, були виведені в сусідню кімнатуі там приєднані до гальванометру. Вставивши магніт у котушку, Колладон ішов у сусідню кімнату і засмучено переконувався, що гальванометр не показує струму. Варто б йому весь час спостерігати за гальванометром, а когось попросити зайнятися магнітом, чудове відкриття було б зроблено. Але цього не сталося. Магніт, що спочиває щодо котушки, не викликає в ній струму.

Після відкриттів Ерстеда і Ампера стало ясно, що електрика має магнітну силу. Тепер необхідно підтвердити вплив магнітних явищ на електричні. Це завдання блискуче вирішив Фарадей.

Майкл Фарадей (1791-1867) народився в Лондоні, в одній із найбідніших його частин. Його батько був ковалем, а мати – дочкою землероба-орендаря. Коли Фарадей досяг шкільного віку, його віддали до початкової школи. Курс, пройдений Фарадеєм тут, був дуже вузький і обмежувався лише навчанням читання, письма та початків рахунку.

За кілька кроків від будинку, в якому жила родина Фарадеїв, знаходилася книгарня, яка була разом з тим і палітурним закладом. Сюди й потрапив Фарадей, закінчивши курс початкової школиколи виникло питання про вибір професії для нього. Майклу тим часом минуло лише 13 років. Вже в юнацькому віціКоли Фарадей щойно починав свою самоосвіту, він прагнув спиратися виключно на факти і перевіряти повідомлення інших власними дослідами.

Ці прагнення домінували в ньому все життя як основні його риси наукової діяльностіФізичні та хімічні дослідиФарадей став робити ще хлопчиком при першому ж знайомстві з фізикою та хімією. Якось Майкл відвідав одну з лекцій Гемфрі Деві, великого англійського фізика.

Фарадей зробив докладний запис лекції, переплів її та відіслав Деві. Той був настільки вражений, що запропонував Фарадею працювати з ним як секретар. Незабаром Деві вирушив у подорож Європою і взяв із собою Фарадея. За два роки вони завітали до найбільших європейських університетів.

Повернувшись до Лондона у 1815 році, Фарадей почав працювати асистентом в одній із лабораторій Королівського інституту в Лондоні. У той час це була одна з кращих фізичних лабораторій світу З 1816 по 1818 Фарадей надрукував ряд дрібних нотаток і невеликих мемуарів з хімії. До 1818 належить перша робота Фарадея з фізики.

Спираючись на досліди своїх попередників і скомбінувавши кілька власних дослідів, до вересня 1821 року Майкл надрукував «Історію успіхів електромагнетизму». Вже в цей час він склав цілком правильне поняттяпро сутність явища відхилення магнітної стрілки під впливом струму.

Досягши цього успіху, Фарадей цілих десять років залишає заняття у сфері електрики, присвятивши себе дослідженню низки предметів іншого роду. У 1823 року Фарадеєм було зроблено одне з найважливіших відкриттів у сфері фізики - він уперше домігся зрідження газу, разом із тим встановив простий, але дійсний метод обігу газів у рідину. У 1824 році Фарадей зробив кілька відкриттів у галузі фізики.

Серед іншого він встановив той факт, що світло впливає на колір скла, змінюючи його. У наступному роціФарадей знову звертається від фізики до хімії, і результатом його робіт у цій галузі є відкриття бензину та сірчано-нафталінової кислоти.

У 1831 році Фарадей опублікував трактат «Про особливий оптичний обман», що послужив основою прекрасного і цікавого оптичного снаряда, що називається «хромотропом». Того ж року вийшов ще один трактат вченого «Про вібруючі платівки». Багато з цих робіт могли самі по собі обезсмертити ім'я їх автора. Але найважливішими з наукових працьФарадея є його дослідження в галузі електромагнетизму та електричної індукції.

Строго кажучи, важливий відділ фізики, що трактує явища електромагнетизму та індукційної електрики, і що має нині таке величезне значення для техніки, був створений Фарадеєм з нічого.

На той час, коли Фарадей остаточно присвятив себе дослідженням у галузі електрики, було встановлено, що за звичайних умов достатньо присутності наелектризованого тіла, щоб його вплив порушив електрику в будь-якому іншому тілі. Разом з тим було відомо, що дріт, яким проходить струм і який також являє собою наелектризоване тіло, не впливає на поміщені поруч інші дроти.

Чому залежав цей виняток? Ось питання, яке зацікавив Фарадея і рішення якого привело його до найважливішим відкриттяму галузі індукційної електрики. За своїм звичаєм Фарадей почав ряд дослідів, які мали з'ясувати суть справи.

На одну і ту ж дерев'яну качалку Фарадей намотав паралельно один одному два ізольовані дроти. Кінці одного дроту він з'єднав із батареєю з десяти елементів, а кінці іншого – з чутливим гальванометром. Коли був пропущений струм через перший дріт,

Фарадей звернув всю свою увагу на гальванометр, чекаючи помітити по коливаннях його появу струму і в другому дроті. Однак нічого такого не було: гальванометр залишався спокійним. Фарадей вирішив збільшити силу струму та ввів у ланцюг 120 гальванічних елементів. Результат вийшов той самий. Фарадей повторив цей досвід десятки разів і все з тим самим успіхом.

Будь-який інший на його місці залишив би досліди, переконаний, що струм, що проходить через дріт, не впливає на сусідній дріт. Але фарадей намагався завжди витягти зі своїх дослідів і спостережень все, що вони можуть дати, і тому, не отримавши прямої дії на дріт, з'єднаний із гальванометром, почав шукати побічні явища.

Відразу ж він помітив, що гальванометр, залишаючись абсолютно спокійним під час проходження струму, приходить у коливання при самому замиканні ланцюга і при розмиканні його Виявилося, що в той момент, коли в перший дріт пропускається струм, а також коли це пропускання припиняється, другий дроті також збуджується струм, що має в першому випадку протилежний напрямокз першим струмом і однакове з ним у другому випадку і триває лише одну мить.

Ці вторинні миттєві струми, викликані впливом первинних, були названі Фарадеєм індуктивними, і ця назва збереглася за ними досі. Будучи миттєвими, миттєво зникаючи за своєю появою, індуктивні струми не мали б ніякого практичного значення, якби Фарадей не знайшов спосіб за допомогою дотепного пристосування (комутатора) безперервно переривати і знову проводити первинний струм, що йде від батареї по першому дроту, завдяки чому в другому дроті безперервно збуджуються нові і нові індуктивні струми, що стають, таким чином, постійними. Так було знайдено нове джерелоелектричної енергії, крім раніше відомих (тертя і хімічних процесів), - індукція, та новий видцієї енергії – індукційна електрика.

Продовжуючи свої досліди, Фарадей відкрив далі, що досить простого наближення дроту, закрученого в замкнуту криву, до іншої, по якій йде гальванічний струм, щоб у нейтральному дроті порушити індуктивний струм напрямку, зворотного гальванічному струму, що видаляє нейтральний дроти. струм вже однакового напряму з гальванічним, що йде нерухомим дротом, і що, нарешті, ці індуктивні струми збуджуються тільки під час наближення і видалення дроту до провідника гальванічного струму, а без цього руху струми не збуджуються, як би близько один до одного дроту не знаходилися .

Таким чином, було відкрито нове явище, аналогічне вищеописаному явищу індукції при замиканні та припинення гальванічного струму. Ці відкриття викликали, у свою чергу, нові. Якщо можна викликати індуктивний струм замиканням та припиненням гальванічного струму, то чи не вийде той самий результат від намагнічування та розмагнічування заліза?

Роботи Ерстеда та Ампера встановили вже спорідненість магнетизму та електрики. Було відомо, що залізо робиться магнітом, коли навколо нього обмотаний ізольований дріт і останнім проходить гальванічний струм, і що магнітні властивостіцього заліза припиняються, щойно припиняється струм.

Виходячи з цього, Фарадей придумав такого роду досвід: довкола залізного кільцябуло обмотано два ізольовані дроти; причому один дріт був обмотаний навколо однієї половини кільця, а інша - навколо іншої. Через один дріт пропускався струм від гальванічної батареї, а кінці іншої були з'єднані з гальванометром. І ось, коли струм замикався чи припинявся і коли, отже, залізне кільце намагнічувалося чи розмагнічувалося, стрілка гальванометра швидко вагалася і потім швидко зупинялася, тобто в нейтральному дроті порушувалися ті самі миттєві індуктивні струми - цього разу: вже під вплив.

Таким чином, тут вперше магнетизм був перетворений на електрику. Отримавши ці результати, Фарадей вирішив урізноманітнити свої досліди. Замість залізного кільця він почав використовувати залізну смугу. Замість збудження в залізі магнетизму гальванічним струмом він намагнічував залізо дотиком до постійного сталевого магніту. Результат виходив той самий: у дроті, що обмотував залізо, завжди! збуджувався струм у момент намагнічування та розмагнічування заліза.

Потім Фарадей вносив у дротяну спіраль сталевий магніт - наближення та видалення останнього викликало у дроті індукційні струми. Словом, магнетизм, у сенсі порушення індукційних, струмів, діяв так само, як і гальванічний струм.

Тоді фізиків посилено займало одне загадкове явище, відкрите в 1824 Араго і не знаходило пояснення, незважаючи на; те, що цього пояснення посилено шукали такі видатні вчені на той час, як сам Араго, Ампер, Пуассон, Бабедж і Гершель.

Справа полягала в наступному. Магнітна стрілка, що вільно висить, швидко приходить у стан спокою, якщо під неї підвести коло з немагнітного металу; якщо потім коло привести в обертальний рухмагнітна стрілка починає рухатися за ним.

У спокійному стані не можна було відкрити ні найменшого тяжіння чи відштовхування між колом і стрілкою, тим часом як те саме коло, що знаходилося в русі, тягло за собою не тільки легку стрілку, а й важкий магніт. Це воістину чудове явищездавалося вченим того часу таємничою загадкою, що чимось виходить за межі природного.

Фарадей, виходячи зі своїх вищевикладених даних, припустив, що гурток немагнітного металу, під впливом магніту, під час обертання оббігається індуктивними струмами, які впливають на магнітну стрілку і тягнуть її за магнітом.

І справді, ввівши край гуртка між полюсами великого підковоподібного магніту і з'єднавши дротом центр і край гуртка з гальванометром, Фарадей отримав при обертанні гуртка постійний електричний струм.

Потім Фарадей зупинився на іншому явище, що тоді викликало загальну цікавість. Як відомо, якщо посипати на магніт залізної тирси, вони групуються за певним лініямназивається магнітними кривими. Фарадей, звернувши увагу на це явище, дав основи в 1831 магнітним кривим назва «ліній магнітної сили», що увійшло потім у загальне вживання.

Вивчення цих ліній привело Фарадея до нового відкриття, виявилося, що для збудження індуктивних струмів наближення і видалення джерела від магнітного полюсанеобов'язкові. Для збудження струмів достатньо перетнути відомим чиномлінії магнітної сили

Подальші роботи Фарадея у згаданому напрямі набували, з сучасного йому погляду, характеру чогось зовсім чудового. На початку 1832 він демонстрував прилад, в якому збуджувалися індуктивні струми без допомоги магніту або гальванічного струму.

Прилад складався із залізної смуги, поміщеної у дротяній котушці. Прилад цей за звичайних умов не давав жодної ознаки появи в ньому струмів; але тільки йому давалося напрям, відповідне напрямку магнітної стрілки, у дроті порушувався струм.

Потім Фарадей давав положення магнітної стрілки одній котушці і потім вводив до неї залізну смугу: струм знову збуджувався. Причиною, яка викликала в цих випадках струм, був земний магнетизм, що викликав індуктивні струми подібно до звичайного магніту або гальванічного струму. Щоб наочніше показати і довести це, Фарадей зробив ще один досвід, який цілком підтвердив його міркування.

Він міркував, що якщо коло з немагнітного металу, наприклад, з міді, обертаючись у положенні, при якому він перетинає лінії магнітної сили сусіднього магніту, дає індуктивний струм, то те ж коло, обертаючись без магніту, але в положенні, при якому коло перетинатиме лінії земного магнетизму, теж повинен дати індуктивний струм.

Мідне коло, що обертається в горизонтальній площинідав індуктивний струм, що робив помітне відхилення стрілки гальванометра. Ряд досліджень у галузі електричної індукції Фарадей закінчив відкриттям, зробленим у 1835 році, «індуктуючого впливу струму на самого себе».

Він з'ясував, що при замиканні або розмиканні гальванічного струму в самому дроті, що є провідником цього струму, збуджуються моментальні індуктивні струми.

Російський фізик Еміль Христофорович Ленц (1804-1861) дав правило визначення напрями індукційного струму. «Індукційний струм завжди спрямований так, що створюване ним магнітне поле ускладнює або гальмує рух, що викликає індукцію, - зазначає А.А. Коробко-Стефанов у своїй статті про електромагнітну індукцію. - Наприклад, при наближенні котушки до магніту індукційний струм, що виникає, має такий напрямок, що створене ним магнітне поле буде протилежно магнітному полю магніту. В результаті між котушкою та магнітом виникають сили відштовхування.

Правило Ленца випливає із закону збереження та перетворення енергії. Якби індукційні струми прискорювали їхній рух, то створювалася б робота з нічого. Котушка сама собою після невеликого поштовху прагнула б назустріч магніту, і водночас індукційний струм виділяв би в ній теплоту. Насправді індукційний струм створюється за рахунок роботи зі зближення магніту і котушки.

Чому виникає індукційний струм? Глибоке пояснення явища електромагнітної індукції даланглійський фізик Джемс Клерк Максвелл - творець закінченої математичної теоріїелектро магнітного поля.

Щоб краще зрозуміти суть справи, розглянемо простий досвід. Нехай котушка складається з одного витка дроту та пронизується змінним магнітним полем, перпендикулярним до площини витка. У котушці, звісно, ​​виникає індукційний струм. Винятково сміливо та несподівано тлумачив цей експеримент Максвелл.

При зміні магнітного поля в просторі, на думку Максвелла, виникає процес, для якого присутність дротяного витка не має жодного значення. Головне тут – виникнення замкнутих кільцевих ліній електричного поля, що охоплюють магнітне поле, що змінюється. Під дією електричного поля, що виникає, рухаються електрони, і в витку виникає електричний струм. Виток - це прилад, що дозволяє виявити електричне поле.

Сутність явища електромагнітної індукції в тому, що змінне магнітне поле завжди породжує в навколишньому просторі електричне поле із замкнутими. силовими лініями. Таке поле називається вихровим».

Дослідження в галузі індукції, що виробляється земним магнетизмомдали Фарадею можливість висловити ще в 1832 році ідею телеграфу, яка потім і лягла в основу цього винаходу. А взагалі відкриття електромагнітної індукції недарма відносять до найбільш видатним відкриттям XIX століття - на цьому явищі заснована робота мільйонів електродвигунів та генераторів електричного струму в усьому світі.

Джерело інформації: Самін Д. К. «Сто великих наукових відкриттів»., М.: «Віче», 2002 р.

Відповідь:

Наступним важливим крокому розвитку електродинаміки після дослідів Ампера було відкриття явища електромагнітної індукції. Відкрив явище електромагнітної індукції англійський фізик Майкл Фарадей (1791 – 1867).

Фарадей, будучи ще молодим вченим, так само як і Ерстед, думав, що всі сили природи пов'язані між собою і, більше того, що вони здатні перетворюватися одна на одну. Цікаво, що цю думку Фарадей висловлював ще до встановлення закону збереження та перетворення енергії. Фарадей знав про відкриття Ампера, про те, що він, говорячи образною мовою, перетворив злектричність на магнетизм. Роздумуючи над цим відкриттям, Фарадей прийшов до думки, що якщо "електрика створює магнетизм", то і навпаки, "магнетизм має створювати електрику". І ось ще 1823 р. він записав у своєму щоденнику: "Звернути магнетизм в електрику". Протягом восьми років Фарадей працював над вирішенням поставленого завдання. Довгий час його переслідували невдачі, і, нарешті, 1831 р. він вирішив її - відкрив явище електромагнітної індукції.

по-перше, Фарадей виявив явище електромагнітної індукції для випадку, коли котушки намотані на той самий барабан. Якщо в одній котушці виникає або пропадає електричний струм в результаті підключення до неї або відключення від неї гальванічної батареї, то в іншій котушці виникає короткочасний струм. Цей струм є гальванометром, який приєднаний до другої котушки.

Потім Фарадей встановив наявність індукційного струму в котушці, коли до неї наближали або видаляли від неї котушку, в якій протікав електричний струм.

нарешті, третій випадок електромагнітної індукції, який виявив Фарадей, полягав у тому, що в котушці з'являвся струм, коли в неї вносили або видаляли з неї магніт.

Відкриття Фарадея привернула увагу багатьох фізиків, які почали вивчати особливості явища електромагнітної індукції. На черзі стояло завдання встановити загальний законелектромагнітної індукції Потрібно було з'ясувати, як і від чого залежить сила індукційного струму у провіднику чи від чого залежить значення електрорушійної силиіндукції у провіднику, у якому індукується електричний струм.

Це завдання виявилося важким. Вона була повністю вирішена Фарадеєм та Максвеллом пізніше в рамках розвиненого ними вчення про електромагнітне поле. Але її намагалися вирішити і фізики, які дотримувалися звичайної на той час теорії далекодії у вченні про електричні та магнітні явища.

Щось цим ученим вдалося зробити. При цьому їм могло бути відкрите петербурзьким академіком Емілієм Християновичем Ленцем (1804 - 1865) правило для знаходження напряму індукційного струму в різних випадкахелектромагнітної індукції Ленц сформулював його так: “Якщо металевий провідник рухається поблизу гальванічного струму чи магніту, то ньому порушується гальванічний струм такого напрями, що якби даний провідник був нерухомим, то струм міг би зумовити його переміщення у протилежний бік; при цьому передбачається, що провідник, що спочиває, може переміщатися тільки в напрямку руху або в протилежному напрямку”.

Це правило дуже зручне для визначення напряму ідукційного струму. Ним ми користуємося і зараз, тільки воно зараз формулюється дещо інакше, з упохованням поняття електромагнітної індукції, яке Ленц не використав.

Але історично головне значення правила Ленца полягала у цьому, що він наштовхнуло думку, яким шляхом підійти до знаходження закону електромагнітної індукції. Справа в тому, що в атомі правила встановлюється зв'язок між електромагнітною індукцією і явищем взаємодії струмів. Питання ж про взаємодію струмів було вже вирішено Ампером. Тому встановлення цього зв'язку спочатку дозволило визначити вираження електрорушійної сили індукції в провіднику для низки окремих випадків.

У загальному виглядізакон електромагнітної індукції, як ми про це сказали, було встановлено Фарадеєм та Максвеллом.

Електромагнітна індукція - явище виникнення електричного струму замкнутому контуріпри зміні магнітного потоку, що проходить крізь нього.

Електромагнітна індукція була відкрита Майклом Фарадеєм 29 серпня 1831 року. Він виявив, що електрорушійна сила, що виникає в замкнутому контурі, що проводить, пропорційна швидкості зміни магнітного потоку через поверхню, обмежену цим контуром. Розмір електрорушійної сили (ЭРС) залежить від цього, що причиною зміни потоку - зміна самого магнітного поля чи рух контуру (чи його частини) в магнітному полі. Електричний струм, викликаний цією ЕРС, називається індукційним струмом.

Самоіндукція – виникнення ЕРС індукціїу замкнутому провідному контурі при зміні струму, що протікає по контуру.

При зміні струму в контурі змінюється пропорційно і магнітний потікчерез поверхню, обмежену цим контуром. Зміна цього магнітного потоку, з закону електромагнітної індукції, призводить до порушення у цьому контурі індуктивної ЭРС.

Це і називається самоіндукцією. (Поняття споріднене до поняття взаємоіндукції, будучи ніби його окремим випадком).

Напрямок ЕРС самоіндукції завжди виявляється таким, що при зростанні струму в ланцюзі ЕРС самоіндукції перешкоджає цьому зростанню (спрямована проти струму), а при зменшенні струму - зменшення (соннаправлена ​​зі струмом). Цією властивістю ЕРС самоіндукції схожа на силу інерції.

Створенню першого реле передував винахід у 1824 р. англійцем Стардженом електромагніта - пристрою, що перетворює вхідний електричний струм дротяної котушки, намотаної на залізний сердечник, магнітне поле, що утворюється всередині і поза цим сердечника. Магнітне поле фіксувалося (виявлялося) своїм впливом на феромагнітний матеріал, розташований поблизу осердя. Цей матеріал притягувався до осердя електромагніту.

Згодом ефект перетворення енергії електричного струму на механічну енергію осмисленого переміщення зовнішнього феромагнітного матеріалу (якоря) ліг в основу різних електромеханічних пристроїв електрозв'язку (телеграфії та телефонії), електротехніки, електроенергетики. Одним із перших таких пристроїв було електромагнітне реле, винайдене американцем Дж. Генрі у 1831 р.

Історія відкриття електромагнітної індукції. Відкриття Ганса Крістіана Ерстеда та Андре Марі Ампера показали, що електрика має магнітну силу. Вплив магнітних явищ на електричні було відкрито Майклом Фарадеєм. Ганс Крістіан Ерстед Андре Марі Ампер

Майкл Фарадей () "Перетворити магнетизм на електрику" - записав він у своєму щоденнику в 1822 році. Англійський фізик, основоположник вчення про електромагнітне поле, іноземний почесний членПетербурзької Академії наук (1830).

Опис дослідів Майкла Фарадея На дерев'яний брусок намотані два мідні дроти. Один із дротів був з'єднаний з гальванометром, інший – з сильною батареєю. При замиканні ланцюга спостерігалася раптова, але надзвичайно слабка дія на гальванометрі, і та сама дія помічалася при припиненні струму. При безперервному проходженні струму через одну зі спіралей не вдалося виявити відхилення стрілки гальванометра.

Опис дослідів Майкла Фарадея Інший досвід полягав у реєстрації сплесків струму на кінцях котушки, всередину якої вставлявся постійний магніт. Такі сплески Фарадей назвав "хвилями електрики"

ЕРС індукції ЕРС індукції, що викликає сплески струму ("хвилі електрики") залежить не від величини магнітного потоку, а від швидкості його зміни.

1. Визначити напрямок ліній індукції зовнішнього поля(виходять з N і входять в S). 2.Визначити, збільшується або зменшується магнітний потік через контур (якщо магніт всувається в кільце, то Ф>0, якщо висувається, то Ф0, якщо висувається, то Ф0, якщо висувається, то Ф0, якщо висувається, то Ф0 якщо висувається, то Ф
3. Визначити напрямок ліній індукції магнітного поля, створеного індукційним струмом (якщо Ф>0, то лінії В і В спрямовані в протилежні сторони; якщо Ф 0, лінії В і В направлені в протилежні сторони; якщо Ф 0, лінії В і В направлені в протилежні сторони; якщо Ф 0, лінії В і В направлені в протилежні сторони; якщо Ф 0, лінії В і В направлені в протилежні сторони; якщо Ф

Запитання Сформулюйте закон електромагнітної індукції. Хто є основоположником цього закону? Що таке індукційний струм та як визначити його напрямок? Від чого залежить величина ЕРС індукції? Принцип дії яких електричних апаратів ґрунтується на законі електромагнітної індукції?

Після відкриттів Ерстедаі Амперастало ясно, що електрика має магнітну силу. Тепер необхідно підтвердити вплив магнітних явищ на електричні. Це завдання блискуче вирішив Фарадей.

Майкл Фарадей (1791-1867) народився в Лондоні, в одній із найбідніших його частин. Його батько був ковалем, а мати – дочкою землероба-орендаря. Коли Фарадей досяг шкільного віку, його віддали до початкової школи. Курс, пройдений Фарадеєм тут, був дуже вузький і обмежувався лише навчанням читання, письма та початків рахунку.

За кілька кроків від будинку, в якому жила родина Фарадеїв, знаходилася книгарня, яка була разом з тим і палітурним закладом. Сюди-то й потрапив Фарадей, закінчивши курс початкової школи, коли постало питання про вибір професії для нього. Майклу тим часом минуло лише 13 років. Вже в юнацькому віці, коли Фарадей щойно починав свою самоосвіту, він прагнув спиратися лише на факти і перевіряти повідомлення інших власними дослідами.

Ці прагнення домінували в ньому все життя як основні риси його наукової діяльності. Фізичні та хімічні досліди Фарадей став робити ще хлопчиком за першого ж знайомства з фізикою та хімією. Якось Майкл відвідав одну з лекцій Гемфрі Деві, великий англійський фізик.

Фарадей зробив докладний запис лекції, переплів її та відіслав Деві. Той був настільки вражений, що запропонував Фарадею працювати з ним як секретар. Незабаром Деві вирушив у подорож Європою і взяв із собою Фарадея. За два роки вони завітали до найбільших європейських університетів.

Повернувшись до Лондона у 1815 році, Фарадей почав працювати асистентом в одній із лабораторій Королівського інституту в Лондоні. У той час це була одна з кращих фізичних лабораторій світу З 1816 по 1818 Фарадей надрукував ряд дрібних нотаток і невеликих мемуарів з хімії. До 1818 належить перша робота Фарадея з фізики.

Спираючись на досліди своїх попередників і скомбінувавши кілька власних дослідів, до вересня 1821 Майкл надрукував "Історію успіхів електромагнетизму". Вже в цей час він становив цілком правильне поняття про сутність явища відхилення магнітної стрілки під дією струму.

Досягши цього успіху, Фарадей цілих десять років залишає заняття у сфері електрики, присвятивши себе дослідженню низки предметів іншого роду. У 1823 року Фарадеєм було зроблено одне з найважливіших відкриттів у сфері фізики - він уперше домігся зрідження газу, разом із тим встановив простий, але дійсний метод обігу газів у рідину. У 1824 році Фарадей зробив кілька відкриттів у галузі фізики.

Серед іншого він встановив той факт, що світло впливає на колір скла, змінюючи його. Наступного року Фарадей знову звертається від фізики до хімії, і результатом його робіт у цій галузі є відкриття бензину та сірчано-нафталінової кислоти.

У 1831 році Фарадей опублікував трактат «Про особливий оптичний обман», що послужив основою прекрасного і цікавого оптичного снаряда, що називається «хромотропом». Того ж року вийшов ще один трактат вченого «Про вібруючі платівки». Багато з цих робіт могли самі по собі обезсмертити ім'я їх автора. Але найбільш важливими з наукових праць Фарадея є його дослідження в галузі е електромагнетизму та електричної індукції.

Строго кажучи, важливий відділ фізики, що трактує явища електромагнетизму та індукційної електрики, і що має нині таке величезне значення для техніки, був створений Фарадеєм з нічого.

На той час, коли Фарадей остаточно присвятив себе дослідженням у галузі електрики, було встановлено, що за звичайних умов достатньо присутності наелектризованого тіла, щоб його вплив порушив електрику в будь-якому іншому тілі. Разом з тим було відомо, що дріт, яким проходить струм і який також являє собою наелектризоване тіло, не впливає на поміщені поруч інші дроти.

Чому залежав цей виняток? Ось питання, яке зацікавив Фарадея і рішення якого призвело його до найважливіших відкриттів у галузі індукційної електрики. За своїм звичаєм Фарадей почав ряд дослідів, які мали з'ясувати суть справи.

На одну і ту ж дерев'яну качалку Фарадей намотав паралельно один одному два ізольовані дроти. Кінці одного дроту він з'єднав із батареєю з десяти елементів, а кінці іншого – з чутливим гальванометром. Коли був пропущений струм через перший дріт,

Фарадей звернув всю свою увагу на гальванометр, чекаючи помітити по коливаннях його появу струму і в другому дроті. Однак нічого такого не було: гальванометр залишався спокійним. Фарадей вирішив збільшити силу струму та ввів у ланцюг 120 гальванічних елементів. Результат вийшов той самий. Фарадей повторив цей досвід десятки разів і все з тим самим успіхом.

Будь-який інший на його місці залишив би досліди, переконаний, що струм, що проходить через дріт, не впливає на сусідній дріт. Але фарадей намагався завжди витягти зі своїх дослідів і спостережень все, що вони можуть дати, і тому, не отримавши прямої дії на дріт, з'єднаний із гальванометром, почав шукати побічні явища.

Відразу ж він помітив, що гальванометр, залишаючись абсолютно спокійним під час проходження струму, приходить у коливання при самому замиканні ланцюга і при розмиканні його Виявилося, що в той момент, коли в перший дріт пропускається струм, а також коли це пропускання припиняється, другий дроті також збуджується струм, що має в першому випадку протилежний напрямок з першим струмом і однаковий з ним у другому випадку і триває лише одну мить.

Ці вторинні миттєві струми, викликані впливом первинних, були названі Фарадеєм індуктивними, і ця назва збереглася за ними досі. Будучи миттєвими, миттєво зникаючи за своєю появою, індуктивні струми не мали б ніякого практичного значення, якби Фарадей не знайшов спосіб за допомогою дотепного пристосування (комутатора) безупинно переривати і знову проводити первинний струм, що йде від батареї по першому дроту, завдяки чому другий дроті безперервно збуджуються нові і нові індуктивні струми, що стають, таким чином, постійними. Так було знайдено нове джерело електричної енергії, крім раніше відомих (тертя та хімічних процесів), - індукція, і новий вид цієї енергії - індукційна електрика.

Продовжуючи свої досліди, Фарадей відкрив далі, що досить простого наближення дроту, закрученого в замкнуту криву, до іншої, по якій йде гальванічний струм, щоб у нейтральному дроті порушити індуктивний струм напрямку, зворотного гальванічному струму, що видаляє нейтральний дроти. струм вже однакового напряму з гальванічним, що йде нерухомим дротом, і що, нарешті, ці індуктивні струми збуджуються тільки під час наближення і видалення дроту до провідника гальванічного струму, а без цього руху струми не збуджуються, як би близько один до одного дроту не знаходилися .

Таким чином, було відкрито нове явище, аналогічне вищеописаному явищу індукції при замиканні та припинення гальванічного струму. Ці відкриття викликали, у свою чергу, нові. Якщо можна викликати індуктивний струм замиканням та припиненням гальванічного струму, то чи не вийде той самий результат від намагнічування та розмагнічування заліза?

Роботи Ерстеда та Ампера встановили вже спорідненість магнетизму та електрики. Було відомо, що залізо робиться магнітом, коли навколо нього обмотаний ізольований дріт і останнім проходить гальванічний струм, і що магнітні властивості цього заліза припиняються, як тільки припиняється струм.

Виходячи з цього, Фарадей придумав такого роду досвід: навколо залізного кільця було обмотано два ізольовані дроти; причому один дріт був обмотаний навколо однієї половини кільця, а інша - навколо іншої. Через один дріт пропускався струм від гальванічної батареї, а кінці іншої були з'єднані з гальванометром. І ось, коли струм замикався чи припинявся і коли, отже, залізне кільце намагнічувалося чи розмагнічувалося, стрілка гальванометра швидко вагалася і потім швидко зупинялася, тобто в нейтральному дроті порушувалися ті самі миттєві індуктивні струми - цього разу: вже під вплив.

Таким чином, тут вперше магнетизм був перетворений на електрику. Отримавши ці результати, Фарадей вирішив урізноманітнити свої досліди. Замість залізного кільця він почав використовувати залізну смугу. Замість збудження в залізі магнетизму гальванічним струмом він намагнічував залізо дотиком до постійного сталевого магніту. Результат виходив той самий: у дроті, що обмотував залізо, завжди! збуджувався струм у момент намагнічування та розмагнічування заліза.

Потім Фарадей вносив у дротяну спіраль сталевий магніт - наближення та видалення останнього викликало у дроті індукційні струми. Словом, магнетизм, у сенсі порушення індукційних, струмів, діяв так само, як і гальванічний струм.