Gdje se koristi elektromagnetna indukcija? Praktična primjena elektromagnetne indukcije

Fenomen elektromagnetna indukcija je pojava koja se sastoji u pojavi elektromotorne sile ili napona u tijelu koje se nalazi u magnetskom polju koje se stalno mijenja. Elektromotorna sila kao rezultat elektromagnetne indukcije također nastaje ako se tijelo kreće u statičkom i nehomogenom magnetskom polju ili rotira u magnetskom polju tako da se njegove linije koje sijeku zatvorenu konturu mijenjaju.

Indukovana električna struja

Koncept "indukcije" znači nastanak procesa kao rezultat utjecaja drugog procesa. Na primjer, električna struja se može inducirati, odnosno može se pojaviti kao rezultat izlaganja vodiča magnetskom polju na poseban način. Takva električna struja naziva se indukovana. Uslovi obrazovanja električna struja Rezultirajući fenomeni elektromagnetne indukcije razmatraju se kasnije u članku.

Koncept magnetnog polja

Prije nego počnemo proučavati fenomen elektromagnetne indukcije, potrebno je razumjeti što je magnetsko polje. razgovor jednostavnim rečima, pod magnetsko polje podrazumijevaju područje prostora u kojem magnetni materijal pokazuje svoje magnetne efekte i svojstva. Ova oblast prostora može se prikazati pomoću linija koje se nazivaju linije magnetnog polja. Broj ovih linija predstavlja fizičku veličinu koja se zove magnetni fluks. Linije magnetnog polja su zatvorene, počinju na sjevernom polu magneta i završavaju na južnom.

Magnetno polje ima sposobnost da djeluje na sve materijale koji imaju magnetna svojstva, na primjer, željezne provodnike električne struje. Ovo polje karakterizira magnetna indukcija, koja se označava B i mjeri se u teslama (T). Magnetna indukcija od 1 T je vrlo jako magnetsko polje koje djeluje silom od 1 njutna po tačka naboj u 1 privjesak, koji leti okomito na linije magnetskog polja brzinom od 1 m / s, odnosno 1 T = 1 N * s / (m * C).

Ko je otkrio fenomen elektromagnetne indukcije?

Elektromagnetna indukcija, na principu rada kojih mnogi savremenim aparatima, otkriven je početkom 30-ih godina XIX vijeka. Otkriće indukcije se obično pripisuje Michaelu Faradeyu (datum otkrića - 29. avgust 1831.). Naučnik se bazirao na rezultatima eksperimenata danskog fizičara i hemičara Hansa Oersteda, koji je otkrio da provodnik kroz koji teče električna struja stvara oko sebe magnetno polje, odnosno počinje da se manifestuje magnetna svojstva.

Faraday je zauzvrat otkrio suprotno od fenomena koji je otkrio Oersted. Primijetio je da promjenjivo magnetsko polje, koje se može stvoriti promjenom parametara električne struje u vodiču, dovodi do pojave razlike potencijala na krajevima bilo kojeg strujnog vodiča. Ako su ovi krajevi povezani, na primjer, kroz električnu lampu, tada će električna struja teći kroz takav krug.

Kao rezultat toga, Faraday je otkrio fizički proces, uslijed kojeg se u vodiču pojavljuje električna struja zbog promjene magnetskog polja, što je fenomen elektromagnetne indukcije. U isto vrijeme, za formiranje inducirane struje nije važno što se kreće: magnetsko polje ili samo po sebi može se lako pokazati ako se provede odgovarajući eksperiment na fenomenu elektromagnetne indukcije. Dakle, postavljajući magnet unutar metalne spirale, počinjemo ga pomicati. Ako spojite krajeve spirale kroz bilo koji indikator električne struje u kolo, možete vidjeti pojavu struje. Sada biste trebali ostaviti magnet na miru i pomicati spiralu gore-dolje u odnosu na magnet. Indikator će također pokazati postojanje struje u kolu.

Faradejev eksperiment

Faradejevi eksperimenti su se sastojali od rada sa provodnikom i trajnim magnetom. Michael Faraday je prvi otkrio da kada se provodnik kreće unutar magnetskog polja, na njegovim krajevima nastaje razlika potencijala. Pokretni provodnik počinje da prelazi linije magnetskog polja, što simulira efekat promene ovog polja.

Naučnik je otkrio da pozitivni i negativni znaci nastale razlike potencijala zavise od smjera u kojem se provodnik kreće. Na primjer, ako je provodnik podignut u magnetskom polju, tada će rezultirajuća razlika potencijala imati polaritet +-, ali ako se ovaj vodič spusti, tada ćemo već dobiti -+ polaritet. Ove promjene predznaka potencijala, čija se razlika naziva elektromotorna sila (EMS), dovode do pojave naizmjenične struje u zatvorenom kolu, odnosno struje koja stalno mijenja svoj smjer u suprotan.

Karakteristike elektromagnetne indukcije koje je otkrio Faraday

Znajući ko je otkrio fenomen elektromagnetne indukcije i zašto nastaje indukovana struja, objasnićemo neke od karakteristika ovog fenomena. Dakle, što brže pomičete provodnik u magnetnom polju, to će biti više vrijednosti jačina indukovane struje u kolu. Još jedna karakteristika fenomena je sljedeća: što je veća magnetna indukcija polja, odnosno što je ovo polje jače, veća je razlika potencijala koju može stvoriti pri pomicanju provodnika u polju. Ako provodnik miruje u magnetskom polju, u njemu ne nastaje EMF, jer nema promjene u linijama magnetske indukcije koje prelaze provodnik.

Smjer električne struje i pravilo lijeve ruke

Da biste odredili smjer u vodiču električne struje koja nastaje kao rezultat fenomena elektromagnetne indukcije, možete koristiti takozvano pravilo lijeve ruke. Može se formulisati na sljedeći način: ako lijeva ruka postaviti tako da linije magnetske indukcije, koje počinju na sjevernom polu magneta, ulaze u dlan i strše thumb direktno u smjeru kretanja provodnika u polju magneta, tada će preostala četiri prsta lijeve ruke pokazati smjer kretanja inducirane struje u vodiču.

Postoji još jedna verzija ovog pravila, a to je: ako kažiprst usmjerite lijevu ruku duž linija magnetske indukcije, i usmjerite istureni palac u smjeru provodnika, zatim okrenite za 90 stepeni prema dlanu srednji prst označava smjer struje koja se pojavila u vodiču.

Fenomen samoindukcije

Hans Christian Oersted je otkrio postojanje magnetnog polja oko provodnika ili zavojnice sa strujom. Naučnik je takođe otkrio da su karakteristike ovog polja direktno povezane sa jačinom struje i njenim smerom. Ako je struja u zavojnici ili vodiču promjenjiva, tada će generirati magnetsko polje koje neće biti stacionarno, odnosno mijenjaće se. Zauzvrat, ovo naizmjenično polje će dovesti do pojave inducirane struje (fenomen elektromagnetne indukcije). Kretanje indukcijske struje uvijek će biti suprotno od naizmjenične struje koja cirkulira kroz vodič, odnosno oduprijet će se svakoj promjeni smjera struje u vodiču ili zavojnici. Ovaj proces se naziva samoindukcija. Razlika u električnom potencijalu stvorena u ovom slučaju naziva se EMF samoindukcije.

Imajte na umu da se fenomen samoindukcije javlja ne samo kada se promijeni smjer struje, već i sa bilo kojom promjenom u njemu, na primjer, s povećanjem zbog smanjenja otpora u krugu.

Da bi se fizički opisao otpor koji stvara bilo kakva promjena struje u kolu zbog samoindukcije, uveden je koncept induktivnosti, koji se mjeri u Henryju (u čast američki fizičar Joseph Henry). Jedan henry je takva induktivnost za koju, kada se struja promijeni za 1 amper u 1 sekundi, u procesu samoindukcije nastaje EMF, jednak 1 voltu.

Izmjenična struja

Kada induktor počne da se okreće u magnetskom polju, kao rezultat fenomena elektromagnetne indukcije, stvara indukovanu struju. Ova električna struja je promjenjiva, odnosno sistematski mijenja svoj smjer.

Naizmjenična struja je češća od jednosmjerne struje. Dakle, mnogi uređaji koji rade iz centralne električne mreže koriste ovu vrstu struje. Naizmjeničnu struju je lakše izazvati i transportirati nego jednosmjernu struju. U pravilu, frekvencija naizmjenične struje u domaćinstvu je 50-60 Hz, odnosno u 1 sekundi se njen smjer mijenja 50-60 puta.

Geometrijski prikaz naizmjenične struje je sinusoidna kriva koja opisuje ovisnost napona o vremenu. Puni period sinusoidalne krive za struju u domaćinstvu je približno 20 milisekundi. By termalni efekat naizmjenična struja je slična jednosmjernoj struji, čiji je napon U max /√2, gdje je U max maksimalni napon na krivulji sinusoidalne naizmjenične struje.

Upotreba elektromagnetne indukcije u tehnici

Otkriće fenomena elektromagnetne indukcije izazvalo je pravi procvat u razvoju tehnologije. Prije ovog otkrića, ljudi su mogli proizvoditi električnu energiju samo u ograničenim količinama koristeći električne baterije.

Trenutno se ovaj fizički fenomen koristi u električnim transformatorima, u grijačima koji pretvaraju indukovanu struju u toplinu, kao i u elektromotorima i automobilskim generatorima.

Trenutni posao je posao električno polje o prijenosu električnih naboja duž provodnika; Rad struje u dijelu kola jednak je proizvodu jačine struje, napona i vremena tokom kojeg je rad obavljen. Primjenjujući formulu Ohmovog zakona za dio kruga, možete zapisati nekoliko verzija formule za izračunavanje rada struje:

A= U*I*t=I2 R*t=U2 /R*t

Prema zakonu održanja energije: rad je jednak promjeni energije dijela strujnog kola, stoga je energija koju oslobađa provodnik jednaka radu struje.

(A)=B*A*c=W*s=J; 1kW*h=3 600 000 J

Joule-Lenzov zakon

Kada struja prolazi kroz provodnik, provodnik se zagreva i dolazi do razmene toplote sa okolinom, tj. provodnik odaje toplotu okolnim tijelima.

Količina topline koju odaje provodnik kroz koji teče struja okruženje, jednak je proizvodu kvadrata jačine struje, otpora provodnika i vremena potrebnog struji da prođe kroz provodnik.

A=Q=U*I*t=I2 *R*t=U2 /R*t

Izraz je Joule-Lenzov zakon, koji su nezavisno eksperimentalno ustanovili J. Joule i E. X. Lenz .:

dQ=UIdt=I2 Rdt=U2 /R*dt.

Magnetno polje - oblik postojanja materije koja okružuje kretanje električnih naboja(provodnici sa strujom, permanentni magneti).

Glavna svojstva magnetnog polja: stvorena pokretnim električnim nabojima, provodnicima koji nose struju, trajnim magnetima i naizmjeničnim električnim poljem; djeluje silom na pokretne električne naboje, provodnike sa strujom, magnetizirana tijela; naizmjenično magnetno polje stvara naizmjenično električno polje. Pravilo Gimleta: Ako se smjer translacijskog kretanja gimleta (vijka) poklapa sa smjerom struje u vodiču, tada se smjer rotacije ručke gimleta poklapa sa smjerom vektora magnetske indukcije

Pravilo lijeve ruke vam omogućava da odredite snagu Ampera, tj. sila kojom magnetsko polje djeluje na provodnik sa strujom. Ako je lijeva ruka postavljena tako da okomita komponenta vektora magnetske indukcije ulazi u dlan, a četiri ispružena prsta su usmjerena duž struje, tada će palac savijen za 90 stupnjeva pokazati smjer amperske sile.

Za razliku od električnog polja, koje djeluje na bilo koji naboj, magnetsko polje djeluje samo na pokretne nabijene čestice. Ispostavilo se da sila ne zavisi samo od veličine, već i od smjera brzine punjenja. Lorentzova sila Sila kojom magnetsko polje djeluje na nabijenu česticu naziva se Lorentzova sila. Iskustvo pokazuje da se vektor Lorentzove sile F~ nalazi na sljedeći način. jedan.

Apsolutna vrijednost Lorentzove sile je:

Ovdje q -- apsolutna vrijednost naboj, v je brzina naelektrisanja, B je indukcija magnetskog polja, b je ugao između vektora ~v i B~.

Lorentzova sila je okomita na oba vektora ~v i B~. Drugim riječima, vektor F~ je okomit na ravan u kojoj leže vektori brzine naelektrisanja i indukcije magnetnog polja. Ostaje da se otkrije u koji je poluprostor u odnosu na datu ravan usmjerena Lorentzova sila.

Međusobnu vezu električnog i magnetnog polja uspostavio je istaknuti engleski fizičar M. Faraday 1831. godine. Otkrio je fenomen elektromagnetne indukcije. Sastoji se od pojave električne struje u zatvorenom provodnom kolu s promjenom vremena magnetni fluks prodire u konturu.

Fenomen elektromagnetne indukcije je pojava električne struje u zatvorenom kolu kada se promijeni magnetni tok koji prodire u kolo.

Faraday je proučavao fenomen elektromagnetne indukcije koristeći dvije žičane spirale izolirane jedna od druge, namotane na drvenu zavojnicu. Jedan kalem je bio spojen na galvansku bateriju, a drugi na galvanometar koji je registrovao slabe struje. U trenucima zatvaranja i otvaranja kruga prve spirale, igla galvanometra u krugu druge spirale je odstupila.

Faradejevi eksperimenti.

Faradayjevi EMP eksperimenti se mogu podijeliti u dvije serije:

1. izgled indukciona struja pri guranju i izvlačenju magneta (kalemovi sa strujom);

Objašnjenje eksperimenta: Kada se magnet unese u zavojnicu spojenu na ampermetar, u kolu se javlja indukcijska struja. Kada se ukloni, javlja se i indukcijska struja, ali u drugom smjeru. Vidi se da indukciona struja zavisi od smera kretanja magneta, i na koji pol se uvodi. Jačina struje zavisi od brzine magneta.

2. pojava indukcijske struje u jednom kalemu kada se struja u drugom namotu promijeni.

Objašnjenje eksperimenta: električna struja u zavojnici 2 nastaje u trenucima zatvaranja i otvaranja ključa u kolu zavojnice 1. Vidi se da smjer struje ovisi o tome da li je kolo zavojnice 1 zatvoreno ili otvoreno , tj. o tome da li se magnetni fluks povećava (kada je krug zatvoren) ili opada (kada je krug otvoren). prodiranje u 1. zavojnicu.

Kroz brojne eksperimente, Faraday je otkrio da se u zatvorenim provodnim krugovima električna struja javlja samo kada su u naizmjeničnom magnetskom polju, bez obzira na to kako se promjena induktivnog fluksa magnetskog polja postiže u vremenu.

Struja koja se javlja tokom pojave elektromagnetne indukcije naziva se induktivna.

Strogo govoreći, kada se kolo kreće u magnetskom polju, ne stvara se određena struja (koja ovisi o otporu), već određena emf.

Faraday je eksperimentalno utvrdio da kada se magnetni tok promijeni u provodnom kolu, nastaje EMF indukcije Eind, jednak brzini promjene magnetskog fluksa kroz površinu ograničenu krugom, uzeto sa predznakom minus:

Ova formula izražava Faradejev zakon: e. d.s. indukcija je jednaka brzini promjene magnetskog fluksa kroz površinu ograničenu konturom.

Znak minus u formuli odražava Lenzovo pravilo.

Godine 1833. Lenz empirijski dokazao tvrdnju, koja se zove Lenzovo pravilo: indukcijska struja pobuđena u zatvorenom kolu kada se magnetski tok promijeni uvijek je usmjerena tako da magnetsko polje koje stvara sprječava promjenu magnetskog fluksa koji uzrokuje indukcijsku struju.

Sa povećanjem magnetnog fluksa F> 0, i eind< 0, т.е. э. д. с. индукции вызывает ток такого направления, при котором его магнитное поле уменьшает магнитный поток через контур.

Sa smanjenjem magnetnog fluksa F<0, а еинд >0, tj. magnetsko polje induktivne struje povećava opadajući magnetni tok kroz kolo.

Lenzovo pravilo ima duboko fizičko značenje - izražava zakon održanja energije: ako se magnetsko polje kroz kolo povećava, tada je struja u kolu usmjerena tako da je njegovo magnetsko polje usmjereno protiv vanjskog, a ako je vanjsko magnetsko polje se smanjuje kroz kolo, tada se struja usmjerava tako da njeno magnetsko polje podržava ovo opadajuće magnetsko polje.

EMF indukcije zavisi od različitih razloga. Ako jednom gurnete u zavojnicu jak magnet, a u drugom - slabo, tada će očitanja uređaja u prvom slučaju biti veća. Oni će također biti veći kada se magnet brzo kreće. U svakom od eksperimenata izvedenih u ovom radu, smjer indukcijske struje je određen Lenzovim pravilom. Postupak za određivanje smjera induktivne struje prikazan je na slici.

faradayeva struja magnetne indukcije

Na slici su linije sile magnetskog polja trajnog magneta i linije magnetskog polja indukcijske struje označene plavom bojom. Linije magnetnog polja su uvijek usmjerene od N prema S - od sjevernog do južnog pola magneta.

Prema Lenzovom pravilu, induktivna električna struja u vodiču, koja nastaje kada se magnetski tok promijeni, usmjerena je na takav način da se njeno magnetsko polje suprotstavlja promjeni magnetskog fluksa. Stoga je u zavojnici smjer linija sile magnetskog polja suprotan od linija sile stalnog magneta, jer se magnet kreće prema zavojnici. Smjer struje pronalazimo prema pravilu gimleta: ako se gilet (sa desnim navojem) uvrne tako da se kretanje napred koincidira sa smjerom indukcijskih vodova u zavojnici, tada se smjer rotacije ručke gimlet-a poklapa sa smjerom indukcijske struje.

Dakle, struja kroz miliampermetar teče s lijeva na desno, kao što je prikazano na slici crvenom strelicom. U slučaju kada se magnet odmakne od zavojnice, linije magnetskog polja indukcijske struje će se poklopiti u smjeru linije sile permanentni magnet, a struja će teći s desna na lijevo.

apstraktno

u disciplini "fizika"

Tema: "Otkriće fenomena elektromagnetne indukcije"

Završeno:

Studentska grupa 13103/1

St. Petersburg

2. Faradejevi eksperimenti. 3

3. Praktična upotreba fenomeni elektromagnetne indukcije. devet

4. Spisak korišćene literature .. 12

Elektromagnetna indukcija - pojava pojave električne struje u zatvorenom kolu kada se mijenja magnetni tok koji prolazi kroz njega. Elektromagnetnu indukciju je otkrio Michael Faraday 29. avgusta 1831. godine. Otkrio je da je elektromotorna sila koja se javlja u zatvorenom provodnom kolu proporcionalna brzini promjene magnetskog toka kroz površinu ograničenu ovim krugom. Veličina elektromotorne sile (EMF) ne ovisi o tome što uzrokuje promjenu fluksa - promjenu samog magnetnog polja ili kretanje kola (ili njegovog dijela) u magnetskom polju. Električna struja uzrokovana ovim EMF-om naziva se indukcijska struja.

Hans Christian Oersted je 1820. godine pokazao da električna struja koja teče kroz kolo uzrokuje skretanje magnetne igle. Ako električna struja stvara magnetizam, onda se pojava električne struje mora povezati s magnetizmom. Ova ideja zaokupila je engleskog naučnika M. Faradayja. „Pretvorite magnetizam u elektricitet“, napisao je 1822. u svom dnevniku.

Michael Faraday

Michael Faraday (1791-1867) rođen je u Londonu, jednom od najsiromašnijih dijelova Londona. Otac mu je bio kovač, a majka kćerka zakupca. Kada je Faraday stigao školskog uzrasta Poslali su ga u osnovnu školu. Kurs koji je Faraday ovdje uzeo bio je vrlo uzak i ograničen samo na podučavanje čitanja, pisanja i početka brojanja.

Nekoliko koraka od kuće u kojoj je živjela porodica Faraday nalazila se knjižara, koja je ujedno bila i knjigoveznica. To je mjesto gdje je Faraday stigao, nakon što je završio kurs osnovna škola kada se postavilo pitanje o izboru profesije za njega. Michael je u to vrijeme imao samo 13 godina. Već u mladosti, kada je Faraday tek počeo sa samoobrazovanjem, nastojao je da se oslanja isključivo na činjenice i vlastitim iskustvima provjerava izvještaje drugih.

Ove težnje dominirale su njime celog života kao njegove glavne karakteristike naučna djelatnost Fizički i hemijski eksperimenti Faraday je to počeo da radi još kao dječak pri prvom upoznavanju fizike i hemije. Jednom je Majkl prisustvovao jednom od predavanja Hamfrija Dejvija, velikog engleskog fizičara. Faraday je napravio detaljnu bilješku predavanja, povezao ga i poslao Davyju. Bio je toliko impresioniran da je ponudio Faradeju da radi s njim kao sekretar. Ubrzo je Davy otišao na put po Evropi i poveo Faradaya sa sobom. Dvije godine su posjećivali najveće evropske univerzitete.

Vrativši se u London 1815. godine, Faraday je počeo raditi kao asistent u jednoj od laboratorija. Kraljevski institut u Londonu. U to vrijeme to je bio jedan od najboljih laboratorija za fiziku na svijetu. Od 1816. do 1818. Faraday je objavio niz malih bilješki i malih memoara o hemiji. Faradejevo prvo djelo o fizici datira iz 1818.

Na osnovu iskustava svojih prethodnika i kombinujući nekoliko sopstvenih iskustava, Majkl je do septembra 1821. štampao "Priču o uspehu elektromagnetizma". Već u to vrijeme napravio je prilično ispravan koncept o suštini fenomena otklona magnetne igle pod uticajem struje.

Postigavši ​​ovaj uspjeh, Faraday je deset godina napustio studije iz oblasti elektrike, posvetivši se proučavanju niza predmeta različite vrste. Godine 1823. Faraday je napravio jedno od najvažnijih otkrića na polju fizike – prvi je postigao ukapljivanje plina, a ujedno je uspostavio jednostavnu, ali valjanu metodu za pretvaranje plinova u tekućinu. Godine 1824. Faraday je napravio nekoliko otkrića u oblasti fizike. Između ostalog, utvrdio je i činjenicu da svjetlost utiče na boju stakla, mijenjajući je. Sljedeće godine, Faraday se ponovo okreće od fizike ka hemiji, a rezultat njegovog rada u ovoj oblasti je otkriće benzina i sumporne naftalenske kiseline.

Godine 1831. Faraday je objavio raspravu O posebnoj vrsti optičke iluzije, koja je poslužila kao osnova za lijep i radoznali optički projektil nazvan "hromotrop". Iste godine objavljena je još jedna rasprava naučnika "O vibrirajućim pločama". Mnoga od ovih djela mogla bi sama po sebi ovekovečiti ime svog autora. Ali najvažnije od naučni radovi Faraday su njegova istraživanja u oblasti elektromagnetizma i električne indukcije.

Faradejevi eksperimenti

Opsjednut idejama o neraskidivoj povezanosti i interakciji prirodnih sila, Faraday je pokušao dokazati da kao što Amper može stvarati magnete pomoću struje, tako je moguće stvarati električnu energiju uz pomoć magneta.

Njegova logika je bila jednostavna: mehanički rad se lako pretvara u toplotu; Nasuprot tome, toplota se može pretvoriti u mehanički rad(recimo, u parnoj mašini). Općenito, među silama prirode najčešće se javlja sljedeći odnos: ako A rađa B, onda B rađa A.

Ako je uz pomoć električne energije Ampere dobio magnete, onda je, očigledno, moguće "dobiti električnu energiju iz običnog magnetizma". Arago i Amper su sebi postavili isti zadatak u Parizu, Colladon u Ženevi.

Strogo govoreći, važnu granu fizike, koja se bavi fenomenom elektromagnetizma i induktivnog elektriciteta, a koja je trenutno od tako velike važnosti za tehnologiju, Faraday je stvorio ni iz čega. Do trenutka kada se Faraday konačno posvetio istraživanjima u oblasti električne energije, ustanovljeno je da s običnim uslovima prisustvo naelektrisanog tela je dovoljno da njegov uticaj pobudi elektricitet u svakom drugom telu. Istovremeno se znalo da žica kroz koju prolazi struja i koja je takođe naelektrisano telo nema nikakvog uticaja na druge žice postavljene u blizini.

Šta je izazvalo ovaj izuzetak? To je pitanje koje je zanimalo Faradaya i do čijeg ga je rješenja dovelo velika otkrića u oblasti indukcione električne energije. Faraday stavlja mnogo eksperimenata, vodi pedantne bilješke. On posvećuje pasus svakoj maloj studiji u svojim laboratorijskim bilješkama (u cijelosti objavljenom u Londonu 1931. pod naslovom "Faradayev dnevnik"). O Faradajevoj efikasnosti govori barem činjenica da je zadnji pasus Dnevnika označen brojem 16041.

Osim intuitivnog uvjerenja u univerzalnu povezanost pojava, ništa ga, zapravo, nije podržalo u potrazi za "elektricom iz magnetizma". Osim toga, on se, kao i njegov učitelj Devi, više oslanjao na vlastite eksperimente nego na mentalne konstrukcije. Davy ga je naučio:

– Dobar eksperiment ima veću vrijednost od promišljenosti genija kao što je Newton.

Ipak, upravo je Faraday bio predodređen za velika otkrića. Veliki realista, spontano je pokidao okove empirizma, koje mu je jednom nametnuo Devi, i u tim trenucima mu je sinulo veliko uvide - stekao je sposobnost najdubljih generalizacija.

Prvi tračak sreće pojavio se tek 29. avgusta 1831. godine. Tog dana, Faraday je u laboratoriji testirao jednostavnu napravu: gvozdeni prsten prečnika oko šest inča, omotan oko dva komada izolovane žice. Kada je Faraday spojio bateriju na terminale jednog namotaja, njegov pomoćnik, artiljerijski narednik Andersen, vidio je kako se igla galvanometra spojenog na drugi namotaj trzala.

Trznula se i smirila, iako je jednosmjerna struja nastavila da teče kroz prvi namotaj. Faraday je pažljivo pregledao sve detalje ove jednostavne instalacije - sve je bilo u redu.

Ali igla galvanometra je tvrdoglavo stajala na nuli. Od ljutnje, Faraday je odlučio isključiti struju, a onda se dogodilo čudo - tokom otvaranja strujnog kruga, igla galvanometra se ponovo zamahnula i ponovo se smrznula na nuli!

Galvanometar, koji ostaje savršeno miran tokom čitavog prolaska struje, počinje da osciluje kada se krug zatvori i kada se otvori. Pokazalo se da se u trenutku kada struja prođe u prvu žicu, a takođe i kada se ovaj prijenos zaustavi, pobuđuje struja i u drugoj žici, koja u prvom slučaju ima suprotan smjer od prve struje i predstavlja isto kao i u drugom slučaju i traje samo jedan trenutak.

Tu su se Ampereove velike ideje, veza između električne struje i magnetizma, potpuno jasno otkrile Faradeyu. Uostalom, prvi namotaj u koji je primijenio struju odmah je postao magnet. Ako ga posmatramo kao magnet, onda je eksperiment 29. avgusta pokazao da se čini da magnetizam stvara elektricitet. Samo su dvije stvari ostale čudne u ovom slučaju: zašto je nalet struje nakon uključivanja elektromagneta brzo nestao? Štaviše, zašto se prenapon pojavljuje kada se magnet isključi?

Sutradan, 30. avgusta - nova serija eksperimenti. Učinak je jasno izražen, ali ipak potpuno neshvatljiv.

Faraday osjeća da je otvor negdje u blizini.

“Sada se ponovo bavim elektromagnetizmom i mislim da sam napao uspješnu stvar, ali to još ne mogu potvrditi. Vrlo je moguće da ću nakon svih mojih trudova na kraju izvaditi alge umjesto ribe.

Do sljedećeg jutra, 24. septembra, Faraday se dosta toga pripremio razni uređaji, u kojem glavni elementi više nisu bili namotaji sa električnom strujom, već trajni magneti. I bilo je efekta! Strela je skrenula i odmah se spustila na svoje mesto. Ovo lagano pomicanje nastalo je prilikom najneočekivanijih manipulacija magnetom, ponekad, činilo se, slučajno.

Sljedeći eksperiment je 1. oktobra. Faraday odlučuje da se vrati na sam početak - na dva namotaja: jedan sa strujom, drugi spojen na galvanometar. Razlika u odnosu na prvi eksperiment je odsustvo čeličnog prstena - jezgre. Prskanje je gotovo neprimjetno. Rezultat je trivijalan. Jasno je da je magnet bez jezgra mnogo slabiji od magneta sa jezgrom. Zbog toga je efekat manje izražen.

Faraday je razočaran. Dvije sedmice ne prilazi instrumentima, razmišljajući o razlozima neuspjeha.

"Uzeo sam cilindričnu magnetnu šipku (3/4" u prečniku i 8 1/4" dugačak) i umetnuo jedan njen kraj u spiralu bakrene žice(dužine 220 stopa) spojen na galvanometar. Zatim sam brzim pokretom gurnuo magnet cijelom dužinom spirale, a igla galvanometra je doživjela udar. Tada sam isto tako brzo izvukao magnet iz spirale, i igla se ponovo zamahnula, ali u suprotnom smjeru. Ovi zamahi igle su se ponavljali svaki put kada bi se magnet gurnuo unutra ili van."

Tajna je u kretanju magneta! Impuls električne energije nije određen položajem magneta, već kretanjem!

To znači da "električni val nastaje samo kada se magnet kreće, a ne zbog svojstava svojstvenih njemu u mirovanju."

Rice. 2. Faradejev eksperiment sa zavojnicom

Ova ideja je izuzetno plodna. Ako kretanje magneta u odnosu na provodnik stvara električnu energiju, onda, očigledno, kretanje provodnika u odnosu na magnet također mora generirati električnu energiju! Štaviše, ovaj "električni talas" neće nestati sve dok traje međusobno kretanje provodnika i magneta. To znači da je moguće stvoriti generator električne struje koji radi proizvoljno dugo, sve dok traje međusobno kretanje žice i magneta!

Faraday je 28. oktobra ugradio rotirajući bakreni disk između polova potkovičastog magneta iz kojeg je, uz pomoć kliznih kontakata (jedan na osi, drugi na periferiji diska), bilo moguće ukloniti električni napon. Bio je to prvi električni generator stvoren ljudskom rukom. Tako je pronađeno novi izvor električna energija, pored prethodno poznatih (trenje i hemijski procesi), - indukcija, i nova vrsta ove energije je indukcijska električna energija.

Eksperimenti slični Faradejevom, kao što je već spomenuto, izvedeni su u Francuskoj i Švicarskoj. Colladon, profesor na Ženevskoj akademiji, bio je sofisticirani eksperimentator (na primjer, napravio je tačna mjerenja brzine zvuka u vodi na Ženevskom jezeru). Možda je, u strahu od podrhtavanja instrumenata, kao i Faraday, uklonio galvanometar što je dalje moguće od ostatka instalacije. Mnogi su tvrdili da je Colladon primijetio iste prolazne pokrete strijele kao i Faraday, ali, očekujući stabilniji, trajniji učinak, nije pridavao odgovarajuću važnost ovim "slučajnim" rafalima...

Zaista, mišljenje većine naučnika tog vremena bilo je da bi obrnuti učinak „stvaranja električne energije iz magnetizma“ trebao, po svemu sudeći, imati isti stacionarni karakter kao „direktni“ efekat - „formiranje magnetizma“ zbog električne struje. Neočekivana "prolaznost" ovog efekta zbunila je mnoge, uključujući Colladona, i mnogi su platili za svoje predrasude.

Nastavljajući svoje eksperimente, Faraday je dalje otkrio da je jednostavna aproksimacija žice uvijene u zatvorenu krivulju drugoj, duž koje teče galvanska struja, dovoljna da pobudi induktivnu struju u smjeru suprotnom od galvanske struje u neutralnoj žici, da uklanjanje neutralne žice opet pobuđuje induktivnu struju u njoj, struja je već u istom smjeru kao i galvanska struja koja teče duž fiksne žice i da se, konačno, ove induktivne struje pobuđuju samo pri približavanju i uklanjanju žice do provodnika galvanska struja, a bez ovog kretanja struje se ne pobuđuju, bez obzira koliko su žice jedna drugoj blizu.

Tako je otkrivena nova pojava, slična gore opisanoj pojavi indukcije prilikom zatvaranja i prekida galvanske struje. Ova otkrića su zauzvrat dovela do novih. Ako je moguće proizvesti induktivnu struju zatvaranjem i zaustavljanjem galvanske struje, ne bi li se isti rezultat dobio magnetizacijom i demagnetizacijom željeza?

Rad Oersteda i Amperea već je uspostavio vezu između magnetizma i elektriciteta. Bilo je poznato da željezo postaje magnet kada se oko njega namota izolirana žica i kroz nju prođe galvanska struja, te da magnetna svojstva ovog željeza prestaju čim struja prestane.

Na osnovu toga, Faraday je smislio ovu vrstu eksperimenta: dvije izolirane žice bile su namotane oko željeznog prstena; štaviše, jedna žica je bila namotana oko jedne polovine prstena, a druga oko druge. Kroz jednu žicu je prošla struja galvanska baterija, a krajevi drugog bili su spojeni na galvanometar. I tako, kada se struja zatvorila ili zaustavila, i kada je, posljedično, željezni prsten magnetiziran ili demagnetiziran, igla galvanometra je brzo oscilirala, a zatim brzo stala, to jest, sve iste trenutne induktivne struje su se pobuđivale u neutralnoj žici - ovo vrijeme: već pod utjecajem magnetizma.

Rice. 3. Faradejev eksperiment sa gvozdenim prstenom

Tako je ovdje po prvi put magnetizam pretvoren u električnu energiju. Dobivši ove rezultate, Faraday je odlučio da diverzificira svoje eksperimente. Umjesto gvozdenog prstena, počeo je da koristi gvozdenu traku. Umjesto da uzbudi magnetizam u željezu galvanskom strujom, on je magnetizirao željezo dodirujući ga na trajni čelični magnet. Rezultat je bio isti: u žici omotanoj oko gvožđa uvek je bila pobuđena struja u trenutku magnetizacije i demagnetizacije gvožđa. Tada je Faraday uveo čelični magnet u spiralu žice - približavanje i uklanjanje potonjeg izazvalo je indukcijske struje u žici. Jednom riječju, magnetizam, u smislu pobuđivanja induktivnih struja, djelovao je na potpuno isti način kao i galvanska struja.

U to vrijeme, fizičari su bili intenzivno okupirani jednim misteriozni fenomen, koji je 1824. godine otkrio Arago i nije pronašao objašnjenje, uprkos činjenici da su takvi izuzetni naučnici tog vremena poput samog Araga, Ampera, Poissona, Babagea i Herschela intenzivno tražili ovo objašnjenje. Stvar je bila sledeća. Magnetna igla, koja slobodno visi, brzo se zaustavlja ako se ispod nje dovede krug nemagnetnog metala; ako se krug tada pokrene u rotaciono kretanje, magnetska igla počinje da ga prati.

U mirnom stanju nije bilo moguće otkriti ni najmanje privlačenje ili odbijanje između kruga i strijele, dok je isti krug, koji se kretao, za sobom vukao ne samo laku strijelu, već i teški magnet. Ovaj zaista čudesan fenomen naučnicima tog vremena izgledao je kao misteriozna zagonetka, nešto izvan prirodnog. Faraday je, na osnovu svojih gornjih podataka, napravio pretpostavku da krug nemagnetnog metala, pod uticajem magneta, cirkuliše tokom rotacije induktivnim strujama koje utiču na magnetnu iglu i povlače je iza magneta. Zaista, uvođenjem ruba kruga između polova velikog magneta u obliku potkovice i povezivanjem središta i ruba kruga galvanometrom sa žicom, Faraday je primio konstantnu električnu struju tokom rotacije kruga.

Nakon toga, Faraday se zaustavio na još jednom fenomenu koji je tada izazivao opštu radoznalost. Kao što znate, ako se gvozdene strugotine posipaju po magnetu, one se grupišu duž određenih linija, koje se nazivaju magnetne krivulje. Faraday je, skrećući pažnju na ovaj fenomen, 1831. godine dao temelje magnetskim krivuljama, naziv "linije magnetske sile", koji je tada ušao u opštu upotrebu. Proučavanje ovih "linija" dovelo je Faradaya do novog otkrića, pokazalo se da je za pobudu induktivnih struja pristup i uklanjanje izvora iz magnetni pol nisu obavezni. Za pobuđivanje struja dovoljno je preći linije magnetske sile na poznat način.

Rice. 4. "Linije magnetske sile"

Dalji rad Faraday je u navedenom pravcu dobio, sa savremene tačke gledišta, karakter nečeg potpuno čudesnog. Početkom 1832. demonstrirao je aparat u kojem su se induktivne struje pobuđivale bez pomoći magneta ili galvanske struje. Uređaj se sastojao od željezne trake postavljene u žičani namotaj. Ovaj uređaj, u uobičajenim uslovima, nije davao ni najmanji znak pojave struja u njemu; ali čim mu je dat smjer koji odgovara smjeru magnetske igle, struja se pobuđuje u žici.

Zatim je Faraday jednom zavojnici dao položaj magnetske igle, a zatim u nju uveo željeznu traku: struja je ponovo bila pobuđena. Razlog koji je uzrokovao struju u ovim slučajevima bio je zemaljski magnetizam, koji je uzrokovao induktivne struje poput običnog magneta ili galvanske struje. Kako bi to jasnije pokazao i dokazao, Faraday je preduzeo još jedan eksperiment koji je u potpunosti potvrdio njegove ideje.

On je zaključio da ako krug nemagnetnog metala, na primjer, bakra, koji se rotira u položaju u kojem siječe linije magnetske sile susjednog magneta, daje induktivnu struju, tada isti krug, rotira u odsustvu magnet, ali u poziciji u kojoj će krug prelaziti linije zemaljskog magnetizma, mora dati i induktivnu struju. I zaista, bakreni krug, rotiran u horizontalnoj ravni, davao je induktivnu struju, koja je proizvela primjetno odstupanje igle galvanometra. Faraday je završio niz studija u oblasti električne indukcije otkrićem, napravljenim 1835. godine, "induktivnog efekta struje na samu sebe".

Otkrio je da kada se galvanska struja zatvori ili otvori, trenutne induktivne struje se pobuđuju u samoj žici, koja služi kao provodnik za ovu struju.

Ruski fizičar Emil Hristoforovič Lenc (1804-1861) dao je pravilo za određivanje pravca indukovane struje. „Indukcijska struja je uvijek usmjerena na takav način da magnetsko polje koje stvara ometa ili usporava kretanje koje uzrokuje indukciju“, primjećuje A.A. Korobko-Stefanov u svom članku o elektromagnetnoj indukciji. - Na primjer, kada se zavojnica približi magnetu, rezultirajuća induktivna struja ima takav smjer da će magnetsko polje koje stvara biti suprotno magnetskom polju magneta. Kao rezultat, između zavojnice i magneta nastaju sile odbijanja. Lenzovo pravilo proizlazi iz zakona održanja i transformacije energije. Ako bi indukcijske struje ubrzale kretanje koje ih je izazvalo, tada bi se rad stvorio ni iz čega. Sam kalem bi, nakon malog guranja, pojurio prema magnetu, a istovremeno bi indukcijska struja u njemu oslobađala toplinu. U stvarnosti, indukcijska struja nastaje zbog rada približavanja magneta i zavojnice.

Rice. 5. Lenzovo pravilo

Zašto postoji indukovana struja? Duboko objašnjenje fenomena elektromagnetne indukcije dao je engleski fizičar James Clerk Maxwell, tvorac završene matematička teorija elektromagnetno polje. Da biste bolje razumjeli suštinu stvari, razmotrite vrlo jednostavan eksperiment. Neka se zavojnica sastoji od jednog zavoja žice i probijena naizmjeničnim magnetskim poljem okomito na ravninu zavoja. U zavojnici, naravno, postoji indukcijska struja. Maxwell je ovaj eksperiment protumačio sa izuzetnom hrabrošću i neočekivanošću.

Kada se magnetsko polje promijeni u prostoru, prema Maxwellu, nastaje proces za koji prisustvo žičane zavojnice nije od značaja. Glavna stvar ovdje je pojava zatvorenih prstenastih linija električnog polja, koje pokrivaju promjenjivo magnetsko polje. Pod djelovanjem električnog polja u nastajanju, elektroni se počinju kretati, a električna struja nastaje u zavojnici. Zavojnica je samo uređaj koji vam omogućava da otkrijete električno polje. Suština fenomena elektromagnetne indukcije je da naizmjenično magnetsko polje uvijek stvara električno polje sa zatvorenim linijama sile u okolnom prostoru. Takvo polje se naziva vrtložno polje.

Istraživanja u oblasti indukcije koju proizvodi zemaljski magnetizam dala su Faradeju priliku da izrazi ideju telegrafa još 1832. godine, koji je tada bio osnova ovog izuma. Općenito, otkriće elektromagnetne indukcije nije bez razloga pripisano najistaknutijim otkrićima 19. stoljeća - rad miliona elektromotora i generatora električne struje širom svijeta temelji se na ovom fenomenu...

Praktična primjena fenomena elektromagnetne indukcije

1. Emitiranje

Naizmjenično magnetsko polje, pobuđeno promjenjivom strujom, stvara električno polje u okolnom prostoru, koje zauzvrat pobuđuje magnetsko polje, itd. Međusobno stvarajući jedno drugo, ova polja formiraju jedno promjenjivo elektromagnetno polje - elektromagnetni talas. Nastalo na mjestu gdje postoji žica sa strujom, elektromagnetno polje se širi u svemir brzinom svjetlosti -300.000 km/s.

Rice. 6. Radio

2. Magnetoterapija

U frekvencijskom spektru različita mjesta zauzimaju radiotalasi, svjetlost, rendgenski zraci i drugo elektromagnetno zračenje. Obično ih karakteriziraju neprekidno međusobno povezana električna i magnetska polja.

3. Sinhrofazotroni

Trenutno se pod magnetskim poljem podrazumijeva poseban oblik materije koji se sastoji od nabijenih čestica. AT moderna fizika snopovi nabijenih čestica se koriste za prodor duboko u atome kako bi ih proučavali. Sila kojom magnetsko polje djeluje na pokretnu nabijenu česticu naziva se Lorentzova sila.

4. Mjerači protoka

Metoda se zasniva na primeni Faradejevog zakona za provodnik u magnetskom polju: u strujanju elektroprovodljive tečnosti koja se kreće u magnetskom polju, indukuje se EMF proporcionalan brzini protoka, koji se elektronskim delom pretvara u električni analogni/digitalni signal.

5. Generator jednosmerna struja

U generatorskom režimu, armatura mašine rotira pod uticajem spoljašnjeg momenta. Između polova statora se nalazi permanentni magnet ny mlaz koji prodire u sidro. Provodnici namota armature kreću se u magnetskom polju i stoga se u njima inducira EMF, čiji se smjer može odrediti pravilom " desna ruka". U ovom slučaju na jednoj četkici nastaje pozitivan potencijal u odnosu na drugu. Ako je opterećenje spojeno na terminale generatora, tada će struja teći u njemu.

6. Transformatori

Transformatori se široko koriste u prijenosu električne energije na velike udaljenosti, njenoj distribuciji između prijemnika, kao i u raznim ispravljačkim, pojačavačkim, signalnim i drugim uređajima.

Transformacija energije u transformatoru se vrši naizmeničnim magnetnim poljem. Transformator je jezgro od tankih čeličnih ploča izolovanih jedna od druge, na koju su postavljena dva, a ponekad i više namota (namotaja) izolovane žice. Namotaj na koji je povezan izvor izmjenične električne energije naziva se primarni namotaj, a preostali namotaji se nazivaju sekundarnim.

Ako je u sekundarnom namotu transformatora namotano tri puta više zavoja nego u primarnom, tada će magnetsko polje stvoreno u jezgri primarnim namotom, prelazeći zavoje sekundarnog namota, stvoriti tri puta veći napon u njemu.

Koristeći transformator s obrnutim omjerom okreta, možete jednako lako i jednostavno dobiti smanjeni napon.

Spisak korišćene literature

1. [Elektronski resurs]. Elektromagnetna indukcija.

< https://ru.wikipedia.org/>

2. [Elektronski izvor] Faraday. Otkriće elektromagnetne indukcije.

< http://www.e-reading.club/chapter.php/26178/78/Karcev_-_Maksvell.html >

3. [Elektronski izvor]. Otkriće elektromagnetne indukcije.

4. [Elektronski izvor]. Praktična primjena fenomena elektromagnetne indukcije.

Andrej Khudolej, Igor Knjikov

Praktična primjena fenomena elektromagnetne indukcije.

Skinuti:

Pregled:

Da biste koristili pregled prezentacija, kreirajte račun za sebe ( račun) Guglajte i prijavite se: https://accounts.google.com

Naslovi slajdova:

Elektromagnetna indukcija u moderna tehnologija Izvode učenici 11 "A" razreda MOUSOSH br. 2 grada Suvorova Khnykov Igor, Khudoley Andrey

Fenomen elektromagnetne indukcije otkrio je 29. avgusta 1831. Michael Faraday. Fenomen elektromagnetne indukcije sastoji se od pojave električne struje u provodnom kolu, koje ili počiva u magnetskom polju koje se mijenja u vremenu, ili se kreće u konstantnom magnetskom polju na način da broj linija magnetske indukcije prodire kroz promene kola.

EMF elektromagnetne indukcije u zatvorenom kolu je brojčano jednak i suprotan po predznaku brzini promjene magnetskog fluksa kroz površinu ograničenu ovim krugom. Smjer indukcijske struje (isto kao EMF vrijednost) smatra se pozitivnim ako se poklapa s odabranim smjerom prelaska konture.

Faradejev eksperiment Permanentni magnet se ubacuje u zavojnicu spojenu na galvanometar ili uklanja iz nje. Kada se magnet kreće u kolu, nastaje električna struja.U roku od mjesec dana, Faraday je eksperimentalno otkrio sve bitne karakteristike fenomena elektromagnetne indukcije. Trenutno, Faradejeve eksperimente može izvoditi bilo ko.

Glavni izvori elektromagnetnog polja Glavni izvori elektromagnetnog polja su: Električni vodovi. Ožičenje (unutar zgrada i objekata). Kućni električni aparati. Personalni računari. TV i radio predajne stanice. Satelitske i mobilne komunikacije (uređaji, repetitori). Električni transport. radarske instalacije.

Električni vodovi Žice radnog dalekovoda stvaraju elektromagnetno polje u susjednom prostoru (na udaljenosti od nekoliko desetina metara od žice) industrijska frekvencija(50 Hz). Štaviše, jačina polja u blizini linije može varirati u širokom rasponu, u zavisnosti od njenog električnog opterećenja. Zapravo granice zona sanitarne zaštite postavljaju se duž granične linije najudaljenije od žica s maksimalnom jakošću električnog polja od 1 kV / m.

Električno ožičenje Električno ožičenje uključuje: strujne kablove za sisteme za održavanje života u zgradama, žice za distribuciju električne energije, kao i razvodne ploče, kutije za napajanje i transformatore. Električne instalacije su glavni izvor elektromagnetnog polja industrijske frekvencije u stambenim prostorijama. U ovom slučaju, nivo jačine električnog polja koji emituje izvor često je relativno nizak (ne prelazi 500 V/m).

Kućanski aparati Izvori elektromagnetnih polja su svi Aparati koji rade pomoću električne struje. Istovremeno, razina zračenja varira u najširem rasponu, ovisno o modelu, uređaju uređaja i specifičnom načinu rada. Takođe, nivo zračenja jako zavisi od potrošnje energije uređaja – što je veća snaga, to je veći nivo elektromagnetnog polja tokom rada uređaja. Jačina električnog polja u blizini kućanskih aparata ne prelazi desetine V/m.

Personalni računari Primarni izvor štetnih zdravstvenih efekata za korisnika računara je uređaj za prikaz monitora (VOD). Pored monitora sistemski blok personalni računar takođe može uključivati veliki broj drugi uređaji (kao što su štampači, skeneri, štitnici od prenapona, itd.). Svi ovi uređaji rade uz upotrebu električne struje, što znači da su izvori elektromagnetnog polja.

Elektromagnetno polje personalnih računara ima najsloženiji talasni i spektralni sastav i teško ga je izmeriti i kvantifikovati. Ima magnetne, elektrostatičke i radijacijske komponente (posebno, elektrostatički potencijal osobe koja sjedi ispred monitora može se kretati od -3 do +5 V). Uzimajući u obzir činjenicu da se personalni računari danas aktivno koriste u svim granama ljudske djelatnosti, njihov utjecaj na ljudsko zdravlje podliježe pažljivom proučavanju i kontroli.

Televizijske i radio-predajne stanice Na teritoriji Rusije trenutno se nalazi značajan broj radio-difuznih stanica i centara različitih veza. Predajne stanice i centri nalaze se u zonama posebno određenim za njih i mogu zauzeti prilično velike teritorije (do 1000 ha). U svojoj strukturi uključuju jednu ili više njih tehničke zgrade, gdje se nalaze radio predajnici, i antenska polja, na kojima se nalazi i do nekoliko desetina antensko-fider sistema (AFS). Svaki sistem uključuje zračeću antenu i fider liniju koja donosi emitovani signal.

Satelitski komunikacijski sistemi satelitske komunikacije sastoji se od predajne stanice na Zemlji i satelita - repetitora u orbiti. Predajne satelitske komunikacijske stanice emituju usko usmjereni snop valova, gustina toka energije u kojem dostiže stotine W/m. Satelitski komunikacioni sistemi stvaraju velike jačine elektromagnetnog polja na značajnim udaljenostima od antena. Na primjer, stanica snage 225 kW, koja radi na frekvenciji od 2,38 GHz, stvara gustinu energetskog toka od 2,8 W/m2 na udaljenosti od 100 km. Rasipanje energije u odnosu na glavni snop je vrlo malo i javlja se najviše u području direktnog postavljanja antene.

Ćelijska komunikacija Ćelijska radiotelefonija je danas jedan od telekomunikacionih sistema koji se najintenzivnije razvija. Glavni elementi sistema ćelijska komunikacija su bazne stanice i mobilni radiotelefoni. Bazne stanice održavaju radio komunikaciju s mobilnim uređajima, zbog čega su izvori elektromagnetnog polja. Sistem koristi princip podjele područja pokrivenosti na zone, ili takozvane "ćelije", s radijusom od km.

Intenzitet zračenja bazne stanice određen je opterećenjem, odnosno prisustvom vlasnika mobiteli u području servisa određene bazne stanice i njihovoj želji da koriste telefon za razgovor, što zauzvrat u osnovi ovisi o dobu dana, lokaciji stanice, danu u sedmici i drugim faktorima. Noću je opterećenje stanica gotovo nulto. Intenzitet zračenja mobilnih uređaja u velikoj meri zavisi od stanja komunikacionog kanala "mobilni radiotelefon - bazna stanica" (što je veća udaljenost od bazne stanice, to je veći intenzitet zračenja uređaja).

Električni transport Električni transport (trolejbusi, tramvaji, metro vozovi, itd.) je moćan izvor elektromagnetno polje u frekvencijskom opsegu Hz. Istovremeno, u velikoj većini slučajeva, vučni elektromotor djeluje kao glavni emiter (kod trolejbusa i tramvaja kolektori zračne struje konkuriraju elektromotoru u smislu jačine zračenog električnog polja).

Radarske instalacije Radarske i radarske instalacije obično imaju antene tipa reflektora (“tanjire”) i emituju usko usmjereni radio snop. Periodično pomeranje antene u prostoru dovodi do prostornog diskontinuiteta zračenja. Također postoji privremeni prekid zračenja zbog cikličkog rada radara za zračenje. Oni rade na frekvencijama od 500 MHz do 15 GHz, ali neke posebne instalacije mogu raditi na frekvencijama do 100 GHz ili više. Zbog posebne prirode zračenja, mogu stvoriti zone na tlu velika gustoća protok energije (100 W/m2 ili više).

Metal detektori Tehnološki, princip rada detektora metala zasniva se na fenomenu registrovanja elektromagnetnog polja koje se stvara oko bilo kojeg metalnog predmeta kada se stavi u elektromagnetno polje. Ovo sekundarno elektromagnetno polje razlikuje se i po intenzitetu (jačini polja) i po drugim parametrima. Ovi parametri ovise o veličini objekta i njegovoj vodljivosti (zlato i srebro imaju mnogo bolju vodljivost od npr. olova) i, naravno, od udaljenosti između antene detektora metala i samog objekta (dubina pojavljivanja).

Navedena tehnologija odredila je sastav detektora metala: sastoji se od četiri glavna bloka: antene (ponekad su antene za emitovanje i prijem različite, a ponekad su iste antene), elektronske jedinice za obradu, jedinice za izlaz informacija (vizuelne - LCD displej ili pokazivač pokazivača i audio - priključci za zvučnike ili slušalice) i napajanje.

Metalni detektori su: Pretraga Inspekcija Za građevinske svrhe

Pretraga Ovaj metal detektor je dizajniran za traženje svih vrsta metalnih predmeta. U pravilu, oni su najveći po veličini, cijeni i, naravno, u pogledu funkcija modela. To je zbog činjenice da ponekad trebate pronaći objekte na dubini do nekoliko metara u debljini zemlje. Moćna antena sposoban da generiše visok nivo elektromagnetnog polja i sa visokom osetljivošću za detekciju čak i najmanjih struja na velikim dubinama. Na primjer, detektor metala za pretragu detektuje metalni novčić na dubini od 2-3 metra u zemlji, koji čak može sadržavati željezna geološka jedinjenja.

Inspekcija Koriste ga specijalne službe, carinici i službenici obezbjeđenja raznih organizacija za traženje metalnih predmeta (oružje, plemeniti metali, žice eksplozivnih naprava i sl.) skrivenih na tijelu i odjeći osobe. Ovi detektori metala odlikuju se kompaktnošću, jednostavnošću upotrebe, prisustvom načina rada kao što je tiha vibracija ručke (tako da osoba koja se traži ne zna da je tragalac nešto pronašao). Raspon (dubina) detekcije novčića rublje u takvim detektorima metala doseže 10-15 cm.

Lučni detektori metala, koji spolja podsjećaju na luk i zahtijevaju da osoba prođe kroz njega, također se široko koriste. Uz njih vertikalnih zidova postavljene ultraosjetljive antene koje detektuju metalni predmeti na svim nivoima ljudskog rasta. Obično se postavljaju ispred kulturno-zabavnih objekata, u bankama, institucijama itd. glavna karakteristika lučni metal detektori - visoka osjetljivost (podesivi) i velika brzina obrade toka ljudi.

Za građevinske svrhe Ova klasa detektora metala, uz pomoć zvučnih i svjetlosnih alarma, pomaže građevinarima da pronađu metalne cijevi, konstrukcijski ili pogonski elementi koji se nalaze kako u debljini zidova tako i iza pregrada i lažnih panela. Neki metal detektori za građevinske svrhe često se kombinuju u jednom uređaju sa detektorima drvena konstrukcija, detektori napona na strujnim žicama, detektori curenja itd.