Ang pagtuklas ng electromagnetic induction ay naging posible. Sa kasaysayan ng pagtuklas ng phenomenon ng electromagnetic induction
Kasaysayan ng pagtuklas ng electromagnetic induction. Ang mga natuklasan nina Hans Christian Ørsted at André Marie Ampere ay nagpakita na ang kuryente ay may magnetic force. Ang impluwensya ng magnetic phenomena sa mga electrical ay natuklasan ni Michael Faraday. Hans Christian Oersted Andre Marie Ampère
Michael Faraday () "I-convert ang magnetism sa kuryente," isinulat niya sa kanyang talaarawan noong 1822. English physicist, tagapagtatag ng doktrina ng electromagnetic field, dayuhang honorary member ng St. Petersburg Academy of Sciences (1830).
Paglalarawan ng mga eksperimento ni Michael Faraday kahoy na bloke dalawang tansong wire ang nasugatan. Ang isa sa mga wire ay konektado sa isang galvanometer, ang isa pa sa isang malakas na baterya. Kapag ang circuit ay sarado, ang isang biglaang ngunit lubhang mahinang pagkilos ay naobserbahan sa galvanometer, at ang parehong epekto ay naobserbahan kapag ang kasalukuyang ay tumigil. Sa patuloy na pagpasa ng kasalukuyang sa pamamagitan ng isa sa mga spiral, hindi posible na makita ang mga paglihis ng galvanometer needle
Paglalarawan ng mga eksperimento ni Michael Faraday Ang isa pang eksperimento ay binubuo ng pagtatala ng mga kasalukuyang surge sa mga dulo ng isang coil kung saan ipinasok ang isang permanenteng magnet. Tinawag ni Faraday ang gayong mga pagsabog na "mga alon ng kuryente"
Induction emf Ang induction emf, na nagiging sanhi ng mga kasalukuyang surge ("mga alon ng kuryente") ay hindi nakasalalay sa magnitude ng magnetic flux, ngunit sa bilis ng pagbabago nito.
1. Tukuyin ang direksyon ng mga linya ng induction ng panlabas na field B (umalis sila sa N at pumasok sa S). 2. Tukuyin kung ito ay tumataas o bumababa magnetic flux sa pamamagitan ng circuit (kung ang magnet ay gumagalaw sa singsing, pagkatapos ay Ф> 0, kung ito ay gumagalaw, pagkatapos ay Ф 0, kung ito ay gumagalaw, pagkatapos ay Ф 0, kung ito ay gumagalaw, pagkatapos ay Ф 0, kung ito ay gumagalaw, pagkatapos Ф 0, kung ito ay gumagalaw, pagkatapos ay Ф 
3. Tukuyin ang direksyon ng mga linya ng induction ng magnetic field B na nilikha ng sapilitan na kasalukuyang (kung Ф>0, kung gayon ang mga linya B at B ay nakadirekta sa magkasalungat na direksyon; kung Ф 0, ang mga linya B at B ay nakadirekta sa magkasalungat na direksyon. ; kung Ф 0, ang mga linya B at B ay nakadirekta sa magkasalungat na direksyon kung Ф 0, ang mga linya В at В ay nakadirekta sa magkasalungat na direksyon kung Ф 0, ang mga linya В at В ay nakadirekta sa magkasalungat na direksyon kung Ф; 
Mga Tanong Bumuo ng batas ng electromagnetic induction. Sino ang nagtatag ng batas na ito? Ano ang sapilitan na kasalukuyang at kung paano matukoy ang direksyon nito? Ano ang nakasalalay dito? Halaga ng EMF induction? Prinsipyo ng pagpapatakbo kung saan de-koryenteng kagamitan batay sa batas ng electromagnetic induction?
Electromagnetic induction - ito ay isang phenomenon na binubuo sa pangyayari agos ng kuryente sa isang saradong konduktor bilang isang resulta ng isang pagbabago sa magnetic field kung saan ito matatagpuan. Ang kababalaghang ito ay natuklasan ng Ingles na pisisista na si M. Faraday noong 1831. Ang kakanyahan nito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng ilang simpleng mga eksperimento.
Inilarawan sa mga eksperimento ni Faraday prinsipyo ng pagtanggap AC ginagamit sa mga induction generator na gumagawa ng elektrikal na enerhiya sa mga thermal o hydroelectric power plant. Ang paglaban sa pag-ikot ng generator rotor, na lumitaw kapag ang induction current ay nakikipag-ugnayan sa magnetic field, ay nadaig sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng steam o hydraulic turbine na umiikot sa rotor. Ang ganitong mga generator i-convert ang mekanikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya .
Eddy currents o Foucault currents
Kung ang isang napakalaking konduktor ay inilagay sa isang alternating magnetic field, pagkatapos ay sa konduktor na ito, dahil sa hindi pangkaraniwang bagay ng electromagnetic induction, ang mga eddy induced na alon ay lumitaw, na tinatawag na Agos ng Foucault.
Eddy agos bumangon din kapag ang isang napakalaking konduktor ay gumagalaw sa isang pare-pareho, ngunit spatially inhomogeneous magnetic field. Ang mga alon ng Foucault ay may direksyon na ang puwersa na kumikilos sa kanila sa isang magnetic field ay pumipigil sa paggalaw ng konduktor. Solid na pendulum metal na plato gawa sa di-magnetic na materyal, oscillating sa pagitan ng mga pole ng isang electromagnet, biglang hihinto kapag ang magnetic field ay naka-on.
Sa maraming mga kaso, ang pag-init na dulot ng mga alon ng Foucault ay lumalabas na nakakapinsala at kailangang harapin. Ang mga core ng transformer at electric motor rotors ay ginawa mula sa magkahiwalay na mga plate na bakal, na pinaghihiwalay ng mga layer ng insulator na pumipigil sa pagbuo ng malalaking induction currents, at ang mga plate mismo ay ginawa mula sa mga haluang metal na may mataas na resistivity.
Electromagnetic field
Ang electric field na nilikha ng mga nakatigil na singil ay static at kumikilos sa mga singil. Ang direktang kasalukuyang nagiging sanhi ng paglitaw ng isang time-constant na magnetic field na kumikilos sa mga gumagalaw na singil at alon. Electrical at magnetic field umiiral sa kasong ito nang hiwalay sa isa't isa.
Kababalaghan electromagnetic induction nagpapakita ng pakikipag-ugnayan ng mga patlang na ito na sinusunod sa mga sangkap na may mga libreng singil, ibig sabihin, sa mga konduktor. Ang isang alternating magnetic field ay lumilikha ng isang alternating electric field, na, na kumikilos sa mga libreng singil, ay lumilikha ng isang electric current. Ang kasalukuyang ito, sa pagiging alternating, ay bumubuo ng isang alternating magnetic field, na lumilikha ng isang electric field sa parehong konduktor, atbp.
Ang hanay ng mga alternating electric at alternating magnetic field na bumubuo sa isa't isa ay tinatawag electromagnetic field. Maaari itong umiral sa isang daluyan kung saan walang mga libreng singil, at kumakalat sa espasyo sa anyo ng isang electromagnetic wave.
Classical electrodynamics- isa sa pinakamataas na tagumpay ng pag-iisip ng tao. Malaki ang impluwensya niya sa kasunod na pag-unlad ng sibilisasyon ng tao sa pamamagitan ng paghula sa pagkakaroon ng mga electromagnetic wave. Nang maglaon, humantong ito sa paglikha ng radyo, telebisyon, mga sistema ng telekomunikasyon, satellite navigation, pati na rin ang mga computer, mga robot na pang-industriya at sambahayan at iba pang mga katangian ng modernong buhay.
batong panulok Mga teorya ni Maxwell Sinabi na ang pinagmulan ng magnetic field ay maaari lamang maging isang alternating electric field, tulad ng source ng electric field na lumilikha ng induced current sa isang conductor ay isang alternating magnetic field. Ang pagkakaroon ng isang konduktor ay hindi kinakailangan sa kasong ito - ang isang electric field ay lumitaw din sa walang laman na espasyo. Ang mga alternating linya ng electric field, katulad ng mga linya ng magnetic field, ay sarado. Ang mga electric at magnetic field ng isang electromagnetic wave ay pantay.
Electromagnetic induction sa mga diagram at talahanayan
Sa aklat-aralin sa pisika para sa klase IX ito ay ibinigay maikling ekskursiyon sa kasaysayan ng pagtuklas ng batas na pinag-uusapan. Maipapayo na dagdagan ang pagsusuri. Pinag-uusapan natin ang isang pangunahing batas ng kalikasan, at kinakailangan na ibunyag ang lahat ng panig nito sa proseso ng pagbuo. Ang kwento ng proseso ng paghahanap ni Faraday para sa batas ay lalong nakapagtuturo, at hindi na kailangang mag-aksaya ng oras dito.
Si Michael Faraday ay ipinanganak noong 1791 malapit sa London sa pamilya ng isang panday. Ang kanyang ama ay walang kakayahang magbayad para sa kanyang pag-aaral, at sa edad na 13 si Faraday ay pinilit na magsimulang mag-aral ng bookbinding. Buti na lang at apprentice siya sa may-ari ng isang bookstore. Ang matanong na batang lalaki ay nagbabasa ng mataba, at mahirap na literatura sa gayon. Naakit siya sa mga artikulo sa mga likas na agham sa Encyclopædia Britannica, pinag-aralan niya ang "Conversations on the Chemistry" ng Mars. Noong 1811, nagsimulang dumalo si Faraday sa mga pampublikong lektura sa pisika ng sikat na guro sa London na si Tatum.
Ang pagbabago sa buhay ni Faraday ay noong 1812. Kliyente ng may-ari ng bookstore, miyembro Maharlikang Institusyon Inirerekomenda ng sayaw na makinig ang binata sa mga lektura ng sikat na chemist na si Hamfred Davy. Sumunod naman si Faraday magandang payo; sabik siyang nakinig at maingat na nagtala. Sa payo ng parehong Sayaw, pinoproseso niya ang mga tala at ipinadala ang mga ito kay Davy, at nagdagdag ng kahilingan para sa pagkakataong gumawa ng gawaing pananaliksik. Noong 1813, nakatanggap si Faraday ng isang posisyon bilang isang katulong sa laboratoryo sa laboratoryo ng kemikal ng Royal Institution, na pinamumunuan ni Davy.
Sa una, si Faraday ay isang chemist. Mabilis niyang tinahak ang landas ng independiyenteng pagkamalikhain, at ang pagmamataas ni Davy ay kadalasang kailangang magdusa mula sa tagumpay ng mag-aaral. Noong 1820, nalaman ni Faraday ang tungkol sa pagtuklas ni Oersted, at mula noon ang kanyang mga kaisipan ay hinihigop ng kuryente at magnetismo. Sinimulan niya ang kanyang sikat na eksperimentong pananaliksik, na humantong sa pagbabago ng pisikal na pag-iisip. Noong 1823, si Faraday ay nahalal na miyembro ng Royal Society of London, at pagkatapos ay hinirang na direktor ng mga pisikal at kemikal na laboratoryo ng Royal Institution. Sa loob ng mga pader ng mga laboratoryo na ito, ang mga krimen ay ginawa pinakadakilang pagtuklas. Ang buhay ni Faraday, sa panlabas na walang pagbabago, ay kamangha-mangha sa malikhaing pag-igting nito. Ito ay pinatunayan ng tatlong-volume na gawaing "Eksperimental na Pananaliksik sa Elektrisidad," na sumasalamin sa hakbang-hakbang malikhaing landas henyo.
Noong 1820, ginawa ni Faraday ang prinsipyo bagong problema: "upang i-convert ang magnetism sa kuryente." Ito ay ilang sandali matapos ang pagtuklas ng magnetic action ng mga alon. Sa eksperimento ni Oersted, kumikilos ang isang electric current sa isang magnet. Dahil, ayon kay Faraday, ang lahat ng mga puwersa ng kalikasan ay interconvertible, posible, sa kabaligtaran, upang pukawin ang isang electric current sa pamamagitan ng magnetic force.
Ang Faraday ay nagpapatunaw ng mga gas, nagsasagawa ng mahusay na pagsusuri ng kemikal, nakatuklas ng bago mga katangian ng kemikal mga sangkap. Ngunit ang kanyang mga pag-iisip ay walang humpay na abala sa problemang iniharap. Noong 1822, inilarawan niya ang isang pagtatangka upang matuklasan ang "kondisyon" na dulot ng daloy ng kasalukuyang: "upang ipolarize ang sinag ng liwanag mula sa lampara sa pamamagitan ng pagmuni-muni at subukang tuklasin kung ang tubig ay matatagpuan sa pagitan ng mga poste ng isang boltahe na baterya sa sisidlan ng salamin..." Umaasa si Faraday sa ganitong paraan upang makakuha ng ilang impormasyon tungkol sa mga katangian ng kasalukuyang. Ngunit walang naibigay ang karanasan. Susunod ay 1825. Inilathala ni Faraday ang artikulong " Electromagnetic kasalukuyang(sa ilalim ng impluwensya ng isang magnet)", kung saan ipinahayag niya ang sumusunod na kaisipan. Kung ang isang kasalukuyang kumikilos sa isang magnet, dapat itong makaranas ng paglaban. “Sa iba’t ibang dahilan,” ang isinulat ni Faraday, “ipinalagay na ang paglapit ng poste malakas na magnet mababawasan ang kuryente." At inilalarawan niya ang isang karanasan na napagtatanto ang ideyang ito.
Ang isang talaarawan na may petsang Nobyembre 28, 1825 ay naglalarawan ng katulad na karanasan. Baterya galvanic cells konektado sa pamamagitan ng wire. Parallel sa wire na ito ay isa pa (ang mga wire ay pinaghiwalay ng isang double layer ng papel), ang mga dulo nito ay konektado sa galvanometer. Maliwanag na nangatuwiran si Faraday sa ganitong paraan. Kung ang kasalukuyang ay ang paggalaw ng isang de-koryenteng likido at ang paggalaw na ito ay kumikilos sa isang permanenteng magnet - isang hanay ng mga alon (ayon sa hypothesis ni Ampere), kung gayon ang gumagalaw na likido sa isang konduktor ay dapat na pilitin ang nakatigil na likido sa kabilang linya, at ang dapat itala ng galvanometer ang kasalukuyang. Ang "iba't ibang mga pagsasaalang-alang" na isinulat ni Faraday noong ipinakita ang unang eksperimento ay bumagsak sa parehong bagay, doon lamang inaasahan ang reaksyon ng electrical fluid na gumagalaw sa konduktor mula sa mga molekular na alon ng permanenteng magnet. Ngunit ang mga eksperimento ay nagbigay ng negatibong resulta.
Ang solusyon ay dumating noong 1831, nang iminungkahi ni Faraday na ang induction ay dapat mangyari sa isang hindi nakatigil na proseso. Ito ang pangunahing ideya na humantong sa pagtuklas ng phenomenon ng electromagnetic induction.
Posible na ang ideya ng pagbabago ng kasalukuyang ay sinenyasan ng isang mensahe na natanggap mula sa Amerika. Ang balita ay nagmula sa American physicist na si Joseph Henry (1797 - 1878).
Sa kanyang kabataan, si Henry ay hindi nagpakita ng pambihirang kakayahan o interes sa agham. Lumaki siya sa kahirapan, isang trabahador sa bukid, at isang artista. Katulad ni Faraday, tinuruan niya ang sarili. Nagsimula siyang mag-aral sa edad na 16 sa Albany Academy. Sa loob ng pitong buwan ay nakakuha siya ng napakaraming kaalaman kaya nakatanggap siya ng posisyon bilang isang guro paaralan sa kanayunan. Pagkatapos ay nagtrabaho si Henry para sa propesor ng kimika na si Beck bilang isang assistant sa panayam. Pinagsama niya ang trabaho sa pag-aaral sa akademya. Matapos makumpleto ang kurso, hinirang si Henry na inhinyero at surveyor sa Erie Canal. Pagkalipas ng ilang buwan, iniwan niya ang kumikitang posisyon na ito, tinanggap ang isang imbitasyon sa posisyon ng propesor ng matematika at pisika sa Albany. Sa oras na ito, ang Ingles na imbentor na si William Sturgeon (1783 - 1850) ay nagpahayag ng kanyang pag-imbento ng isang horseshoe magnet na may kakayahang magbuhat ng isang bakal na katawan na tumitimbang ng hanggang apat na kilo.
Naging interesado si Henry sa electromagnetism. Nakahanap agad siya ng paraan para tumaas ang elevator sa isang tonelada. Nakamit ito gamit ang isang bagong pamamaraan sa oras na iyon: sa halip na i-insulate ang katawan ng magnet, ang wire ay insulated. Ang isang paraan upang lumikha ng multilayer windings ay natuklasan. Noong 1831, ipinakita ni Henry ang posibilidad na bumuo ng isang de-koryenteng motor, nag-imbento ng isang electromagnetic relay, at sa tulong nito ay ipinakita ang paghahatid ng mga de-koryenteng signal sa isang distansya, inaasahan ang pag-imbento ng Morse (lumabas ang telegrapo ni Morse noong 1837).
Tulad ni Faraday, itinakda ni Henry ang kanyang sarili ang gawain ng paggawa ng electric current gamit ang magnet. Ngunit ito ang pormulasyon ng problema ng imbentor. At ang paghahanap ay ginabayan ng hubad na intuwisyon. Ang pagtuklas ay naganap ilang taon bago ang mga eksperimento ni Faraday. Ang setup ng pangunahing eksperimento ni Henry ay inilalarawan sa Figure 9. Lahat ng bagay dito ay pareho sa ipinapakita sa ngayon. Mas gusto namin ang isang mas maginhawang baterya kaysa sa isang galvanic cell, at sa halip na mga balanse ng pamamaluktot ay gumagamit kami ng galvanometer.
Ngunit hindi iniulat ni Henry ang karanasang ito sa sinuman. “Dapat ay nai-publish ko na ito nang mas maaga,” malungkot niyang sabi sa kanyang mga kaibigan, “Pero kakaunti lang ang oras ko!” Nais kong pagsamahin ang mga resulta sa isang uri ng sistema."(akin ang italiko.- SA. D.). At ang kakulangan ng regular na edukasyon at, higit pa rito, ang utilitarian-inventive na diwa ng agham ng Amerika ay may masamang papel. Siyempre, hindi naiintindihan o naramdaman ni Henry ang lalim at kahalagahan ng bagong pagtuklas. Kung hindi, siyempre, aabisuhan siya siyentipikong mundo O pinakamalaking katotohanan. Pananatiling tahimik tungkol sa mga eksperimento sa induction, agad na nagpadala ng mensahe si Henry nang nagawa niyang iangat ang isang buong tonelada gamit ang isang electromagnet.
Ito mismo ang mensaheng natanggap ni Faraday. Marahil ito ang nagsilbing huling link sa hanay ng mga hinuha na humantong sa pangunahing ideya. Sa isang eksperimento noong 1825, dalawang wire ang pinaghiwalay ng papel. Dapat ay nagkaroon ng induction, ngunit hindi ito napansin dahil sa kahinaan ng epekto. Ipinakita ni Henry na sa isang electromagnet ang epekto ay tumataas nang husto kapag ginamit ang isang multilayer winding. Samakatuwid, ang induction ay dapat tumaas kung ang inductive action ay ipinadala kasama mahabang haba. Sa katunayan, ang magnet ay isang koleksyon ng mga alon. Ang paggulo ng magnetization sa isang bakal na baras sa pamamagitan ng pagpasa ng kasalukuyang sa pamamagitan ng paikot-ikot ay ang induction ng kasalukuyang sa pamamagitan ng kasalukuyang. Ito ay tumitindi kung ang kasalukuyang daanan sa pamamagitan ng paikot-ikot ay nagiging mas mahaba.
Ito ay posibleng circuit Mga lohikal na konklusyon ni Faraday. Dito buong paglalarawan unang matagumpay na eksperimento: “Ang dalawang daan at tatlong talampakan ng tansong alambre sa isang piraso ay nasugatan sa isang malaking drum na gawa sa kahoy; ang isa pang dalawang daan at tatlong talampakan ng parehong wire ay inilatag sa isang spiral sa pagitan ng mga pagliko ng unang paikot-ikot, ang metal na kontak ay sa lahat ng dako ay inalis sa pamamagitan ng isang kurdon. Ang isa sa mga spiral na ito ay konektado sa isang galvanometer, at ang isa pa sa isang mahusay na sisingilin na baterya ng isang daang pares ng mga plato, apat na pulgadang parisukat, na may dobleng tansong mga plato. Nang sarado ang contact ay nagkaroon ng biglaan ngunit napakahinang epekto sa galvanometer, at isang katulad na mahinang epekto ang naganap kapag nabuksan ang contact sa baterya."
Ito ang unang karanasan na nagbigay ng positibong resulta pagkatapos ng sampung taon ng paghahanap. Itinatag ng Faraday na kapag nagsasara at nagbubukas, ang mga sapilitan na alon ay bumangon sa magkasalungat na direksyon. Pagkatapos ay pinag-aaralan niya ang epekto ng bakal sa induction. 
“Ang isang singsing ay hinangin mula sa bilog na malambot na bakal; ang kapal ng metal ay pito hanggang walong pulgada, at O.D. singsing - anim na pulgada. Sa paligid ng isang bahagi ng singsing na ito ay nasugatan ng tatlong helice, bawat isa ay naglalaman ng humigit-kumulang dalawampu't apat na talampakan ng tansong alambre na isang ikadalawampu ng isang pulgada ang kapal. Ang mga spiral ay nakahiwalay sa bakal at sa isa't isa at nakapatong sa isa't isa... Maaari silang gamitin nang hiwalay at pinagsama; ang pangkat na ito ay ipinahiwatig ng liham A(Larawan 10). Sa kabilang bahagi ng singsing ay nasugatan sa parehong paraan tungkol sa animnapung talampakan ng parehong tansong wire sa dalawang piraso, na bumubuo ng isang spiral. SA, na may parehong direksyon tulad ng mga spiral A, ngunit nahiwalay sa kanila sa bawat dulo ng halos kalahating pulgada sa pamamagitan ng hubad na bakal.
Spiral SA konektado mga wire na tanso na may galvanometer na nakalagay sa layo na tatlong talampakan mula sa singsing. Mga indibidwal na spiral A pinagsama ang dulo sa dulo upang bumuo ng isang karaniwang spiral, ang mga dulo nito ay konektado sa isang baterya ng sampung pares ng mga plate na apat na pulgadang parisukat. Ang galvanometer ay nag-react kaagad, at mas malakas kaysa sa naobserbahan sa itaas, kapag gumagamit ng sampung beses na mas malakas na spiral na walang bakal."
Sa wakas, ang Faraday ay nagsasagawa ng isang eksperimento kung saan ang pagtatanghal ng tanong ng electromagnetic induction ay karaniwang nagsisimula pa rin. Ito ay isang eksaktong pag-uulit ng eksperimento ni Henry na inilalarawan sa Figure 9.
Ang problema na ibinabanta ni Faraday noong 1820 ay nalutas: ang magnetism ay na-convert sa kuryente.
Sa una, ang Faraday ay nakikilala sa pagitan ng induction ng isang kasalukuyang mula sa isang kasalukuyang (na tinatawag niyang "voltaic-electric induction") at ang kasalukuyang mula sa isang magnet ("magneto-electric induction" Ngunit pagkatapos ay ipinakita niya na ang lahat ng mga kaso ay sumusunod sa isang heneral pattern.
Ang batas ng electromagnetic induction ay sumasaklaw din sa isa pang pangkat ng mga phenomena, na kalaunan ay natanggap ang pangalan ng self-induction phenomena. Tinawag ni Faraday ang bagong phenomenon: "Ang inductive na impluwensya ng isang electric current sa sarili nito."
Ang tanong na ito ay lumitaw kaugnay ng sumusunod na katotohanan, na iniulat kay Faraday noong 1834 ni Jenkin. Ang katotohanang ito ay ang mga sumusunod. Dalawang plato galvanic na baterya konektado sa isang maikling haba ng wire. Kasabay nito, walang gaanong panlilinlang ang maaaring gamitin upang makakuha ng electric shock mula sa wire na ito. Ngunit kung kukuha ka ng isang electromagnet winding sa halip na isang wire, pagkatapos ay sa bawat oras na ang circuit ay bubukas, isang shock ay nadama. Sumulat si Faraday: "Kasabay nito, may iba pang naobserbahan, isang kababalaghan na matagal nang alam ng mga siyentipiko, ibig sabihin: sa punto ng pagdiskonekta, isang maliwanag na electric spark ang tumalon" (aking italics - V.D.).
Sinimulan ni Faraday na suriin ang mga katotohanang ito at sa lalong madaling panahon natuklasan ang isang bilang ng mga bagong aspeto ng kababalaghan. Kinailangan siya ng kaunting oras upang maitatag ang "pagkakakilanlan ng mga phenomena na may mga phenomena ng induction." Mga eksperimento na ipinapakita pa rin sa gitna at mataas mas mataas na paaralan nang ipaliwanag ang kababalaghan ng self-induction, ay iniharap ni Faraday noong 1834.
Independyente, ang mga katulad na eksperimento ay isinagawa ni J. Henry, gayunpaman, tulad ng mga eksperimento sa induction, hindi sila nai-publish sa isang napapanahong paraan. Ang dahilan ay pareho: Henry ay hindi nakahanap ng isang pisikal na konsepto na sumasaklaw sa mga phenomena ng iba't ibang anyo.
Para kay Faraday, ang self-induction ay isang katotohanan na nagpapaliwanag sa karagdagang landas ng paghahanap. Sa pagbubuod ng kanyang mga obserbasyon, nakarating siya sa mga konklusyon na may malaking pangunahing kahalagahan. "Walang duda na ang isang kasalukuyang sa isang bahagi ng isang wire ay maaaring kumilos sa pamamagitan ng induction sa iba pang mga bahagi ng parehong wire na nasa malapit... Ito ang nagbibigay ng impresyon na ang kasalukuyang kumikilos sa sarili nito."
Hindi alam ang likas na katangian ng kasalukuyang, gayunpaman, tumpak na itinuro ni Faraday ang kakanyahan ng bagay: "Kapag ang kasalukuyang kumikilos sa pamamagitan ng induction ng isang conductive substance na matatagpuan sa tabi nito, kung gayon malamang na kumikilos ito sa kuryente na nasa conductive substance na ito - ginagawa nito hindi mahalaga kung ang huli ay nasa estado ng kasalukuyang o ito ay hindi gumagalaw; sa unang kaso, ito ay nagpapalakas o nagpapahina sa agos, depende sa direksyon nito; sa pangalawa, ito ay lumilikha ng agos.”
Ang mathematical expression ng batas ng electromagnetic induction ay ibinigay noong 1873 ni Maxwell sa kanyang "Treatise on Electricity and Magnetism." Pagkatapos lamang nito ay naging batayan ito para sa dami ng mga kalkulasyon. Kaya ang batas ng electromagnetic induction ay dapat na tinatawag na batas ng Faraday-Maxwell.
Mga tala ng metodolohikal. Ito ay kilala na ang paggulo ng isang sapilitan na kasalukuyang sa isang konduktor na gumagalaw sa isang pare-pareho ang magnetic field at sa isang nakatigil na konduktor na matatagpuan sa isang alternating magnetic field ay sumusunod sa parehong batas. Halata ito kina Faraday at Maxwell, dahil naisip nila ang mga linya ng magnetic induction bilang mga tunay na pormasyon sa eter. Kapag ang kasalukuyang ay naka-on at naka-off o ang kasalukuyang pagbabago sa paligid ng mga konduktor na bumubuo sa circuit, ang mga linya ng magnetic induction ay gumagalaw. Kasabay nito, tinatawid nila ang kadena mismo, na nagiging sanhi ng hindi pangkaraniwang bagay ng self-induction. Kung mayroong anumang konduktor malapit sa isang circuit na may nagbabagong kasalukuyang, kung gayon ang mga linya ng magnetic induction, na tumatawid dito, ay pinupukaw ang EMF ng electromagnetic induction.
Materialisasyon mga linya ng kuryente naging kasaysayan ang electric field at magnetic induction lines. Gayunpaman, magiging isang pagkakamali na bigyan lamang ng pormal na karakter ang mga linya ng puwersa. Makabagong pisika naniniwala na ang linya ng electric field at ang magnetic induction line ay ang geometric na locus ng mga punto kung saan ang isang ibinigay na field ay may estado na naiiba sa estado sa ibang mga punto. Ang estado na ito ay tinutukoy ng mga halaga ng mga vector at
sa mga puntong ito. Kapag nagbago ang field, ang mga vectors at
ang pagsasaayos ng mga linya ng kuryente ay nagbabago, at ang pagsasaayos ng mga linya ng kuryente ay nagbabago nang naaayon. Ang field state ay maaaring lumipat sa espasyo sa bilis ng liwanag. Kung ang isang konduktor ay nasa isang larangan na ang estado ay nagbabago, ang isang emf ay nasasabik sa konduktor.
Ang kaso kapag ang field ay pare-pareho at ang conductor ay gumagalaw sa field na ito ay hindi inilarawan ng Maxwell's theory. Unang napansin ito ni Einstein. Ang kanyang pangunahing gawain, "On the Electrodynamics of Moving Bodies," ay tiyak na nagsisimula sa isang pagtalakay sa kakulangan ng teorya ni Maxwell sa puntong ito. Ang kababalaghan ng paggulo ng EMF sa isang konduktor na gumagalaw sa isang pare-pareho ang magnetic field ay maaaring isama sa balangkas ng teorya. electromagnetic field, kung ito ay pupunan ng prinsipyo ng relativity at ang prinsipyo ng constancy ng bilis ng liwanag.
Noong 1821, isinulat ni Michael Faraday sa kanyang talaarawan: "I-convert ang magnetism sa kuryente." Pagkatapos ng 10 taon, nalutas niya ang problemang ito.
Ang pagtuklas ni Faraday
Hindi sinasadya na ang una at pinakamahalagang hakbang sa pagtuklas ng mga bagong katangian ng mga pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ay kinuha ng tagapagtatag ng konsepto ng electromagnetic field - Faraday. Tiwala si Faraday sa pinag-isang kalikasan ng mga electrical at magnetic phenomena. Di-nagtagal pagkatapos ng pagtuklas ni Oersted, isinulat niya: "... tila hindi pangkaraniwan na, sa isang banda, ang bawat electric current ay sinamahan ng isang magnetic action na katumbas ng intensity, na nakadirekta sa tamang mga anggulo sa kasalukuyang, at sa parehong oras. magandang gabay koryente na inilagay sa loob ng sphere ng pagkilos na ito, walang kasalukuyang naiimpluwensyahan, walang nasasalat na epekto ang lumitaw, katumbas ng lakas sa naturang agos. Ang pagsusumikap sa loob ng sampung taon at pananampalataya sa tagumpay ay humantong kay Faraday sa isang pagtuklas na kasunod na nabuo ang batayan para sa disenyo ng mga generator para sa lahat ng mga power plant sa mundo, na nagko-convert ng mekanikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya. (Mga pinagmumulan na gumagana sa iba pang mga prinsipyo: galvanic cells, baterya, thermal at photocells - nagbibigay ng hindi gaanong bahagi ng nabuong elektrikal na enerhiya.)
Sa loob ng mahabang panahon, hindi matuklasan ang ugnayan sa pagitan ng mga electrical at magnetic phenomena. Mahirap malaman ang pangunahing bagay: tanging ang isang magnetic field na nag-iiba-iba ng oras ay maaaring pukawin ang isang electric current sa isang nakatigil na coil, o ang coil mismo ay dapat lumipat sa isang magnetic field.
Ang pagtuklas ng electromagnetic induction, gaya ng tawag ni Faraday sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, ay ginawa noong Agosto 29, 1831. Ito ay isang pambihirang kaso kapag ang petsa ng isang bagong kapansin-pansin na pagtuklas ay tiyak na kilala Dito maikling paglalarawan unang eksperimento, na ibinigay mismo ni Faraday.
“Isang tansong alambre na 203 talampakan ang haba ay nasugatan sa isang malapad na kahoy na spool, at sa pagitan ng mga pagliko nito ay may nasugatan na wire na may parehong haba, ngunit insulated mula sa una gamit ang sinulid na koton. Ang isa sa mga spiral na ito ay konektado sa isang galvanometer, at ang isa pa sa isang malakas na baterya na binubuo ng 100 pares ng mga plato... Kapag ang circuit ay sarado, isang biglaang ngunit lubhang mahina epekto sa galvanometer ay napansin, at ang parehong ay napansin kapag tumigil ang agos. Sa patuloy na pagdaan ng kasalukuyang sa isa sa mga spiral, hindi posible na mapansin ang alinman sa isang epekto sa galvanometer, o sa lahat ng anumang inductive effect sa kabilang spiral, hindi 5.1
tandaan na ang pag-init ng buong coil na konektado sa baterya, at ang liwanag ng spark na tumatalon sa pagitan ng mga uling, ay nagpapahiwatig ng lakas ng baterya."
Kaya, sa una, ang induction ay natuklasan sa mga konduktor na hindi gumagalaw na nauugnay sa bawat isa kapag isinasara at binubuksan ang isang circuit. Pagkatapos, malinaw na pag-unawa na ang pagdadala ng kasalukuyang nagdadala ng mga konduktor na mas malapit o mas malayo ay dapat humantong sa parehong resulta ng pagsasara at pagbubukas ng isang circuit, pinatunayan ni Faraday sa pamamagitan ng mga eksperimento na ang kasalukuyang arises kapag ang mga coils ay gumagalaw na may kaugnayan sa isa't isa (Fig. 5.1). Pamilyar sa mga gawa ng Ampere, naunawaan ni Faraday na ang magnet ay isang koleksyon ng maliliit na alon na umiikot sa mga molekula. Noong Oktubre 17, tulad ng naitala sa kanyang notebook sa laboratoryo, isang induced current ang nakita sa coil habang ang magnet ay itinutulak papasok (o hinihila palabas) (Figure 5.2). Para sa isang buwang Faraday empirically natuklasan ang lahat ng mahahalagang katangian ng phenomenon ng electromagnetic induction. Ang natitira lamang ay upang bigyan ang batas ng isang mahigpit na quantitative form at ganap na ibunyag ang pisikal na katangian ng phenomenon.
Si Faraday mismo ay naunawaan na ang pangkalahatang bagay kung saan ang hitsura ng isang induction current ay nakasalalay sa mga eksperimento na sa panlabas na hitsura ay naiiba.
Sa isang closed conducting circuit, ang isang kasalukuyang arises kapag ang bilang ng mga magnetic induction lines na tumagos sa ibabaw na nakatali sa circuit na ito ay nagbabago. At mas mabilis na nagbabago ang bilang ng mga linya ng magnetic induction, mas malaki ang nagreresultang kasalukuyang. Sa kasong ito, ang dahilan para sa pagbabago sa bilang ng mga linya ng magnetic induction ay ganap na walang malasakit. Ito ay maaaring isang pagbabago sa bilang ng mga linya ng magnetic induction na tumutusok sa isang nakatigil na konduktor dahil sa isang pagbabago sa kasalukuyang lakas sa isang kalapit na coil, o isang pagbabago sa bilang ng mga linya dahil sa paggalaw ng circuit sa isang hindi uniporme. magnetic field, ang density ng mga linya na nag-iiba sa espasyo (Larawan 5.3).
Hindi lamang natuklasan ni Faraday ang kababalaghan, ngunit siya rin ang unang gumawa ng hindi pa perpektong modelo ng electric current generator na nagpapalit ng mekanikal na rotational energy sa kasalukuyang. Ito ay isang napakalaking tansong disk na umiikot sa pagitan ng mga pole ng isang malakas na magnet (Larawan 5.4). Sa pamamagitan ng pagkonekta sa axis at gilid ng disk sa galvanometer, natuklasan ni Faraday ang isang paglihis
SA
\
\
\
\
\
\
\
\L
S arrow na nakaturo. Ang kasalukuyang ay, gayunpaman, mahina, ngunit ang prinsipyong natagpuan ay naging posible upang kasunod na bumuo ng mga makapangyarihang generator. Kung wala ang mga ito, ang kuryente ay magiging isang luho pa rin na magagamit ng ilang tao.
Ang isang electric current ay lumalabas sa isang conducting closed loop kung ang loop ay nasa isang alternating magnetic field o gumagalaw sa isang time-constant na field upang ang bilang ng mga magnetic induction lines na tumatagos sa loop ay nagbabago. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na electromagnetic induction.
2.7. PAGTUKLAS NG ELECTROMAGNETIC INDUCTION
Ang isang mahusay na kontribusyon sa modernong electrical engineering ay ginawa ng Ingles na siyentipiko na si Michael Faraday, na ang mga gawa, naman, ay inihanda ng nakaraang gawain sa pag-aaral ng mga electrical at magnetic phenomena.
Mayroong isang simbolo sa katotohanan na sa taon ng kapanganakan ni M. Faraday (1791), ang treatise ni Luigi Galvani ay nai-publish na may unang paglalarawan ng isang bagong pisikal na kababalaghan - electric current, at sa taon ng kanyang kamatayan (1867) isang " dynamo” ay naimbento - isang self-exciting generator DC, ibig sabihin. lumitaw ang isang maaasahan, matipid at madaling gamitin na mapagkukunan enerhiyang elektrikal. Ang buhay ng mahusay na siyentipiko at ang kanyang natatanging aktibidad sa mga pamamaraan, nilalaman at kahalagahan nito ay hindi lamang nagbukas ng isang bagong kabanata sa pisika, ngunit gumaganap din ng isang mapagpasyang papel sa pagsilang ng mga bagong sangay ng teknolohiya: electrical engineering at radio engineering.
Sa loob ng higit sa isang daang taon, maraming henerasyon ng mga mag-aaral ang natutunan sa mga aralin sa pisika at mula sa maraming mga libro ang kuwento ng kahanga-hangang buhay ng isa sa mga pinakasikat na siyentipiko, isang miyembro ng 68 mga siyentipikong lipunan at akademya. Karaniwan ang pangalan ng M. Faraday ay nauugnay sa pinaka makabuluhan at samakatuwid ay pinaka sikat na pagtuklas- ang phenomenon ng electromagnetic induction, na ginawa niya noong 1831. Ngunit isang taon bago iyon, noong 1830, para sa pananaliksik sa larangan ng kimika at electromagnetism, si M. Faraday ay nahalal bilang honorary member ng St. Petersburg Academy of Sciences, at isang miyembro ng Royal Society of London (British Academy of Sciences) siya ay nahalal noong 1824. Mula noong 1816, nang ang unang gawaing pang-agham ni M. Faraday, ay nakatuon sa pagsusuri ng kemikal Tuscan lime, at noong 1831, nang magsimulang ilathala ang sikat na siyentipikong talaarawan na "Experimental Research on Electricity", inilathala ni M. Faraday ang mahigit 60 siyentipikong papel.
Ang mahusay na pagsusumikap, pagkauhaw sa kaalaman, likas na katalinuhan at pagmamasid ay nagpapahintulot kay M. Faraday na makamit ang mga natitirang resulta sa lahat ng mga lugar na iyon siyentipikong pananaliksik, na tinutugunan ng siyentipiko. Ang kinikilalang "hari ng mga eksperimento" ay gustong ulitin: "Ang sining ng eksperimento ay ang makapagtanong sa kalikasan at maunawaan ang mga sagot nito."
Ang bawat pag-aaral ni M. Faraday ay nakikilala sa pamamagitan ng gayong pagiging masinsinan at naaayon sa mga naunang resulta na sa kanyang mga kontemporaryo ay halos walang mga kritiko sa kanyang gawain.
Kung ibubukod natin sa pagsasaalang-alang pananaliksik sa kemikal M. Faraday, na sa kanilang larangan din ay bumubuo ng isang panahon (ito ay sapat na upang alalahanin ang mga eksperimento sa pagkatunaw ng mga gas, ang pagtuklas ng benzene, butylene), pagkatapos ang lahat ng kanyang iba pang mga gawa, kung minsan ay nakakalat sa unang tingin, tulad ng mga stroke sa isang ang canvas ng artist, na pinagsama-sama, ay bumubuo ng isang kamangha-manghang larawan na komprehensibong pag-aaral ng dalawang problema: mga interconversion iba't ibang anyo enerhiya at pisikal na nilalaman kapaligiran.
kanin. 2.11. Diagram ng "electromagnetic rotations" (batay sa drawing ni Faraday)
1, 2 - mga mangkok na may mercury; 3 - gumagalaw na magnet; 4 - nakatigil na magnet; 5, 6 - mga wire na papunta sa baterya ng mga galvanic cell; 7 - tansong pamalo; 8 - nakapirming konduktor; 9 - movable conductor
Ang gawain ni M. Faraday sa larangan ng kuryente ay nagsimula sa pag-aaral ng tinatawag na electromagnetic rotations. Mula sa isang serye ng mga eksperimento ni Oersted, Arago, Ampere, Biot, Savart, na isinagawa noong 1820, naging kilala ito hindi lamang tungkol sa electromagnetism, kundi pati na rin sa pagiging natatangi ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng kasalukuyang at magnet: dito, tulad ng nabanggit na, ang mga sentral na puwersa. na hindi pamilyar sa mga klasikal na mekanika ay kumilos, at hinahangad ng iba pang pwersa na itatag ang magnetic needle na patayo sa konduktor. Si M. Faraday ay nagtanong: ang magnet ba ay may posibilidad na patuloy na gumagalaw sa paligid ng konduktor bilang isang alisan ng tubig? Kinumpirma ng eksperimento ang hypothesis. Noong 1821 nagbigay ng paglalarawan si M. Faraday pisikal na aparato, schematically na ipinakita sa Fig. 2.11. Sa kaliwang sisidlan na may mercury ay mayroong permanenteng bar magnet, na nakabitin sa ibaba. Kapag ang kasalukuyang ay nakabukas, ang itaas na bahagi nito ay umiikot sa isang nakatigil na konduktor. Sa kanang sisidlan, ang magnet rod ay hindi gumagalaw, at ang kasalukuyang-dalang konduktor, na malayang nakasuspinde sa isang bracket, ay dumudulas kasama ang mercury, na umiikot sa paligid ng poste ng magnet. Dahil sa eksperimentong ito, lumilitaw sa unang pagkakataon ang magnetoelectric device na may tuluy-tuloy na paggalaw, medyo lehitimo na simulan ang kwento gamit ang device na ito. mga de-kuryenteng makina sa pangkalahatan at ang de-koryenteng motor sa partikular. Bigyang-pansin din natin ang contact ng mercury, na kasunod na natagpuan ang aplikasyon sa electromechanics.
Ito ay mula sa sandaling ito, tila, na si M. Faraday ay nagsimulang bumuo ng mga ideya tungkol sa unibersal na "interconvertibility ng mga puwersa." Ang pagkakaroon ng nakuha, gamit ang electromagnetism, isang tuloy-tuloy mekanikal na paggalaw, itinakda niya sa kanyang sarili ang gawain ng pagbabalikwas sa kababalaghan o, sa terminolohiya ng M. Faraday, ang pag-convert ng magnetism sa kuryente.
Tanging ang ganap na paniniwala sa bisa ng hypothesis ng "interconvertibility" ay maaaring ipaliwanag ang determinasyon at tiyaga, libu-libong mga eksperimento at 10 taon ng pagsusumikap na ginugol sa paglutas ng nabuong problema. Noong Agosto 1831, isang mapagpasyang eksperimento ang ginawa, at noong Nobyembre 24, sa isang pulong sa Royal Society, ang kakanyahan ng kababalaghan ng electromagnetic induction ay nakabalangkas.
kanin. 2.12. Ilustrasyon ng eksperimento ni Arago ("rotation magnetism")
1 - conductive non-magnetic disk; 2 - glass base para sa pag-mount ng disk axis
Bilang isang halimbawa na nagpapakilala sa tren ng pag-iisip ng siyentipiko at sa pagbuo ng kanyang mga ideya tungkol sa electromagnetic field, isaalang-alang natin ang pag-aaral ni M. Faraday sa phenomenon na tinawag noon na "rotational magnetism." Maraming taon bago ang gawain ng M. Faraday, napansin ng mga navigator ang epekto ng pagpepreno ng katawan ng tansong compass sa mga oscillations ng magnetic needle. Noong 1824 D.F. Inilarawan ni Arago (tingnan ang § 2.5) ang kababalaghan ng "rotational magnetism," na hindi niya maipaliwanag nang kasiya-siya o ng iba pang mga physicist. Ang kakanyahan ng kababalaghan ay ang mga sumusunod (Larawan 2.12). Maaaring umikot ang isang horseshoe magnet patayong axis, at sa itaas ng mga poste nito ay may isang aluminyo o tansong disk, na maaari ding paikutin sa isang axis, ang direksyon ng pag-ikot na tumutugma sa direksyon ng pag-ikot ng magnet axis. Sa pamamahinga, walang mga pakikipag-ugnayan ang naobserbahan sa pagitan ng disk at ng magnet. Ngunit sa sandaling magsimulang umikot ang magnet, ang disk ay sumugod pagkatapos nito at kabaliktaran. Upang maalis ang posibilidad na ang disk ay napasok ng mga alon ng hangin, ang magnet at ang disk ay pinaghiwalay ng salamin.
Ang pagtuklas ng electromagnetic induction ay nakatulong kay M. Faraday na ipaliwanag ang phenomenon ng D.F. Arago at sa simula pa lamang ng pag-aaral ay isulat: “Inaasahan kong gumawa mula sa karanasan ni G. Arago bagong source kuryente."
Halos sabay-sabay sa M. Faraday, ang electromagnetic induction ay sinusunod ng natitirang Amerikanong pisiko Joseph Henry (1797–1878). Hindi mahirap isipin ang mga karanasan ng siyentipiko, ang hinaharap na presidente ng American National Academy of Sciences, nang, malapit nang i-publish ang kanyang mga obserbasyon, natutunan niya ang tungkol sa publikasyon ng M. Faraday. Pagkalipas ng isang taon, natuklasan ni D. Henry ang kababalaghan ng self-induction at extra-current, at itinatag din ang pagtitiwala ng circuit inductance sa mga katangian ng materyal at ang pagsasaayos ng mga coil core. Noong 1838, pinag-aralan ni D. Henry ang "currents of higher order," i.e. mga agos na dulot ng iba pang sapilitan na mga agos. Noong 1842, ang pagpapatuloy ng mga pag-aaral na ito ay humantong kay D. Henry sa pagtuklas ng oscillatory na katangian ng capacitor discharge (nang maglaon, noong 1847, ang pagtuklas na ito ay inulit ng natitirang German physicist na si Hermann Helmholtz) (1821–1894).
Bumaling tayo sa mga pangunahing eksperimento ng M. Faraday. Ang unang serye ng mga eksperimento ay natapos sa isang eksperimento na nagpapakita ng kababalaghan ng "voltaic-electric" (sa terminolohiya ng M. Faraday) induction (Fig. 2.13, A- G). Ang pagkakaroon ng nakita ang paglitaw ng kasalukuyang sa pangalawang circuit 2 kapag isinasara o binubuksan ang pangunahin 1 o sa panahon ng magkaparehong paggalaw ng pangunahin at pangalawang circuit (Larawan 2.13, V), Nag-set up si M. Faraday ng isang eksperimento upang matukoy ang mga katangian ng sapilitan na kasalukuyang: sa loob ng spiral b, kasama sa pangalawang circuit, isang bakal na karayom 7 ang inilagay (Larawan 2.13, b), na kung saan ay magnetized sa pamamagitan ng isang sapilitan kasalukuyang. Ang resulta ay nagpahiwatig na ang sapilitan na kasalukuyang ay katulad ng kasalukuyang nakuha nang direkta mula sa isang galvanic na baterya 3.
kanin. 2.13. Mga scheme ng mga pangunahing eksperimento na humantong sa pagtuklas ng electromagnetic induction
Pagpapalit ng tambol na gawa sa kahoy o karton 4, kung saan ang pangunahin at pangalawang windings ay nasugatan ng isang bakal na singsing (Larawan 2.13, d), natuklasan ni M. Faraday ang isang mas matinding pagpapalihis ng galvanometer needle 5. Ipinahiwatig ng karanasang ito makabuluhang papel kapaligiran sa mga prosesong electromagnetic. Dito unang gumamit si M. Faraday ng isang aparato na maaaring tawaging prototype ng transpormer.
Ang pangalawang serye ng mga eksperimento ay naglalarawan ng kababalaghan ng electromagnetic induction na naganap sa kawalan ng isang mapagkukunan ng boltahe sa pangunahing circuit. Batay sa katotohanan na ang isang coil na pinalipad ng kasalukuyang ay magkapareho sa isang magnet, pinalitan ng M. Faraday ang pinagmumulan ng boltahe ng dalawang permanenteng magnet (Larawan 2.13, d) at naobserbahan ang kasalukuyang sa pangalawang paikot-ikot kapag ang magnetic circuit ay nagsara at nagbukas. Tinawag niya ang hindi pangkaraniwang bagay na ito na "magnetoelectric induction"; Nang maglaon ay nabanggit niya na walang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng "voltaic-electric" at "magnetoelectric" induction. Kasunod nito, ang parehong mga phenomena na ito ay pinagsama ng terminong "electromagnetic induction." Sa mga huling eksperimento (Larawan 2.13, e, g) ang hitsura ng isang induced current kapag ang isang permanenteng magnet o kasalukuyang-carrying coil ay gumagalaw sa loob ng isang solenoid. Ang eksperimentong ito ang pinakamalinaw na nagpakita ng posibilidad ng pag-convert ng "magnetism sa kuryente" o, mas tiyak, mekanikal na enerhiya sa electric.
Batay sa mga bagong ideya, nagbigay ng paliwanag si M. Faraday sa pisikal na bahagi ng eksperimento sa disk ng D.F. Arago. Sa madaling sabi, ang kanyang pangangatwiran ay maaaring buod ng mga sumusunod. Ang isang aluminyo (o anumang iba pang conductive ngunit non-magnetic) na disk ay maaaring isipin bilang isang gulong na may walang katapusang malaking bilang ng mga spokes - radial conductor. Sa kamag-anak na paggalaw ng magnet at ang disk, ang mga spoke-conductor na ito ay "pinutol ang mga magnetic curves" (terminolohiya ng Faraday), at isang sapilitan na kasalukuyang lumitaw sa mga konduktor. Ang pakikipag-ugnayan ng kasalukuyang sa isang magnet ay kilala na. Sa interpretasyon ni M. Faraday, ang terminolohiya at pamamaraan ng pagpapaliwanag ng kababalaghan ay nakakaakit ng pansin. Upang matukoy ang direksyon ng sapilitan na kasalukuyang, ipinakilala niya ang panuntunan ng isang kutsilyo na pinuputol ang mga linya ng puwersa. Hindi pa ito batas ng E.H. Lenz, na nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging pangkalahatan ng mga katangian ng hindi pangkaraniwang bagay, ngunit sinusubukan lamang sa bawat oras na detalyadong paglalarawan matukoy kung ang kasalukuyang ay dadaloy mula sa hawakan hanggang sa dulo ng talim o vice versa. Ngunit ang pangunahing larawan ay mahalaga dito: M. Faraday, sa kaibahan sa mga tagasuporta ng teorya ng long-range na aksyon, ay pumupuno sa espasyo kung saan ang iba't ibang pwersa ay kumikilos sa isang materyal na daluyan, eter, na bumubuo ng ethereal na teorya ni L. Euler, na , sa turn, ay naimpluwensyahan ng mga ideya ng M.V. Lomonosov.
Si M. Faraday ay nagbigay ng magnetic, at pagkatapos ay sa pag-aaral ng mga dielectric at mga linya ng elektrikal na puwersa, pisikal na katotohanan, pinagkalooban sila ng pag-aari ng pagkalastiko at natagpuan ang mga napaka-makatwirang paliwanag para sa isang malawak na iba't ibang mga elektrikal. magnetic phenomena, gamit ang ideya ng mga nababanat na linyang ito, katulad ng mga sinulid na goma.
Mahigit isang siglo at kalahati na ang lumipas, at wala pa rin kaming nahanap visual na paraan at mga scheme para sa pagpapaliwanag ng mga phenomena na nauugnay sa induction at electromechanical na mga aksyon kaysa sa sikat na konsepto ng mga linya ng Faraday, na hanggang ngayon ay tila sa amin ay materyal na nasasalat.
Mula sa disc ni D.F. Si Arago M. Faraday ay talagang gumawa ng bagong pinagkukunan ng kuryente. Ang pagkakaroon ng sapilitang isang aluminyo o tansong disk na paikutin sa pagitan ng mga pole ng magnet, inilagay ni M. Faraday ang mga brush sa axis ng disk at sa paligid nito.
Sa ganitong paraan, ang isang de-koryenteng makina ay dinisenyo, na kalaunan ay natanggap ang pangalan na unipolar generator.
Kapag sinusuri ang mga gawa ni M. Faraday, ang pangkalahatang ideya, na binuo ng mahusay na siyentipiko sa buong kanyang malikhaing buhay. Sa pagbabasa ng M. Faraday, mahirap alisin ang impresyon na isang problema lamang ang kanyang hinarap sa interconversion ng iba't ibang anyo ng enerhiya, at ang lahat ng kanyang mga pagtuklas ay ginawang kaswal at nagsilbi lamang upang ilarawan ang pangunahing ideya. Nag-explore siya iba't ibang uri kuryente (hayop, galvanic, magnetic, thermoelectricity) at, na nagpapatunay ng kanilang pagkakakilanlan ng husay, natuklasan ang batas ng electrolysis. Kasabay nito, ang electrolysis, tulad ng pagkibot ng mga kalamnan ng isang dissected na palaka, sa simula ay nagsilbing patunay lamang na ang lahat ng uri ng kuryente ay nagpapakita ng kanilang mga sarili sa parehong mga aksyon.
Ang pananaliksik sa static na kuryente at ang kababalaghan ng electrostatic induction ay humantong sa M. Faraday sa pagbuo ng mga ideya tungkol sa dielectrics, sa isang huling pahinga sa teorya ng long-range na aksyon, sa mga kahanga-hangang pag-aaral ng discharge sa mga gas (ang pagtuklas ng madilim na espasyo ng Faraday) . Ang karagdagang pananaliksik sa pakikipag-ugnayan at interconversion ng mga puwersa ay humantong sa kanya sa pagtuklas ng magnetic rotation ng eroplano ng polariseysyon ng liwanag, sa pagtuklas ng diamagnetism at paramagnetism. Ang paniniwala ng unibersal ng mga pagbabago sa isa't isa ay pinilit si M. Faraday na bumaling sa pag-aaral ng koneksyon sa pagitan ng magnetism at kuryente, sa isang banda, at gravity, sa kabilang banda. Totoo, ang mapanlikhang mga eksperimento ni Faraday ay hindi nagbigay ng positibong resulta, ngunit hindi nito naalog ang kanyang tiwala sa pagkakaroon ng koneksyon sa pagitan ng mga hindi pangkaraniwang bagay na ito.
Nais bigyang-diin ng mga biograpo ni M. Faraday ang katotohanang iniwasan ni M. Faraday ang paggamit ng matematika, na sa maraming daan-daang pahina ng kanyang "Mga Eksperimental na Pagsisiyasat sa Elektrisidad" ay wala ni isang mathematical formula. Kaugnay nito, angkop na sipiin ang pahayag ng kababayan ni M. Faraday, ang dakilang pisisista na si James Clark Maxwell (1831–1879): “Having begin to study the work's Faraday, I found that his method of understanding phenomena was also mathematical, although. hindi ipinakita sa anyo ng mga ordinaryong simbolo ng matematika. Nalaman ko rin na ang pamamaraang ito ay maaaring ipahayag sa ordinaryong matematikal na anyo at sa gayon ay maihahambing sa mga pamamaraan ng mga propesyonal na mathematician."
Ang "matematikong kalikasan" ng pag-iisip ni Faraday ay maaaring ilarawan sa pamamagitan ng kanyang mga batas ng electrolysis o, halimbawa, sa pamamagitan ng pagbabalangkas ng batas ng electromagnetic induction: ang dami ng kuryente na nakatakda sa paggalaw ay direktang proporsyonal sa bilang ng mga linya ng puwersa na tumawid. Ito ay sapat na upang isipin ang huling pagbabalangkas sa anyo ng mga simbolo ng matematika, at agad kaming nakakuha ng isang pormula kung saan ang sikat na d?/dt ay mabilis na sumusunod, saan? - linkage ng magnetic flux.
D.K. Si Maxwell, na ipinanganak sa taon ng pagtuklas ng kababalaghan ng electromagnetic induction, ay napakahinhin na tinasa ang kanyang mga serbisyo sa agham, na binibigyang-diin na siya ay binuo at katawan lamang. anyong matematikal mga ideya ni M. Faraday. Ang teorya ni Maxwell ng electromagnetic field ay pinahahalagahan ng mga siyentipiko noong huling bahagi ng ika-19 at unang bahagi ng ika-20 siglo, nang magsimulang umunlad ang radio engineering batay sa mga ideya nina Faraday at Maxwell.
Upang makilala ang pananaw ni M. Faraday, ang kanyang kakayahang tumagos sa kailaliman ng pinaka-kumplikadong pisikal na phenomena, mahalagang alalahanin dito na noong 1832, ang makikinang na siyentipiko ay nagsumikap na magmungkahi na ang mga electromagnetic na proseso ay likas na alon, na may magnetic oscillations at electrical induction na nagpapalaganap sa isang may hangganan na bilis.
Sa pagtatapos ng 1938, isang selyadong liham mula kay M. Faraday, na may petsang Marso 12, 1832, ay natuklasan sa mga archive ng Royal Society of London.
"Ang ilang mga resulta ng pananaliksik... ay humantong sa akin sa konklusyon na ang pagpapalaganap ng magnetic influence ay tumatagal ng oras, i.e. Kapag ang isang magnet ay kumikilos sa isa pang malayong magnet o piraso ng bakal, ang nakakaimpluwensyang sanhi (na papayagan ko sa aking sarili na tawagin ang magnetism) ay unti-unting kumakalat mula sa mga magnetic na katawan at nangangailangan ng isang tiyak na oras para sa pagkalat nito, na, malinaw naman, ay magiging hindi gaanong mahalaga.
Naniniwala din ako na ang electrical induction ay naglalakbay sa eksaktong parehong paraan. Naniniwala ako na ang pagpapalaganap ng magnetic forces mula sa magnetic pole katulad ng mga vibrations ng nababagabag na ibabaw ng tubig o sound vibrations ng air particles, i.e. Nilalayon kong ilapat ang teorya ng mga oscillations sa magnetic phenomena, tulad ng ginagawa na may kaugnayan sa tunog, at ito ang pinaka-malamang na paliwanag ng light phenomena.
Sa pamamagitan ng pagkakatulad, naniniwala ako na posibleng ilapat ang teorya ng mga oscillations sa pagpapalaganap ng electrical induction. Gusto kong subukan ang mga view na ito sa pang-eksperimentong paraan, ngunit dahil ang aking oras ay abala sa pagpapatupad opisyal na tungkulin, na maaaring maging sanhi ng pagpapahaba ng mga eksperimento... Gusto ko, sa pamamagitan ng paglilipat ng liham na ito para sa pag-iingat Royal Society, secure ang pagbubukas para sa iyong sarili sa isang tiyak na petsa...”
Dahil ang mga ideyang ito ni M. Faraday ay nanatiling hindi alam, walang dahilan upang tanggihan ang kanyang dakilang kababayan na si D.K. Maxwell sa pagtuklas ng parehong mga ideya, kung saan siya ay nagbigay ng mahigpit na pisikal at matematikal na anyo at pangunahing kahalagahan.
Mula sa aklat na Amazing Mechanics may-akda Gulia Nurbey VladimirovichPagtuklas ng isang sinaunang magpapalayok Isa sa pinakamaringal na lungsod ng Mesopotamia ay ang sinaunang Ur. Malaki ito at maraming mukha. Ito ay halos isang buong estado. Mga hardin, palasyo, pagawaan, kumplikado haydroliko na istruktura, mga relihiyosong gusali Sa isang maliit na pagawaan ng palayok, sa hitsura
Mula sa aklat na Rules for Electrical Installations in Questions and Answers [Isang manwal para sa pag-aaral at paghahanda para sa pagsusulit sa kaalaman] may-akda Krasnik Valentin ViktorovichPagtitiyak ng electromagnetic compatibility ng komunikasyon at telemechanics device Tanong. Paano ginagawa ang mga kagamitang pangkomunikasyon at telemekanika? Ang mga ito ay ingay-immune sa isang antas na sapat upang matiyak ang kanilang maaasahang operasyon sa parehong normal at emergency na mga sitwasyon.
Mula sa aklat na Secret Cars Hukbong Sobyet may-akda Kochnev Evgeniy DmitrievichAng pamilyang "Otkritie" (KrAZ-6315/6316) (1982 - 1991) Noong Pebrero 1976, isang lihim na Resolusyon ng Konseho ng mga Ministro at ng Komite Sentral ng CPSU ay inisyu sa pag-unlad sa pangunahing mga halaman ng sasakyan ng Sobyet ng mga pamilya ng panimulang bagong mabigat. mga trak ng hukbo at mga tren sa kalsada, na ginawa ayon sa mga kinakailangan
Mula sa aklat na The Rustle of a Grenade may-akda Prishchepenko Alexander Borisovich5.19. Kung bakit mahal ka nila permanenteng magneto. Gawang bahay na device para sa pagsukat ng field induction. Ang isa pang aparato na nag-aalis ng abala sa pagkalkula ng paikot-ikot Ang malaking bentahe ng mga magnet ay ang patlang na nagpapatuloy sa oras ay hindi kailangang i-synchronize sa mga proseso ng pagsabog at.
Mula sa aklat na New Energy Sources may-akda Frolov Alexander VladimirovichKabanata 17 Capillary phenomena Ang isang hiwalay na klase ng mga aparato para sa pag-convert ng thermal energy ng medium ay nabuo sa pamamagitan ng maraming mga capillary machine na gumaganap ng trabaho nang hindi kumonsumo ng gasolina. Mayroong napakaraming katulad na mga proyekto sa kasaysayan ng teknolohiya. Ang hirap naman eh
Mula sa aklat na Metal of the Century may-akda Nikolaev Grigory IlyichKabanata 1. PAGTUKLAS NG ELEMENTO NG HOBBY NG PARI Ang pitong metal ng sinaunang panahon, gayundin ang sulfur at carbon - ito ang lahat ng elemento kung saan nakilala ang sangkatauhan sa loob ng maraming milenyo ng pag-iral nito hanggang sa ika-13 siglo AD. Walong siglo na ang nakalipas nagsimula ang panahon ng alchemy. Siya
Mula sa aklat na History of Electrical Engineering may-akda Koponan ng mga may-akda1.3. PAGTUKLAS NG MGA BAGONG PAG-AARI NG KURYENTE Isa sa mga unang nakilala ang aklat ni V. Gilbert, ay nagpasya na makakuha ng mas malakas na pagpapakita ng mga puwersang elektrikal, ay ang sikat na imbentor. bomba ng hangin at karanasan sa hemispheres Magdeburg burgomaster Otto von Guericke
Mula sa aklat na History of outstanding discoveries and inventions (electrical engineering, electrical power engineering, radio electronics) may-akda Shneyberg Jan Abramovich2.4. PAGTUKLAS NG ELECTRIC ARC AT PRAKTIKAL NA PAGGAMIT NITO Ang pinakamalaking interes sa lahat ng mga gawa ng V.V. Ipinakita ni Petrova ang kanyang pagtuklas ng phenomenon noong 1802 electric arc sa pagitan ng dalawang carbon electrodes na konektado sa mga pole ng mataas na pinagmulan na kanyang nilikha
Mula sa aklat ng may-akda2.6. PAGTUKLAS NG MGA PENOMENA NG THERMOELECTRICITY AT PAGTATAG NG MGA BATAS NG ELECTRIC CIRCUIT Ang karagdagang pag-aaral ng phenomena ng kuryente at magnetismo ay humantong sa pagtuklas ng mga bagong katotohanan Noong 1821, Propesor ng Unibersidad ng Berlin Thomas Johann Seebeck (1770–1831), nag-aaral
Mula sa aklat ng may-akda3.5. PAGTUKLAS NG ISANG PUMikot na MAGNETIC FIELD AT PAGBUO NG INDUCTION ELECTRIC MOTORS Home modernong yugto sa pagbuo ng electrical engineering ay nagsimula noong 90s ng ika-19 na siglo, nang ang solusyon sa isang kumplikadong problema sa enerhiya ay nagbunga ng paghahatid ng kuryente at
Mula sa aklat ng may-akdaKABANATA 5 Pagtuklas ng electromagnetism at ang paglikha ng iba't ibang mga de-koryenteng makina na nagmarka ng simula ng electrification Pagtuklas ng epekto ng "electric conflict" sa magnetic needle Noong Hunyo 1820, isang maliit na brochure ang inilathala sa Latin sa Copenhagen