Майбутні науковці - Закон електромагнітної індукції

Закон електромагнітної індукції

У березні 1821 р. Майкл Фарадей записав у свому щоденнику: "Перетворити магнетизм на електрику". 29 серпня 1831 р. після численних дослідів учений досяг своєї мети - він отримав електричний струм за допомогою магнітного поля. Цей струм Фарадей назвав індукційним (наведеним) струмом. За яких умов магнітне поле може спричинити появу електричного струму, як визначити силу та напрямок індукційного струму?

ПОТІК МАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ

Вільгельм Едуард Вебер

Основні праці присвячені електромагнетизму. Спільно з Карлом Гаусомпобудував в 1833 перший в Німеччині електромагнітний телеграф. Розробив теорію електродинамічних явищ і встановив закон взаємодії рухомих зарядів, висунув ідею надлегкої частки (1848). У 1846 вказав на зв'язок сили струму з густиною електричних зарядів і швидкістю їхнього упорядкованого переміщення. Спільно з Р. Кольраушем в 1856 визначившвидкість світла, виходячи з відношення заряду конденсатора в електростатичних і магнітних одиницях. Автор теорії елементарнихмагнітів — магнітних диполів (1854) і гіпотези дискретності електричного заряду (1848). Побудував першу електронну модель атома, давши його планетарну структуру (1871). Роботи відносяться також до акустики, термодинаміки, молекулярної фізики, земного магнетизму. Спільно з братом Е. Вебером виконав експериментальне дослідження хвиль на воді та повітрі. Спостерігав інтерференцію звуку (1826), висунув ідею запису звуку (1830). Відкрив (1835) пружну післядію. Винайшов ряд фізичних приладів, зокрема електродинамометр (1848)

Загальні закономірності в дослідах Фарадея:

1. Електричний струм у замкненому провідному контурі індукується тільки тоді, коли змінюється магнітний потік через поверхню, обмежену контуром.

2. Чим швидше змінюється магнітний потік, тим більшою є сила індукційного струму в контурі.

3. Напрямок індукційного струму в контурі залежить від того, збільшується чи зменшується магнітний потік через поверхню, обмежену контуром.

Роботу сторонніх сил із переміщення одиничного позитивного заряду називають електрорушійною силою індукції (ЕРС індукції)

Знак "мінус"відображає правило Ленца

Генріх Ленц

Ленц почав вивчати електромагнетизм в 1831 році. Окрім закону, названого на його честь, Ленц також самостійно відкрив закон Джоуля в 1842 році. Щоб вшанувати його зусилля по дослідженню цієї задачі, закон також називається «законом Джоуля-Ленца», названий також на честьДжеймса Прескотта Джоуля. Ленц брав активну участь у розробці методу гальванізації, яка була винайдена його другом і колегою Морицем фон Якобі. У 1839 році Ленц виготовив кілька медальйонів з використанням гальванотехніки. Разом з гальванічним рельєфом, створеним Якобі у тому ж році, це були перші випадки гальванопластичної скульптури

Які причини виникнення ЕРС індукції?

Провідник рухається в магнітному полі

Під дією сили Лоренца електрони відповідно до правила лівої руки зміщуються вздовж провідника. У результаті провідник поляризується. Джерелом струму в колі буде рухомий провідник, а сторонньою силою, що виконує роботу всередині джерела, - сила Лоренца. У випадку з рухомим провідником сторонні сили мають магнітну природу.

Магнітне поле, в якому перебуває нерухомий провідник, змінюється

У цьому випадку сторонні сили мають електричну природу, адже змінне магнітне поле завжди супроводжується появою вихрового електричного поля. Саме вихрове електричне поле діє на вільні заряджені частинки в провіднику та надає їм напрямленого руху, створюючи індукційний струм.

Вихрове електричне поле має такі властивості:

Лінії напруженості вихрового електричного поля є замкненими

Робота вихрового електричного поля на замкненій траєкторії зазвичай не дорівнює нулю

Де застовують струми Фуко?

Щоб послабити вихрові струми в осердях трансформаторів, електричних генераторів і двигунів, опір таких деталей збільшують: їх виготовляють із феритів - це матеріали, які значно посилюють магнітне поле, проте мають низьку електропровідність

Page updated

Google Sites

Report abuse