Fysiikan oppikirja IX luokalle antaa lyhyen retken kyseisen lain löytämisen historiaan. Selvitystä tulee täydentää. Puhumme luonnon peruslaista, ja sinun on paljastettava sen kaikki näkökohdat tulemisprosessissa. Tarina Faradayn lain etsintäprosessista on erityisen opettavainen, eikä täällä tarvitse tuhlata aikaa.
Michael Faraday syntyi vuonna 1791 Lontoon lähistöllä sepän perheeseen. Hänen isänsä ei pystynyt maksamaan opintojaan, ja 13-vuotiaana Faraday joutui aloittamaan kirjansidontaopiskelun. Onneksi hän oli oppipoikana kirjakaupan omistajalle. Utelias poika, joka lukee innokkaasti, eikä helppoa kirjallisuutta. Häntä houkuttelivat Encyclopædia Britannican luonnontieteelliset artikkelit, hän opiskeli Marsin kemian keskusteluja. Vuonna 1811 Faraday alkoi osallistua tunnetun Lontoon kouluttajan Tatumin julkisiin fysiikan luentoihin.
Faradayn elämän käännekohta oli 1812. Kirjakaupan omistajan asiakas, Royal Instituten jäsen, Dance suositteli nuorelle miehelle kuuntelemaan kuuluisan kemistin Gamfrn Davyn luentoja. Faraday noudatti hyviä neuvoja; hän kuunteli innokkaasti ja teki huolellisia muistiinpanoja. Saman Dancen neuvosta hän käsitteli muistiinpanot ja lähetti ne Davylle lisäten pyynnön tilaisuudesta tutkimustyöhön. Vuonna 1813 Faraday sai työpaikan laboratorioassistenttina Davyn johtamassa Royal Instituten kemian laboratoriossa.
Alussa Faraday on kemisti. Hän ottaa nopeasti itsenäisen luovuuden tien, ja Devin ylpeys joutuu usein kärsimään opiskelijan menestyksestä. Vuonna 1820 Faraday sai tietää Oerstedin löydöstä, ja siitä lähtien hänen ajatuksensa ovat imeneet sähköä ja magnetismia. Hän aloittaa kuuluisan kokeellisen tutkimuksensa, joka johti fyysisen ajattelun muutokseen. Vuonna 1823 Faraday valittiin Lontoon Royal Societyn jäseneksi ja nimitettiin sitten kuninkaallisen instituutin fysikaalisten ja kemiallisten laboratorioiden johtajaksi. Suurimmat löydöt tehtiin näiden laboratorioiden seinien sisällä. Faradayn ulkoisesti yksitoikkoinen elämä on silmiinpistävää luovalla jännittellään. Siitä todistaa kolmiosainen teos "Experimental Research on Electricity", joka heijastaa askel askeleelta neron luovaa polkua.
Vuonna 1820 Faraday esitti pohjimmiltaan uuden ongelman: "muuntaa magnetismi sähköksi". Tämä tapahtui pian sen jälkeen, kun virtojen magneettinen vaikutus löydettiin. Oerstedin kokeessa sähkövirta vaikuttaa magneettiin. Koska Faradayn mukaan kaikki luonnonvoimat ovat keskenään muunnettavissa, on mahdollista päinvastoin virittää sähkövirta magneettisella voimalla.
Faraday nesteyttää kaasuja, tekee hienoja kemiallisia analyyseja, löytää uusia aineiden kemiallisia ominaisuuksia. Mutta hänen mielensä on armottomasti miehitetty esitettyyn ongelmaan. Vuonna 1822 hän kuvailee yritystä havaita virran virtauksesta johtuva "tila": "polarisoida lampun valonsäde heijastuksella ja yrittää selvittää, onko lasiastiassa olevan voltin akun napojen välissä oleva vesi. on depolarisoiva vaikutus..." Faraday toivoi saavansa näin tietoa virran ominaisuuksista. Mutta kokemus ei antanut mitään. Seuraavaksi tulee 1825. Faraday julkaisee artikkelin "Sähkömagneettinen virta (magneetin vaikutuksesta)", jossa hän ilmaisee seuraavan ajatuksen. Jos virta vaikuttaa magneettiin, sen on koettava reaktio. "Eri syistä", kirjoittaa Faraday, "oletettiin, että vahvan magneetin navan lähestyminen vähentäisi sähkövirtaa." Ja hän kuvailee kokemusta, joka toteuttaa tämän idean.
28. marraskuuta 1825 päivätty päiväkirja kertoo samanlaisen kokemuksen. Galvaanikennojen akku yhdistettiin johdolla. Tämän johdon rinnalla oli toinen (langat erotettiin kaksinkertaisella paperikerroksella), jonka päät yhdistettiin galvanometriin. Faraday näytti ajattelevan näin. Jos virta on sähköisen nesteen liikettä ja tämä liike vaikuttaa kestomagneettiin - virtojen joukkoon (Ampèren hypoteesin mukaan), niin yhdessä johtimessa liikkuvan nesteen pitäisi saada liikkumaton toinen liikkumaan toisessa ja galvanometri pitäisi korjata virta. Ne "eri näkökohdat", joista Faraday kirjoitti esitellessään ensimmäistä koetta, kiteytyivät samaan asiaan, vain siellä odotettiin johtimessa liikkuvan sähköisen nesteen reaktiota kestomagneetin molekyylivirroista. Mutta kokeet antoivat negatiivisen tuloksen.
Ratkaisu tuli vuonna 1831, kun Faraday ehdotti, että induktion tulisi tapahtua ei-stationaarisen prosessin kanssa. Tämä oli keskeinen ajatus, joka johti sähkömagneettisen induktion ilmiön löytämiseen.
On mahdollista, että Amerikasta saatu viesti pakotti hänet kääntymään ajatukseen virran vaihtamisesta. Uutinen tuli amerikkalaiselta fyysikolta Joseph Henryltä (1797 - 1878).
Nuoruudessaan Henry ei osoittanut poikkeuksellista kykyä eikä kiinnostusta tieteeseen. Hän varttui köyhyydessä, oli maanviljelijä, näyttelijä. Aivan kuten Faraday, hän kouluttaa itseään. Hän aloitti opinnot 16-vuotiaana Albanyn akatemiassa. Seitsemässä kuukaudessa hän hankki niin paljon tietoa, että pääsi opettajaksi maaseutukouluun. Henry työskenteli sitten kemian professori Beckillä luentoassistenttina. Hän yhdisti työn ja opinnot akatemiassa. Kurssin suoritettuaan Henry nimitettiin Erie-kanavan insinööriksi ja tarkastajaksi. Muutamaa kuukautta myöhemmin hän jätti tämän tuottoisan tehtävän ja otti vastaan ​​kutsun matematiikan ja fysiikan professorin virkaan Albanyssa. Tällä hetkellä englantilainen keksijä William Sturgeon (1783 - 1850) raportoi keksinnöstään hevosenkengän magneetista, joka pystyy nostamaan jopa neljä kiloa painavan teräsrungon.
Henry kiinnostui sähkömagnetismista. Hän löysi heti tavan lisätä nostoa tonniin. Tämä saavutettiin tuolloin uudella tekniikalla: magneetin rungon eristämisen sijaan lanka eristettiin. On löydetty tapa luoda monikerroksisia käämiä. Vuonna 1831 Henry osoitti mahdollisuuden rakentaa sähkömoottori, keksi sähkömagneettisen releen ja osoitti sen avulla sähköisten signaalien siirtämistä etäisyyden yli ennakoiden Morsen keksintöä (Morsen lennätin ilmestyi vuonna 1837).
Faradayn tavoin Henry asetti itselleen tehtävän saada sähkövirtaa magneetin avulla. Mutta tämä oli toteamus keksijän ongelmasta. Ja etsintää ohjasi paljas intuitio. Löytö tapahtui muutama vuosi ennen Faradayn kokeita. Henryn avainkokeilun asetus on esitetty kuvassa 9. Tässä kaikki on sama kuin tähän mennessä on esitetty. Vain me pidämme parempana kätevämpää akkua galvaaniseen kennoon verrattuna, ja vääntövaakojen sijasta käytämme galvanometriä.
Mutta Henry ei kertonut kenellekään tästä kokemuksesta. "Minun olisi pitänyt tulostaa tämä aikaisemmin", hän sanoi surullisena ystävilleen, "mutta minulla oli niin vähän aikaa! Halusin tuoda tulokset jonkinlaiseen järjestelmään.”(korostus minun.- AT. D.). Ja säännöllisen koulutuksen puute ja vielä enemmän - amerikkalaisen tieteen utilitaristisella kekseliäisyydellä oli huono rooli. Henry ei tietenkään ymmärtänyt eikä tuntenut uuden löydön syvyyttä ja tärkeyttä. Muuten hän olisi tietysti ilmoittanut tieteelliselle maailmalle suurimman tosiasian. Vaikenen induktiokokeista Henry lähetti välittömästi viestin, kun hän onnistui nostamaan kokonaisen tonnin sähkömagneetilla.
Tämä on viesti, jonka Faraday sai. Ehkä se toimi viimeisenä lenkkinä johtopäätösketjussa, joka johti keskeiseen ideaan. Vuoden 1825 kokeessa erotettiin kaksi lankaa paperilla. Induktio olisi pitänyt olla, mutta sitä ei havaittu vaikutuksen heikkouden vuoksi. Henry osoitti, että sähkömagneetissa vaikutus paranee suuresti käyttämällä monikerroksista käämitystä. Siksi induktion täytyy kasvaa, jos induktiivinen toiminta välittyy suurella pituudella. Itse asiassa magneetti on kokoelma virtoja. Terästauvan magnetoinnin heräte, kun virta johdetaan käämin läpi, on virran induktio virralla. Se kasvaa, jos virran reitti käämin läpi pitenee.
Tällainen on Faradayn loogisten johtopäätösten mahdollinen ketju. Tässä on täydellinen kuvaus ensimmäisestä onnistuneesta kokemuksesta: "Kaksisataa kolme jalkaa kuparilankaa yhtenä kappaleena kiedottiin suurelle puurummulle; toiset kaksisataakolme jalkaa samaa lankaa asetettiin spiraalina ensimmäisen käämin kierrosten väliin, jolloin metallikosketin poistettiin kaikkialta johdon avulla. Toinen näistä keloista oli kytketty galvanometriin ja toinen hyvin ladattuihin akkuun, jossa oli sata paria neljän tuuman neliömäisiä levyjä, joissa oli kaksinkertaiset kuparilevyt. Kun kosketin suljettiin, galvanometriin kohdistui äkillinen, mutta erittäin heikko toiminta, ja vastaava heikko toiminta tapahtui, kun kontakti akun kanssa avattiin.
Tämä oli ensimmäinen positiivinen kokemus vuosikymmenen etsinnän jälkeen. Faraday toteaa, että sulkeutuessa ja avautuessa syntyy vastakkaisia ​​induktiovirtoja. Sitten hän tutkii raudan vaikutusta induktioon.
”Pyöreästä tangosta, pehmeästä raudasta hitsattiin rengas; metallin paksuus oli seitsemän tai kahdeksan tuumaa, ja renkaan ulkohalkaisija oli kuusi tuumaa. Tämän renkaan yhteen osaan oli kääritty kolme kelaa, joista jokainen sisälsi noin kaksikymmentäneljä jalkaa kuparilankaa, jonka paksuus oli tuuman kahdeskymmenesosa. Spiraalit eristettiin raudasta ja toisistaan ​​ja asetettiin päällekkäin... Niitä voitiin käyttää erikseen ja yhdessä; tämä ryhmä on merkitty MUTTA(Kuva 10). Sormuksen toiselle puolelle noin kuusikymmentä jalkaa samaa kuparilankaa kiedottiin samalla tavalla kahdessa kappaleessa muodostaen spiraalin. AT, jolla oli sama suunta kuin spiraaleilla MUTTA, mutta erotettiin niistä molemmista päistä noin puoli tuumaa paljaalla raudalla.
Kierre AT yhdistetty kuparilangoilla galvanometriin, joka on sijoitettu kolmen jalan etäisyydelle renkaasta. Erilliset spiraalit MUTTA yhdistettiin päästä päähän yhteisen spiraalin muodostamiseksi, jonka päät yhdistettiin akkuun, jossa oli kymmenen paria neljän neliötuuman levyjä. Galvanometri reagoi välittömästi ja paljon voimakkaammin kuin yllä havaittiin, kun käytettiin kymmenen kertaa tehokkaampaa spiraalia ilman rautaa.
Lopuksi Faraday tekee kokeen, jolla sähkömagneettisen induktion kysymyksen esittäminen vielä yleensä aloitetaan. Tämä oli tarkka toisto Henryn kokemuksesta, joka on kuvattu kuvassa 9.
Faradayn vuonna 1820 asettama ongelma ratkaistiin: magnetismi muutettiin sähköksi.
Ensin Faraday erottaa virran induktion virrasta (hän ​​kutsuu sitä "volta-sähköiseksi induktioksi" ja virraksi magneetista ("magneettisähköinen induktio"). Mutta sitten hän osoittaa, että kaikki tapaukset ovat yhden yleisen mallin alaisia.
Sähkömagneettisen induktion laki kattoi toisen ilmiöryhmän, joka myöhemmin sai nimen itseinduktioilmiöt. Faraday kutsui uutta ilmiötä seuraavasti: "Sähkövirran induktiivinen vaikutus itseensä."
Tämä kysymys nousi esiin seuraavan tosiasian yhteydessä, jonka Jenkin ilmoitti Faradaylle vuonna 1834. Tämä tosiasia oli seuraava. Kaksi galvaanisen akun levyä on yhdistetty lyhyellä johdolla. Samaan aikaan kokeilija ei voi saada sähköiskua tästä johdosta millään tempulla. Mutta jos otamme sähkömagneetin käämin johdon sijaan, niin joka kerta kun piiri avataan, tuntuu isku. Faraday kirjoitti: "Samaan aikaan havaitaan jotain muuta, ilmiö on tiedemiesten tiedossa jo pitkään, nimittäin: kirkas sähkökipinä hyppää erotuskohtaan "(kursiivini - V.D.).
Faraday alkoi tutkia näitä tosiasioita ja löysi pian useita uusia näkökohtia ilmiöstä. Häneltä kesti vähän aikaa vahvistaa "ilmiöiden identiteetti induktioilmiöiden kanssa". Faraday käynnisti vuonna 1834 kokeita, joita osoitetaan edelleen sekä toisen asteen että korkea-asteen koulutuksessa itseinduktioilmiön selittämiseksi.
Itsenäisesti samanlaisia ​​kokeita suoritti J. Henry, mutta kuten induktiokokeita, niitä ei julkaistu ajoissa. Syy on sama: Henry ei löytänyt fyysistä käsitettä, joka kattaisi erimuotoiset ilmiöt.
Faradaylle itsensä induktio oli tosiasia, joka valaisi etsintäpolkua. Yhteenvetona havainnoistaan ​​hän tekee perustavanlaatuisen tärkeän johtopäätöksen. "Ei ole epäilystäkään siitä, että johdon yhdessä osassa oleva virta voi vaikuttaa induktion kautta muihin lähellä oleviin saman johdon osiin... Tämä antaa vaikutelman, että virta vaikuttaa itseensä."
Tietämättä virran luonnetta, Faraday kuitenkin osoittaa tarkasti asian ytimeen: "Kun virta vaikuttaa induktiolla sen mukana, sen mukana sijaitsevan johtavan aineen, niin se todennäköisesti vaikuttaa tässä johtavassa aineessa olevaan sähköön. - ei ole väliä onko jälkimmäinen virtatilassa vai liikkumaton; ensimmäisessä tapauksessa se vahvistaa tai heikentää virtaa, riippuen sen suunnasta toisessa, se luo virran.
Maxwell antoi sähkömagneettisen induktion lain matemaattisen ilmaisun vuonna 1873 Traktissa sähköstä ja magnetismista. Vasta sen jälkeen siitä tuli määrällisten laskelmien perusta. Joten sähkömagneettisen induktion lakia tulisi kutsua Faraday-Maxwellin laiksi.
Metodiset huomautukset. Tiedetään, että induktiivisen virran viritys vakiomagneettikentässä liikkuvassa johtimessa ja kiinteässä johtimessa, joka on vaihtuvassa magneettikentässä, noudattaa samaa lakia. Faradaylle ja Maxwellille tämä oli ilmeistä, koska he kuvittelivat magneettisen induktion linjat todellisina muodostelmina eetterissä. Kun virta kytketään päälle ja pois tai virran voimakkuus muuttuu piirin muodostavien johtimien ympärillä, magneettisen induktion linjat liikkuvat. Samalla ne ylittävät itse piirin aiheuttaen itseinduktioilmiön. Jos piirin lähellä on johdin, jolla on muuttuva virta, niin sen ylittävät magneettisen induktion linjat herättävät sähkömagneettisen induktion EMF:n.
Sähkökentän voimalinjojen ja magneettisen induktion linjojen materialisoitumisesta on tullut historian omaisuutta. Olisi kuitenkin virhe antaa voimalinjoille vain muodollinen luonne. Nykyaikainen fysiikka katsoo, että sähkökentän voimalinja ja magneettisen induktion viiva ovat pisteiden paikka, joissa tietyllä kentällä on eri tila kuin muissa kohdissa. Tämä tila määräytyy vektorien arvoilla ja näissä kohdissa. Kun kenttä muuttuu, vektorit ja muuttaa vastaavasti voimalinjojen konfiguraatiota. Kentän tila voi liikkua avaruudessa valon nopeudella. Jos johdin on kentässä, jonka tila muuttuu, johtimessa virittyy EMF.

Tapausta, jossa kenttä on vakio ja johdin liikkuu tässä kentässä, ei kuvata Maxwellin teoriassa. Einstein huomasi tämän ensimmäisenä. Hänen tärkeä työnsä "Liikkuvien kappaleiden sähködynamiikasta" alkaa juuri keskustelulla Maxwellin teorian riittämättömyydestä tässä vaiheessa. EMF-virityksen ilmiö vakiomagneettikentässä liikkuvassa johtimessa voidaan sisällyttää sähkömagneettisen kentän teorian kehykseen, jos sitä täydennetään suhteellisuusperiaatteella ja valonnopeuden vakioperiaatteella.

Oerstedin ja Ampèren löytöjen jälkeen kävi selväksi, että sähköllä on magneettinen voima. Nyt oli tarpeen vahvistaa magneettisten ilmiöiden vaikutus sähköisiin. Faraday ratkaisi tämän ongelman loistavasti.

Michael Faraday (1791-1867) syntyi Lontoossa, yhdessä sen köyhimmistä osista. Hänen isänsä oli seppä ja hänen äitinsä oli vuokraviljelijän tytär. Kun Faraday saavutti kouluiän, hänet lähetettiin alakouluun. Faradayn täällä suorittama kurssi oli hyvin kapea ja rajoittui vain lukemisen, kirjoittamisen ja laskemisen aloittamiseen.

Muutaman askeleen päässä talosta, jossa Faradayn perhe asui, oli kirjakauppa, joka oli myös kirjansidontalaitos. Tänne Faraday joutui peruskoulun suoritettuaan, kun hänelle heräsi kysymys ammatin valinnasta. Michael oli tuolloin vain 13-vuotias. Jo nuoruudessaan, kun Faraday oli juuri aloittanut itseopiskelunsa, hän pyrki luottamaan yksinomaan tosiasioihin ja vahvistamaan muiden kertomuksia omilla kokemuksillaan.

Nämä pyrkimykset hallitsivat häntä koko hänen elämänsä tieteellisen toimintansa pääpiirteinä.Faraday aloitti fysikaalisten ja kemiallisten kokeiden tekemisen jo lapsena, kun hän tutustui fysiikkaan ja kemiaan. Kerran Michael osallistui suuren englantilaisen fyysikon Humphrey Davyn luennoille.

Faraday teki yksityiskohtaisen muistiinpanon luennosta, sidoi sen ja lähetti sen Davylle. Hän oli niin vaikuttunut, että hän tarjosi Faradaylle työskennellä hänen kanssaan sihteerinä. Pian Davy lähti matkalle Eurooppaan ja otti Faradayn mukaansa. Kahden vuoden ajan he vierailivat Euroopan suurimmissa yliopistoissa.

Palattuaan Lontooseen vuonna 1815 Faraday aloitti työskentelyn assistenttina yhdessä Lontoon kuninkaallisen instituutin laboratorioista. Se oli tuolloin yksi maailman parhaista fysikaalisista laboratorioista.Vuodesta 1816 vuoteen 1818 Faraday julkaisi useita pieniä muistiinpanoja ja pieniä muistelmia kemiasta. Faradayn ensimmäinen fysiikkatyö on vuodelta 1818.

Perustuen edeltäjiensä kokemuksiin ja yhdistämällä useita omia kokemuksiaan, Michael oli painanut syyskuuhun 1821 mennessä "Sähkömagnetismin menestystarinan". Jo tuolloin hän keksi täysin oikean käsityksen magneettisen neulan taipuman ilmiön olemuksesta virran vaikutuksesta.

Saavutettuaan tämän menestyksen Faraday jätti opinnot sähköalalla kymmeneksi vuodeksi omistautuen useiden erilaisten aiheiden tutkimiseen. Vuonna 1823 Faraday teki yhden tärkeimmistä löydöistä fysiikan alalla - hän saavutti ensin kaasun nesteyttämisen ja loi samalla yksinkertaisen, mutta pätevän menetelmän kaasujen muuttamiseksi nesteeksi. Vuonna 1824 Faraday teki useita löytöjä fysiikan alalla.

Hän totesi muun muassa, että valo vaikuttaa lasin väriin ja muuttaa sitä. Seuraavana vuonna Faraday kääntyy jälleen fysiikasta kemiaan, ja hänen työnsä tuloksena tällä alalla on bensiinin ja rikkinaftaleenihapon löytö.

Vuonna 1831 Faraday julkaisi tutkielman "Special Kind of Optical Illusion", joka toimi perustana kauniille ja uteliaalle optiselle ammukselle nimeltä "kromotrooppi". Samana vuonna julkaistiin toinen tutkijan tutkielma "värähtelevistä levyistä". Monet näistä teoksista voisivat sinänsä ikuistaa tekijänsä nimen. Faradayn tieteellisistä töistä tärkeimmät ovat kuitenkin hänen tutkimuksensa sähkömagnetismin ja sähköisen induktion alalla.

Tarkkaan ottaen tärkeän fysiikan haaran, joka käsittelee sähkömagnetismin ja induktiivisen sähkön ilmiöitä ja jolla on tällä hetkellä niin suuri merkitys tekniikalle, loi Faraday tyhjästä.

Kun Faraday vihdoin omistautui sähköalan tutkimukselle, todettiin, että tavallisissa olosuhteissa sähköistetun kappaleen läsnäolo riittää herättämään sähkön missä tahansa muussa kappaleessa. Samalla tiedettiin, että johto, jonka läpi virta kulkee ja joka on myös sähköistetty kappale, ei vaikuta muihin lähellä oleviin johtimiin.

Mikä tämän poikkeuksen aiheutti? Tämä on kysymys, joka kiinnosti Faradaya ja jonka ratkaisu johti hänet tärkeimpiin löytöihin induktiosähkön alalla. Kuten tavallista, Faraday aloitti sarjan kokeita, joiden oli tarkoitus selvittää asian ydin.

Faraday kietoi kaksi eristettyä johdinta rinnakkain samaan puiseen kaulimeen. Hän liitti yhden johtimen päät kymmenen elementin akkuun ja toisen päät herkkään galvanometriin. Kun virta kuljetettiin ensimmäisen johdon läpi,

Faraday käänsi kaiken huomionsa galvanometriin ja odotti huomaavansa sen värähtelyistä virran ilmaantumisen myös toisessa johdossa. Mitään sellaista ei kuitenkaan ollut: galvanometri pysyi rauhallisena. Faraday päätti lisätä virtaa ja lisäsi piiriin 120 galvaanista kennoa. Tulos on sama. Faraday toisti tämän kokeen kymmeniä kertoja, kaikki samalla menestyksellä.

Kuka tahansa muu hänen sijastaan ​​olisi jättänyt kokeen vakuuttuneena siitä, että johdon läpi kulkevalla virralla ei ole vaikutusta viereiseen johtoon. Mutta Faraday yritti aina poimia kokeistaan ​​ja havainnoistaan ​​kaiken, mitä he voivat antaa, ja siksi, koska hän ei saanut suoraa vaikutusta galvanometriin kytkettyyn johtoon, hän alkoi etsiä sivuvaikutuksia.

Hän huomasi heti, että galvanometri, joka pysyi täysin rauhallisena koko virran kulun ajan, alkoi värähdellä jo piirin sulkeutuessa ja sen avautuessa. Toinen johdin viritetään myös virralla, joka ensimmäisessä tapauksessa on vastakkainen ensimmäiseen virtaan ja sama sen kanssa toisessa tapauksessa ja kestää vain yhden hetken.

Faraday kutsui näitä sekundaarisia hetkellisiä virtoja, jotka aiheutuvat primääristen virtojen vaikutuksesta, induktiivisiksi, ja tämä nimi on säilynyt niille tähän asti. Induktiivisilla virroilla, jotka ovat hetkellisiä ja katoavat välittömästi ilmestymisen jälkeen, ei olisi käytännössä mitään merkitystä, ellei Faraday olisi löytänyt tapaa nerokkaan laitteen (kommutaattorin) avulla jatkuvasti keskeyttää ja johtaa uudelleen akusta tulevaa primäärivirtaa. ensimmäinen johto, jonka johdosta toisessa johdossa viritetään jatkuvasti yhä enemmän induktiivisia virtoja, jolloin siitä tulee vakio. Siten löydettiin uusi sähköenergian lähde aiemmin tunnettujen (kitka- ja kemialliset prosessit) lisäksi - induktio ja tämän energian uusi tyyppi - induktiosähkö.

Jatkaessaan kokeitaan Faraday havaitsi lisäksi, että pelkkä approksimaatio johtimesta, joka on kierretty suljetulle käyrälle toiseen, jota pitkin galvaaninen virta kulkee, riittää herättämään induktiivisen virran päinvastaiseen suuntaan kuin nollajohtimessa oleva galvaaninen virta. nollajohtimen poistaminen herättää siinä taas induktiivisen virran.virta on jo samassa suunnassa kuin kiinteää johdinta pitkin kulkeva galvaaninen virta, ja että lopulta nämä induktiiviset virrat virittyvät vasta lähestymisen ja poiston aikana. johdin galvaanisen virran johtimeen, ja ilman tätä liikettä virrat eivät kiihdy, olivatpa johdot kuinka lähellä toisiaan tahansa.

Siten havaittiin uusi ilmiö, joka on samanlainen kuin edellä kuvattu induktioilmiö galvaanisen virran sulkeutumisen ja päättymisen aikana. Nämä löydöt puolestaan ​​synnyttivät uusia. Jos on mahdollista tuottaa induktiivinen virta sulkemalla ja pysäyttämällä galvaaninen virta, eikö raudan magnetoinnilla ja demagnetoinnilla saavutettaisiin sama tulos?

Oerstedin ja Ampèren työ oli jo vahvistanut magnetismin ja sähkön välisen suhteen. Tiedetään, että raudasta tuli magneetti, kun sen ympärille kiedottiin eristetty lanka ja sen läpi kulki galvaaninen virta, ja että tämän raudan magneettiset ominaisuudet lakkasivat heti virran lakattua.

Tämän perusteella Faraday teki tällaisen kokeen: kaksi eristettyä johtoa kiedottiin rautarenkaan ympärille; lisäksi yksi lanka kierrettiin renkaan toisen puoliskon ympärille ja toinen toisen ympärille. Toisen johdon läpi johdettiin galvaanisesta akusta tuleva virta ja toisen päät liitettiin galvanometriin. Ja niin, kun virta sulkeutui tai pysähtyi, ja kun sen seurauksena rautarengas magnetoitui tai demagnetoitui, galvanometrin neula värähteli nopeasti ja pysähtyi sitten nopeasti, eli kaikki samat hetkelliset induktiiviset virrat virittyivät nollajohdossa - tämä aika: jo magnetismin vaikutuksen alaisena.

Näin ollen täällä ensimmäistä kertaa magnetismi muutettiin sähköksi. Saatuaan nämä tulokset Faraday päätti monipuolistaa kokeitaan. Rautarenkaan sijaan hän alkoi käyttää rautanauhaa. Sen sijaan, että jännittäisi raudan magnetismia galvaanisella virralla, hän magnetoi raudan koskettamalla sitä kestoteräsmagneettiin. Tulos oli sama: raudan ympärille kiedottu lanka, aina! virta kiihtyi raudan magnetoitumis- ja demagnetoitumishetkellä.

Sitten Faraday laittoi teräsmagneetin lankaspiraaliin - jälkimmäisen lähestyminen ja poistaminen aiheutti induktiovirtoja langassa. Sanalla sanoen magnetismi, induktiivisten virtojen virityksen merkityksessä, toimi täsmälleen samalla tavalla kuin galvaaninen virta.

Tuolloin fyysikot kiinnostivat kiivaasti yksi mystinen ilmiö, jonka Arago löysi vuonna 1824 ja joka ei kuitenkaan löytänyt selitystä; että tätä selitystä etsivät intensiivisesti sellaiset aikansa kuuluisat tiedemiehet kuin Arago itse, Ampère, Poisson, Babaj ja Herschel.

Asia oli seuraavanlainen. Vapaasti roikkuva magneettineula pysähtyy nopeasti, jos sen alle tuodaan ei-magneettinen metalliympyrä; jos ympyrä pannaan sitten pyörivään liikkeeseen, magneettineula alkaa seurata sitä.

Rauhallisessa tilassa oli mahdotonta havaita pienintäkään vetovoimaa tai hylkimistä ympyrän ja nuolen välillä, kun taas sama liikkeessä oleva ympyrä veti taakseen paitsi kevyen nuolen, myös raskaan magneetin. Tämä todella ihmeellinen ilmiö vaikutti silloisille tiedemiehille salaperäiseltä arvoitukselta, jostakin luonnollisen ulkopuolelta.

Faraday teki yllä olevien tietojensa perusteella oletuksen, että ei-magneettinen metalliympyrä, magneetin vaikutuksen alaisena, kiertää pyörimisen aikana induktiivisilla virroilla, jotka vaikuttavat magneettiseen neulaan ja vetävät sen magneetin taakse.

Todellakin, ottamalla ympyrän reuna suuren hevosenkengän muotoisen magneetin napojen väliin ja yhdistämällä ympyrän keskustan ja reunan galvanometrillä langalla, Faraday sai jatkuvan sähkövirran ympyrän pyörimisen aikana.

Tämän jälkeen Faraday päätyi toiseen ilmiöön, joka sitten herätti yleistä uteliaisuutta. Kuten tiedät, jos rautaviilaa sirotellaan magneetille, ne ryhmitellään tiettyjä linjoja pitkin, joita kutsutaan magneettisiksi käyriksi. Faraday kiinnitti huomiota tähän ilmiöön ja antoi vuonna 1831 perustan magneettisille käyrälle, nimeltään "magneettisen voiman linjat", joka sitten tuli yleiseen käyttöön.

Näiden "linjojen" tutkimus johti Faradayn uuteen löytöyn, kävi ilmi, että induktiivisten virtojen herättämiseksi lähteen lähestyminen ja poistaminen magneettisesta napasta ei ole välttämätöntä. Virtojen herättämiseksi riittää ylittää magneettiset voimalinjat tunnetulla tavalla.

Faradayn muut työt mainitussa suunnassa saivat nykyajan näkökulmasta jotain täysin ihmeellistä. Vuoden 1832 alussa hän esitteli laitetta, jossa induktiiviset virrat viritettiin ilman magneetin tai galvaanisen virran apua.

Laite koostui rautanauhasta, joka oli asetettu lankakelaan. Tämä laite ei tavallisissa olosuhteissa antanut pienintäkään merkkiä virtojen esiintymisestä siinä; mutta heti kun hänelle annettiin magneettineulan suuntaa vastaava suunta, johdossa virittyi virta.

Sitten Faraday antoi magneettineulan paikan yhdelle kelalle ja laittoi sitten siihen rautanauhan: virta viritettiin jälleen. Syynä virran aiheuttamiseen näissä tapauksissa oli maanpäällinen magnetismi, joka aiheutti induktiivisia virtoja kuten tavallinen magneetti tai galvaaninen virta. Osoittaakseen ja todistaakseen tämän selkeämmin Faraday suoritti toisen kokeen, joka vahvisti täysin hänen ajatuksensa.

Hän perusteli, että jos ei-magneettista metallia, esimerkiksi kuparia, oleva ympyrä, joka pyörii asennossa, jossa se leikkaa viereisen magneetin magneettiset voimalinjat, antaa induktiivisen virran, niin sama ympyrä pyörii ilman magneetti, mutta asennossa, jossa ympyrä ylittää maan magnetismin linjojen, on myös annettava induktiivinen virta.

Ja todellakin, kupariympyrä, jota kierrettiin vaakatasossa, antoi induktiivisen virran, mikä aiheutti huomattavan poikkeaman galvanometrin neulasta. Faraday sai päätökseen sarjan tutkimuksia sähköisen induktion alalla vuonna 1835 tehdyllä löydöllä "virran induktiivisesta vaikutuksesta itseensä".

Hän havaitsi, että kun galvaaninen virta suljetaan tai avataan, hetkelliset induktiiviset virrat virittyvät itse johdossa, joka toimii tämän virran johtimina.

Venäläinen fyysikko Emil Khristoforovich Lenz (1804-1861) antoi säännön indusoidun virran suunnan määrittämiseksi. "Induktiovirta on aina suunnattu siten, että sen luoma magneettikenttä estää tai hidastaa induktion aiheuttavaa liikettä", toteaa A.A. Korobko-Stefanov artikkelissaan sähkömagneettisesta induktiosta. - Esimerkiksi kelan lähestyessä magneettia syntyvä induktiivinen virta on suunnattu sellaiseksi, että sen luoma magneettikenttä on vastakkainen magneetin magneettikentän kanssa. Tämän seurauksena kelan ja magneetin välille syntyy hylkiviä voimia.

Lenzin sääntö seuraa energian säilymisen ja muuntamisen laista. Jos induktiovirrat kiihdyttäisivät ne aiheuttanutta liikettä, työ syntyisi tyhjästä. Itse kela ryntäisi pienen painalluksen jälkeen kohti magneettia ja samalla induktiovirta vapauttaisi siitä lämpöä. Todellisuudessa induktiovirta syntyy magneetin ja kelan lähentämisestä.

Miksi on indusoitunut virta? Syvän selityksen sähkömagneettisen induktion ilmiöstä antoi englantilainen fyysikko James Clerk Maxwell, täydellisen sähkömagneettisen kentän matemaattisen teorian luoja.

Ymmärtääksesi paremmin asian ydintä, harkitse hyvin yksinkertaista koetta. Olkoon kela koostuva yhdestä langan kierrosta ja lävistettynä vuorottelevalla magneettikentällä, joka on kohtisuorassa kierron tasoon nähden. Kelassa on tietysti induktiovirta. Maxwell tulkitsi tätä kokeilua poikkeuksellisen rohkeasti ja odottamattomalla tavalla.

Kun magneettikenttä muuttuu avaruudessa, syntyy Maxwellin mukaan prosessi, jolle lankakelan läsnäololla ei ole merkitystä. Tärkeintä tässä on sähkökentän suljettujen rengaslinjojen esiintyminen, jotka peittävät muuttuvan magneettikentän. Syntyvän sähkökentän vaikutuksesta elektronit alkavat liikkua ja kelaan syntyy sähkövirta. Kela on vain laite, jonka avulla voit havaita sähkökentän.

Sähkömagneettisen induktion ilmiön ydin on, että vaihtuva magneettikenttä muodostaa aina sähkökentän suljetuilla voimalinjoilla ympäröivään tilaan. Tällaista kenttää kutsutaan pyörrekenttään.

Tutkimus maan magnetismin tuottaman induktion alalla antoi Faradaylle mahdollisuuden ilmaista ajatus lennättimestä jo vuonna 1832, joka sitten muodosti tämän keksinnön perustan. Yleisesti ottaen sähkömagneettisen induktion löytämistä ei aiheettomasti liitetä 1800-luvun merkittävimmille löydöksille - miljoonien sähkömoottoreiden ja sähkövirtageneraattoreiden työ ympäri maailmaa perustuu tähän ilmiöön ...

Tietolähde: Samin D. K. "Sata suurta tieteellistä löytöä", M.: "Veche", 2002.

Sähkömagneettisen induktion löytämisen historia. Hans Christian Oerstedin ja André Marie Ampèren löydöt osoittivat, että sähköllä on magneettinen voima. Michael Faraday havaitsi magneettisten ilmiöiden vaikutuksen sähköisiin ilmiöihin. Hans Christian Oersted André Marie Ampère

Michael Faraday () "Muuta magnetismi sähköksi", hän kirjoitti päiväkirjaansa vuonna 1822. Englantilainen fyysikko, sähkömagneettisen kentän teorian perustaja, Pietarin tiedeakatemian ulkomainen kunniajäsen (1830).

Michael Faradayn kokeiden kuvaus Kaksi kuparilankaa on kääritty puupalikalle. Toinen johtimista oli kytketty galvanometriin, toinen vahvaan akkuun. Kun virtapiiri suljettiin, galvanometrissä havaittiin äkillinen mutta erittäin heikko toiminta, ja sama toiminta havaittiin myös virran katkaiseessa. Kun virta kulki jatkuvasti yhden spiraalin läpi, galvanometrin neulan poikkeamia ei ollut mahdollista havaita

Michael Faradayn kokeiden kuvaus Toisessa kokeessa rekisteröitiin virtapiikkejä kelan päissä, jonka sisään kestomagneetti oli asetettu. Faraday kutsui tällaisia ​​purkauksia "sähkön aalloksi"

Induktion EMF Induktion EMF, joka aiheuttaa virranpurkauksia ("sähköaaltoja"), ei riipu magneettivuon suuruudesta, vaan sen muutosnopeudesta.

1. Määritä ulkoisen kentän B induktiolinjojen suunta (ne lähtevät N:stä ja tulevat S:iin). 2. Selvitä, kasvaako vai pieneneekö piirin läpi kulkeva magneettivuo (jos magneetti työnnetään renkaaseen, niin Ф> 0, jos se vedetään ulos, niin Ф 0, jos se vedetään ulos, niin Ф 0, jos se on vedetty ulos, niin Ф 0, jos se on vedetty ulos, niin Ф 0, jos se on pidennetty, niin Ф
3. Määritä induktiivisen virran synnyttämän magneettikentän B induktiolinjojen suunta (jos F>0, niin suorat B ja B on suunnattu vastakkaisiin suuntiin; jos F 0, niin suorat B ja B on suunnattu vastakkaisiin suuntiin; jos F 0, niin suorat B ja B on suunnattu vastakkaisiin suuntiin; jos Ф 0, niin suorat B ja B on suunnattu vastakkaisiin suuntiin; jos Ф 0, niin suorat B ja B on suunnattu vastakkaisiin suuntiin; jos Ф

Kysymykset Muotoile sähkömagneettisen induktion laki. Kuka on tämän lain perustaja? Mikä on indusoitunut virta ja kuinka määrittää sen suunta? Mikä määrittää induktion EMF:n suuruuden? Minkä sähkölaitteiden toimintaperiaate perustuu sähkömagneettisen induktion lakiin?

Elektromagneettinen induktio- sähkövirran esiintyminen suljetussa piirissä sen läpi kulkevan magneettivuon muutoksen kanssa. Michael Faraday löysi sähkömagneettisen induktion 29. elokuuta 1831. Hän havaitsi, että sähkömotorinen voima (EMF), joka esiintyy suljetussa johtavassa piirissä, on verrannollinen tämän piirin rajaaman pinnan läpi kulkevan magneettivuon muutosnopeuteen. Sähkömotorisen voiman suuruus ei riipu siitä, mikä aiheuttaa vuon muutoksen - muutos itse magneettikentässä tai piirin (tai sen osan) liike magneettikentässä. Tämän EMF:n aiheuttamaa sähkövirtaa kutsutaan induktiovirraksi.

Tietosanakirja YouTube

• 1 / 5

  Faradayn sähkömagneettisen induktion lain mukaan (SI:ssä):

  E = − d Φ B d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-((d\Phi _(B)) \over dt))- sähkömotorinen voima, joka vaikuttaa mielivaltaisesti valittua ääriviivaa pitkin, = ∬ S B → ⋅ d S → , (\displaystyle =\iint \limits _(S)(\vec (B))\cdot d(\vec (S)))- magneettivuo tämän ääriviivan rajoittaman pinnan läpi.

  Kaavan miinusmerkki heijastaa Lenzin sääntö, joka on nimetty venäläisen fyysikon E. Kh. Lenzin mukaan:

  Suljetussa johtavassa piirissä esiintyvä induktiivinen virta on sellainen, että sen luoma magneettikenttä vastustaa tämän virran aiheuttaneen magneettivuon muutosta.

  Vaihtelevassa magneettikentässä olevalle kelalle Faradayn laki voidaan kirjoittaa seuraavasti:

  E = − N d Φ B d t = − d Ψ d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-N((d\Phi _(B)) \over dt)=-((d\Psi ) \over dt)) E (\displaystyle (\mathcal (E)))- sähkömotorinen voima, N (\displaystyle N)- vuorojen määrä, Φ B (\displaystyle \Phi _(B))- magneettivuo yhden kierroksen läpi, Ψ (\displaystyle \psi )- Kelavuon kytkentä.

  vektorin muoto

  Differentiaalimuodossa Faradayn laki voidaan kirjoittaa seuraavasti:

  rot E → = − ∂ B → ∂ t (\näyttötyyli \operaattorinimi (rot) \,(\vec (E))=-(\partial (\vec (B)) \over \partial t))(SI-järjestelmässä) rot E → = − 1 c ∂ B → ∂ t (\näyttötyyli \operaattorinimi (rot) \,(\vec (E))=-(1 \over c)(\partial (\vec (B)) \over \ osittainen t))(GHS-järjestelmässä).

  Integroidussa muodossa (vastaa):

  ∮ ∂ S ⁡ E → ⋅ d l → = − ∂ ∂ t ∫ S B → ⋅ d s → (\displaystyle \oint _(\partial S)(\vec (E))\cdot (\vec (dl))=-( \partial \over \partial t)\int _(S)(\vec (B))\cdot (\vec (ds)))(SI) ∮ ∂ S ⁡ E → ⋅ d l → = − 1 c ∂ ∂ t ∫ S B → ⋅ d s → (\displaystyle \oint _(\partial S)(\vec (E))\cdot (\vec (dl))= -(1 \over c)(\partial \over \partial t)\int _(S)(\vec (B))\cdot (\vec (ds)))(GHS)

  Tässä E → (\displaystyle (\vec (E)))- intensiteetti sähkökenttä, B → (\displaystyle (\vec (B)))- magneettinen induktio, S (\displaystyle S\)- mielivaltainen pinta, - sen raja. Integrointi ääriviivat ∂ S (\näyttötyyli \osittainen S) oletetaan olevan kiinteä (kiinteä).

  On huomattava, että Faradayn laki tässä muodossa luonnollisesti kuvaa vain sitä osaa EMF:stä, joka tapahtuu, kun magneettivuo piirin läpi muuttuu johtuen itse kentän muutoksista ajan myötä muuttamatta (siirtämättä) piirin rajoja (katso alla jälkimmäisen huomioon ottamiseksi).

  Jos esimerkiksi magneettikenttä on vakio ja magneettivuo muuttuu ääriviivarajojen liikkeen vuoksi (esimerkiksi sen pinta-alan kasvaessa), niin kehittyvä EMF syntyy voimilla, jotka pitävät varaukset piirissä (johtimessa) ja Lorentz-voima, joka syntyy magneettikentän suorasta vaikutuksesta liikkuviin (ääriviivan) varauksiin. Samalla tasa-arvo E = − d Φ / d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-((d\Phi )/dt)) havaitaan edelleen, mutta vasemman puolen EMF ei enää pienene ∮ ⁡ E → ⋅ d l → (\displaystyle \oint (\vec (E))\cdot (\vec (dl)))(joka tässä esimerkissä on yleensä nolla). Yleisessä tapauksessa (kun magneettikenttä muuttuu ajan myötä ja piiri liikkuu tai muuttaa muotoa) viimeinen kaava on myös totta, mutta vasemmalla puolella oleva EMF on tässä tapauksessa molempien edellä mainittujen termien summa (eli se syntyy osittain pyörteen sähkökentästä ja osittain Lorentzin voimasta ja liikkuvan johtimen reaktiovoimasta).

  Mahdollinen muoto

  Kun magneettikenttä ilmaistaan ​​vektoripotentiaalina, Faradayn laki saa muodon:

  E → = − ∂ A → ∂ t (\displaystyle (\vec (E))=-(\partial (\vec (A)) \over \partial t))(irrotaatiokentän puuttuessa, eli kun sähkökenttä syntyy kokonaan vain magneettisen, eli sähkömagneettisen induktion muutoksesta).

  Yleisessä tapauksessa, kun otetaan huomioon irrotaatio (esimerkiksi sähköstaattinen) kenttä, meillä on:

  E → = − ∇ φ − ∂ A → ∂ t (\displaystyle (\vec (E))=-\nabla \varphi -(\partial (\vec (A)) \over \partial t))

  Lisää

  Koska magneettinen induktiovektori määritelmän mukaan ilmaistaan ​​vektoripotentiaalina seuraavasti:

  B → = r o t A → ≡ ∇ × A → , (\displaystyle (\vec (B))=rot\ (\vec (A))\equiv \nabla \times (\vec (A)),)

  sitten voit korvata tämän lausekkeen sanalla

  r o t E → ≡ ∇ × E → = − ∂ B → ∂ t , (\displaystyle rot\ (\vec (E))\equiv \nabla \times (\vec (E))=-(\frac (\partial () \vec (B)))(\osittainen t)),) ∇ × E → = − ∂ (∇ × A →) ∂ t , (\displaystyle \nabla \times (\vec (E))=-(\frac (\partial (\nabla \times (\vec (A)))) ))(\osittainen t)),)

  ja vaihtamalla aika- ja paikkakoordinaatit (roottori):

  ∇ × E → = − ∇ × ∂ A → ∂ t . (\displaystyle \nabla \times (\vec (E))=-\nabla \times (\frac (\partial (\vec (A)))(\partial t)).)

  Siksi, koska ∇ × E → (\displaystyle \nabla \times (\vec (E))) on täysin määritetty viimeisen yhtälön oikealla puolella, on selvää, että sähkökentän pyörreosa (osa, jossa on roottori, toisin kuin irrotaatiokentässä ∇ φ (\displaystyle \nabla \varphi )) on täysin lausekkeen määräämä

  − ∂ A → ∂ t . (\displaystyle -(\frac (\partial (\vec (A)))(\partial t)).)

  Nuo. jos pyörteistä vapaata osaa ei ole, voimme kirjoittaa

  E → = − ∂ A → ∂ t , (\displaystyle (\vec (E))=-(\frac (\partial (\vec (A)))(\partial t)))

  mutta yleisesti

  E → = − ∇ φ − d A → d t . (\displaystyle (\vec (E))=-\nabla \varphi -(\frac (d(\vec (A)))(dt)).) Vuonna 1831 tuli voitto: hän löysi sähkömagneettisen induktion ilmiön. Asetelma, jolla Faraday teki löytönsä, oli se, että Faraday teki pehmeän rautarenkaan, jonka leveys oli noin 2 cm ja halkaisija 20 cm, ja kietoi monta kierrosta kuparilankaa renkaan kummankin puolikkaan ympärille. Yhden käämin piiri suljettiin langalla, sen käännöksissä oli magneettineula, poistettu niin, että renkaaseen syntyneen magnetismin vaikutus ei vaikuttanut. Toisen käämin läpi johdettiin virta galvaanisten kennojen akusta. Kun virta kytkettiin päälle, magneettineula teki useita värähtelyjä ja rauhoittui; kun virta katkesi, neula värähteli uudelleen. Kävi ilmi, että nuoli poikkesi yhteen suuntaan virran ollessa päällä ja toiseen, kun virta katkesi. M. Faraday havaitsi, että on mahdollista "muuttaa magnetismi sähköksi" tavallisen magneetin avulla.

  Samaan aikaan myös amerikkalainen fyysikko Joseph Henry suoritti menestyksekkäästi kokeita virtojen induktiosta, mutta kun hän oli julkaisemassa kokeidensa tuloksia, M. Faradayn viesti sähkömagneettisen induktion löydöstä ilmestyi lehdistössä.

  M. Faraday pyrki hyödyntämään löytämänsä ilmiön uuden sähkölähteen hankkimiseksi.

  Toistaiseksi olemme tarkastelleet sähkö- ja magneettikenttiä, jotka eivät muutu ajan myötä. Todettiin, että sähkökenttä luodaan sähkövarauksella ja magneettikenttä - liikkuvilla varauksilla, eli sähkövirralla. Jatketaan sähkö- ja magneettikenttien tuntemista, jotka muuttuvat ajan myötä.

  Tärkein löydetty tosiasia on lähin suhde sähkö- ja magneettikenttien välillä. Ajassa muuttuva magneettikenttä synnyttää sähkökentän ja muuttuva sähkökenttä magneettikentän. Ilman tätä kenttien välistä yhteyttä sähkömagneettisten voimien ilmenemismuotojen kirjo ei olisi niin laaja kuin se todellisuudessa on. Ei olisi radioaaltoja tai valoa.

  Ei ole sattumaa, että ensimmäisen, ratkaisevan askeleen sähkömagneettisten vuorovaikutusten uusien ominaisuuksien löytämisessä teki sähkömagneettista kenttää koskevien ideoiden perustaja - Faraday. Faraday luotti sähköisten ja magneettisten ilmiöiden yhtenäiseen luonteeseen. Tämän ansiosta hän teki löydön, joka myöhemmin muodosti perustan kaikkien maailman voimalaitosten generaattoreiden suunnittelulle, muuntaen mekaanisen energian sähkövirtaenergiaksi. (Muut lähteet: galvaaniset kennot, akut jne. - tuottavat merkityksettömän osan tuotetusta energiasta.)

  Sähkövirta, Faraday perusteli, pystyy magnetoimaan raudan. Voiko magneetti puolestaan ​​aiheuttaa sähkövirran?

  Tätä yhteyttä ei löytynyt pitkään aikaan. Oli vaikea ajatella pääasiaa, nimittäin: vain liikkuva magneetti tai ajassa muuttuva magneettikenttä voi herättää sähkövirran kelassa.

  Millaiset onnettomuudet voisivat estää löydön, osoittaa seuraava tosiasia. Melkein samanaikaisesti Faradayn kanssa sveitsiläinen fyysikko Colladon yritti saada sähkövirtaa käämiin magneetin avulla. Työskennellessään hän käytti galvanometriä, jonka valomagneettinen neula asetettiin laitteen kelan sisään. Jotta magneetti ei vaikuttaisi suoraan neulaan, käämin päät, joihin Colladon työnsi magneetin toivoen saavansa siihen virran, johdettiin seuraavaan huoneeseen ja liitettiin sinne galvanometriin. Laitettuaan magneetin kelaan Colladon meni seuraavaan huoneeseen ja harmissaan

  

  varmista, että galvanometri ei näytä virtaa. Jos hän vain olisi katsonut galvanometriä koko ajan ja pyytänyt jotakuta työskentelemään magneetin parissa, olisi tehty merkittävä löytö. Mutta näin ei käynyt. Levossa oleva magneetti kelaan nähden ei aiheuta siihen virtaa.

  Sähkömagneettinen induktioilmiö muodostuu sähkövirran esiintymisestä johtavassa piirissä, joka joko lepää ajassa muuttuvassa magneettikentässä tai liikkuu vakiomagneettikentässä siten, että magneettisen induktiolinjojen määrä läpäisee piirin muutokset. Se löydettiin 29. elokuuta 1831. On harvinainen tapaus, jolloin uuden merkittävän löydön päivämäärä tiedetään niin tarkasti. Tässä on kuvaus Faradayn itsensä antamasta ensimmäisestä kokeesta:

  ”Leveälle puukelalle kiedottiin 203 jalkaa pitkä kuparilanka ja sen kierrosten väliin samanpituinen lanka, joka oli eristetty ensimmäisestä puuvillalangasta. Toinen näistä spiraaleista oli kytketty galvanometriin ja toinen vahvaan 100 levyparista koostuvaan akkuun... Kun piiri suljettiin, oli mahdollista havaita äkillinen, mutta erittäin heikko vaikutus galvanometriin, ja Sama huomattiin kun virta pysähtyi. Kun virta kulki jatkuvasti yhden käämin läpi, ei ollut mahdollista havaita mitään vaikutusta galvanometriin tai yleensä mitään induktiivista vaikutusta toiseen kelaan huolimatta siitä, että koko akkuun kytketyn käämin kuumeneminen, ja hiilen välissä hyppäävän kipinän kirkkaus, osoitti akun tehosta "(Faraday M. "Sähkön kokeellinen tutkimus", 1. sarja).

  Joten alun perin induktio havaittiin johtimissa, jotka olivat liikkumattomia suhteessa toisiinsa piirin sulkemisen ja avaamisen aikana. Sitten Faraday ymmärsi selvästi, että johtimien lähestymisen tai poistamisen tulisi johtaa samaan tulokseen kuin piirin sulkeminen ja avaaminen, ja Faraday osoitti kokein, että virta syntyy, kun kelat liikuttavat toisiaan.

  

  sukulainen ystävälle. Faraday, joka tuntee Ampèren teokset, ymmärsi, että magneetti on kokoelma pieniä virtoja, jotka kiertävät molekyyleissä. Lokakuun 17. päivänä, kuten hänen laboratoriopäiväkirjassaan on kirjattu, kelassa havaittiin induktiovirta magneetin työntämisen (tai ulos) aikana. Yhden kuukauden kuluessa Faraday löysi kokeellisesti kaikki sähkömagneettisen induktion ilmiön olennaiset piirteet.

  Tällä hetkellä kaikki voivat toistaa Faradayn kokeet. Tätä varten sinulla on oltava kaksi kelaa, magneetti, elementtiparisto ja riittävän herkkä galvanometri.

  Kuvassa 238 esitetyssä asennuksessa yhdessä käämistä syntyy induktiovirtaa, kun toisen kelan sähköpiiri, joka on paikallaan ensimmäiseen nähden, suljetaan tai avataan. Kuvan 239 asennuksessa reostaatti muuttaa yhden käämin virtaa. Kuvassa 240 a induktiovirta ilmenee kelojen liikkuessa toistensa suhteen ja kuvassa 240 b - kun kestomagneetti liikkuu kelaan nähden.

  Faraday itse ymmärsi jo yleisen asian, joka määrittää induktiovirran esiintymisen ulkoisesti erilaisilta näyttävissä kokeissa.

  Suljetussa johtavassa piirissä virta syntyy, kun tämän piirin rajaaman alueen läpäisevien magneettisten induktiolinjojen lukumäärä muuttuu. Ja mitä nopeammin magneettisen induktion juovien määrä muuttuu, sitä suurempi on tuloksena oleva induktiovirta. Tässä tapauksessa syy magneettisen induktion rivien lukumäärän muutokseen on täysin välinpitämätön. Tämä voi olla muutos kiinteän johtavan piirin alueelle tunkeutuvien magneettisen induktion juovien lukumäärässä, joka johtuu viereisen kelan virranvoimakkuuden muutoksesta (kuva 238), ja muutos magneettisen induktion määrässä. induktioviivat, jotka johtuvat piirin liikkeestä epähomogeenisessa magneettikentässä, jonka juovien tiheys vaihtelee avaruudessa (kuva 241).