Buku teks fisika untuk kelas IX memberikan gambaran singkat tentang sejarah penemuan hukum yang bersangkutan. Review harus dilengkapi. Kita berbicara tentang hukum alam yang mendasar, dan Anda perlu mengungkapkan semua aspeknya dalam proses menjadi. Kisah proses pencarian hukum Faraday sangat instruktif, dan tidak perlu ada waktu luang di sini.
Michael Faraday lahir pada tahun 1791 di sekitar London dalam keluarga pandai besi. Ayahnya tidak memiliki sarana untuk membiayai studinya, dan pada usia 13 tahun Faraday terpaksa mulai belajar penjilidan buku. Untungnya, dia magang ke pemilik toko buku. Seorang anak yang ingin tahu dengan penuh semangat membaca, dan bukan sastra yang mudah. Dia tertarik dengan artikel-artikel ilmu alam di Encyclopædia Britannica, dia mempelajari Mars' Discourses on Chemistry. Pada tahun 1811, Faraday mulai menghadiri kuliah umum tentang fisika oleh pendidik terkenal London Tatum.
Titik balik dalam kehidupan Faraday adalah tahun 1812. Seorang klien pemilik toko buku, anggota Royal Institute, Dance merekomendasikan agar pemuda itu mendengarkan ceramah ahli kimia terkenal Gamfrn Davy. Faraday mengikuti nasihat yang baik; dia mendengarkan dengan penuh semangat dan mencatat dengan cermat. Atas saran dari Dance yang sama, dia memproses catatan dan mengirimkannya ke Davy, menambahkan permintaan untuk kesempatan kerja penelitian. Pada tahun 1813, Faraday menerima pekerjaan sebagai asisten laboratorium di laboratorium kimia Royal Institute, yang dipimpin oleh Davy.
Pada awalnya, Faraday adalah seorang ahli kimia. Dia dengan cepat mengambil jalan kreativitas mandiri, dan kebanggaan Devi sering harus menderita dari keberhasilan siswa. Pada tahun 1820, Faraday mengetahui tentang penemuan Oersted, dan sejak itu pikirannya telah menyerap listrik dan magnet. Dia memulai penelitian eksperimentalnya yang terkenal, yang mengarah pada transformasi pemikiran fisik. Pada tahun 1823, Faraday terpilih sebagai anggota Royal Society of London, dan kemudian diangkat sebagai direktur laboratorium fisik dan kimia dari Royal Institute. Penemuan terbesar dibuat di dalam dinding laboratorium ini. Kehidupan Faraday, yang tampak monoton, mencolok dalam ketegangan kreatifnya. Ini dibuktikan dengan karya tiga jilid "Penelitian Eksperimental tentang Listrik", yang mencerminkan langkah demi langkah jalur kreatif seorang jenius.
Pada tahun 1820, Faraday mengajukan masalah baru yang fundamental: "untuk mengubah magnet menjadi listrik." Ini tak lama setelah penemuan aksi magnetik arus. Dalam percobaan Oersted, arus listrik bekerja pada magnet. Karena, menurut Faraday, semua kekuatan alam dapat diubah, sebaliknya, adalah mungkin untuk membangkitkan arus listrik dengan gaya magnet.
Faraday mencairkan gas, membuat analisis kimia yang baik, menemukan sifat kimia baru dari zat. Namun pikirannya tak henti-hentinya disibukkan dengan masalah yang ditimbulkan. Pada tahun 1822, ia menjelaskan upaya untuk mendeteksi "keadaan" karena aliran arus: "untuk mempolarisasi seberkas cahaya dari lampu dengan refleksi dan mencoba untuk mengetahui apakah air yang terletak di antara kutub baterai volt dalam bejana kaca akan memiliki efek depolarisasi ..." Faraday berharap demikian memperoleh beberapa informasi tentang sifat-sifat arus. Tapi pengalaman itu tidak memberikan apa-apa. Berikutnya datang tahun 1825. Faraday menerbitkan artikel "Arus elektromagnetik (di bawah pengaruh magnet)", di mana ia mengungkapkan pemikiran berikut. Jika arus bekerja pada magnet, maka magnet harus mengalami reaksi. ”Karena berbagai alasan,” tulis Faraday, ”dibuat asumsi bahwa mendekatnya kutub magnet yang kuat akan mengurangi arus listrik.” Dan dia menggambarkan sebuah pengalaman yang mewujudkan ide ini.
Sebuah buku harian tertanggal 28 November 1825 menggambarkan pengalaman serupa. Baterai sel galvanik dihubungkan dengan kawat. Sejajar dengan kawat ini adalah yang lain (kabel dipisahkan oleh dua lapis kertas), yang ujungnya terhubung ke galvanometer. Faraday sepertinya beralasan seperti ini. Jika arus adalah gerakan fluida listrik dan gerakan ini bekerja pada magnet permanen - satu set arus (menurut hipotesis Ampere), maka fluida yang bergerak dalam satu konduktor harus membuat yang tidak bergerak bergerak di yang lain, dan galvanometer harus memperbaiki arus. “Berbagai pertimbangan” yang ditulis Faraday ketika mempresentasikan percobaan pertama bermuara pada hal yang sama, hanya di sana reaksi cairan listrik yang bergerak dalam konduktor dari arus molekul magnet permanen diharapkan. Namun percobaan memberikan hasil negatif.
Solusinya datang pada tahun 1831, ketika Faraday menyarankan bahwa induksi harus terjadi dengan dan proses non-stasioner. Ini adalah ide kunci yang mengarah pada penemuan fenomena induksi elektromagnetik.
Ada kemungkinan bahwa pesan yang diterima dari Amerika memaksanya untuk beralih ke gagasan untuk mengubah arus. Berita itu datang dari fisikawan Amerika Joseph Henry (1797 – 1878).
Di masa mudanya, Henry tidak menunjukkan kemampuan luar biasa maupun minat dalam sains. Dia tumbuh dalam kemiskinan, adalah seorang buruh tani, seorang aktor. Sama seperti Faraday, dia mendidik dirinya sendiri. Dia mulai belajar pada usia 16 tahun di Akademi Albany. Dalam tujuh bulan, ia memperoleh begitu banyak pengetahuan sehingga ia mendapat pekerjaan sebagai guru di sebuah sekolah pedesaan. Henry kemudian bekerja untuk profesor kimia Beck sebagai asisten dosen. Dia menggabungkan pekerjaan dengan studi di akademi. Setelah menyelesaikan kursus, Henry diangkat sebagai insinyur dan inspektur di Kanal Erie. Beberapa bulan kemudian, dia meninggalkan posisi yang menguntungkan ini, menerima undangan untuk jabatan profesor matematika dan fisika di Albany. Pada saat ini, penemu Inggris William Sturgeon (1783 - 1850) melaporkan penemuannya tentang magnet tapal kuda yang mampu mengangkat benda baja yang beratnya mencapai empat kilogram.
Henry menjadi tertarik pada elektromagnetisme. Dia segera menemukan cara untuk meningkatkan daya angkat menjadi satu ton. Ini dicapai dengan teknik baru pada waktu itu: alih-alih mengisolasi tubuh magnet, kawat diisolasi. Sebuah cara untuk membuat gulungan multilayer telah ditemukan. Kembali pada tahun 1831, Henry menunjukkan kemungkinan membangun motor listrik, menemukan relai elektromagnetik, dan dengan bantuannya menunjukkan transmisi sinyal listrik jarak jauh, mengantisipasi penemuan Morse (telegraf Morse muncul pada tahun 1837).
Seperti Faraday, Henry mengatur dirinya sendiri untuk mendapatkan arus listrik menggunakan magnet. Tapi ini adalah pernyataan dari masalah penemunya. Dan pencarian dipandu oleh intuisi telanjang. Penemuan itu terjadi beberapa tahun sebelum eksperimen Faraday. Setting percobaan kunci Henry ditunjukkan pada Gambar 9. Di sini semuanya sama seperti yang telah ditunjukkan sejauh ini. Hanya kami lebih memilih akumulator yang lebih nyaman daripada sel galvanik, dan alih-alih keseimbangan torsi, kami menggunakan galvanometer.
Tetapi Henry tidak memberi tahu siapa pun tentang pengalaman ini. “Saya seharusnya mencetak ini lebih cepat,” katanya dengan menyesal kepada teman-temannya, “tetapi saya hanya punya sedikit waktu! Saya ingin membawa hasilnya ke dalam semacam sistem.”(penekanan milikku.- PADA. D.). Dan kurangnya pendidikan reguler dan bahkan lebih - semangat utilitarian-inventif sains Amerika memainkan peran yang buruk. Henry tentu saja tidak mengerti dan tidak merasakan kedalaman dan pentingnya penemuan baru tersebut. Kalau tidak, tentu saja, dia akan memberi tahu dunia ilmiah tentang fakta terbesar. Diam tentang eksperimen induksi, Henry segera mengirim pesan ketika dia berhasil mengangkat satu ton penuh dengan elektromagnet.
Ini adalah pesan yang diterima Faraday. Mungkin itu berfungsi sebagai mata rantai terakhir dalam rantai kesimpulan yang mengarah ke ide kunci. Pada percobaan tahun 1825, dua kawat dipisahkan dengan kertas. Seharusnya ada induksi, tetapi tidak terdeteksi karena efeknya yang lemah. Henry menunjukkan bahwa dalam elektromagnet, efeknya sangat ditingkatkan dengan penggunaan belitan multilayer. Oleh karena itu, induksi harus meningkat jika aksi induktif ditransmisikan melalui panjang yang besar. Memang, magnet adalah kumpulan arus. Eksitasi magnetisasi dalam batang baja ketika arus dilewatkan melalui belitan adalah induksi arus oleh arus. Ini meningkat jika jalur arus melalui belitan menjadi lebih panjang.
Begitulah kemungkinan rangkaian kesimpulan logis Faraday. Berikut adalah deskripsi lengkap dari pengalaman sukses pertama: “Dua ratus tiga kaki kawat tembaga utuh dililitkan pada drum kayu besar; dua ratus tiga kaki lainnya dari kawat yang sama diletakkan dalam spiral di antara belitan belitan pertama, kontak logam di mana-mana dihilangkan dengan menggunakan kabel. Salah satu kumparan ini dihubungkan ke galvanometer, dan yang lainnya ke baterai yang terisi penuh dengan seratus pasang pelat persegi empat inci dengan pelat tembaga ganda. Ketika kontak ditutup, ada aksi yang tiba-tiba tetapi sangat lemah pada galvanometer, dan aksi lemah serupa terjadi ketika kontak dengan baterai dibuka.
Ini adalah pengalaman pertama yang memberikan hasil positif setelah satu dekade pencarian. Faraday menetapkan bahwa ketika menutup dan membuka, arus induksi dari arah yang berlawanan muncul. Dia kemudian melanjutkan untuk mempelajari efek besi pada induksi.
“Sebuah cincin dilas dari batangan bundar, besi lunak; ketebalan logam adalah tujuh atau delapan inci, dan diameter luar cincin adalah enam inci. Tiga gulungan dililitkan pada satu bagian dari cincin ini, masing-masing berisi sekitar dua puluh empat kaki kawat tembaga setebal dua puluh inci. Spiral diisolasi dari besi dan dari satu sama lain dan ditumpangkan satu sama lain ... Mereka dapat digunakan secara terpisah dan dalam kombinasi; grup ini diberi label TETAPI(Gbr. 10). Di bagian lain cincin itu, sekitar enam puluh kaki kawat tembaga yang sama dililit dengan cara yang sama, menjadi dua bagian, membentuk spiral. PADA, yang memiliki arah yang sama dengan spiral TETAPI, tetapi dipisahkan dari mereka di setiap ujungnya sekitar setengah inci dengan besi telanjang.
Spiral PADA dihubungkan dengan kawat tembaga ke galvanometer yang ditempatkan pada jarak tiga kaki dari ring. Spiral terpisah TETAPI dihubungkan ujung ke ujung sehingga membentuk spiral yang sama, ujung-ujungnya dihubungkan ke baterai sepuluh pasang pelat empat inci persegi. Galvanometer segera bereaksi, dan jauh lebih kuat daripada yang diamati di atas, ketika menggunakan spiral tanpa besi yang sepuluh kali lebih kuat.
Akhirnya, Faraday membuat eksperimen yang masih biasanya dimulai dengan presentasi pertanyaan tentang induksi elektromagnetik. Ini adalah pengulangan yang tepat dari pengalaman Henry yang digambarkan pada Gambar 9.
Masalah yang ditetapkan oleh Faraday pada tahun 1820 terpecahkan: magnet diubah menjadi listrik.
Pertama, Faraday membedakan induksi arus dari arus (ia menyebutnya "induksi volta-listrik" dan arus dari magnet ("induksi magneto-listrik"). Tetapi kemudian ia menunjukkan bahwa semua kasus tunduk pada satu pola umum.
Hukum induksi elektromagnetik mencakup kelompok fenomena lain, yang kemudian menerima nama fenomena induksi diri. Faraday menyebut fenomena baru sebagai berikut: "Efek induktif dari arus listrik pada dirinya sendiri."
Pertanyaan ini muncul sehubungan dengan fakta berikut yang dilaporkan ke Faraday pada tahun 1834 oleh Jenkin. Fakta ini adalah sebagai berikut. Dua pelat baterai galvanik dihubungkan dengan kawat pendek. Pada saat yang sama, eksperimen tidak bisa mendapatkan kejutan listrik dari kawat ini dengan trik apapun. Tetapi jika kita mengambil belitan elektromagnet sebagai ganti kawat, maka setiap kali rangkaian dibuka, kejutan terasa. Faraday menulis: “Pada saat yang sama, sesuatu yang lain diamati, sebuah fenomena yang diketahui para ilmuwan sejak lama, yaitu: percikan listrik yang terang melompat pada titik pemisahan" (miring saya - V.D.).
Faraday mulai meneliti fakta-fakta ini dan segera menemukan sejumlah aspek baru dari fenomena tersebut. Butuh sedikit waktu baginya untuk menetapkan "identitas fenomena dengan fenomena induksi." Eksperimen yang masih didemonstrasikan baik di pendidikan menengah maupun pendidikan tinggi dalam menjelaskan fenomena induksi diri dilakukan oleh Faraday pada tahun 1834.
Secara independen, eksperimen serupa dilakukan oleh J. Henry, namun, seperti eksperimen pada induksi, eksperimen tersebut tidak dipublikasikan secara tepat waktu. Alasannya sama: Henry tidak menemukan konsep fisik yang mencakup fenomena berbagai bentuk.
Bagi Faraday, induksi diri adalah fakta yang menerangi jalan pencarian selanjutnya. Meringkas pengamatan, dia sampai pada kesimpulan yang sangat penting. “Tidak ada keraguan bahwa arus di satu bagian kabel dapat bekerja dengan induksi pada bagian lain dari kabel yang sama yang ada di dekatnya … Inilah yang memberi kesan bahwa arus bekerja dengan sendirinya.”
Karena tidak mengetahui sifat arus, Faraday tetap dengan akurat menunjukkan inti masalah: “Ketika arus bekerja dengan induksi bersamanya, zat penghantar yang terletak bersamanya, maka ia mungkin bekerja pada listrik yang ada dalam zat penghantar ini. , tidak masalah apakah yang terakhir dalam keadaan saat ini atau tidak bergerak; dalam kasus pertama, ia memperkuat atau melemahkan arus, tergantung pada arahnya dalam kasus kedua, ia menciptakan arus.
Ekspresi matematis dari hukum induksi elektromagnetik diberikan pada tahun 1873 oleh Maxwell dalam Treatise on Electricity and Magnetism. Baru setelah itu menjadi dasar perhitungan kuantitatif. Jadi hukum induksi elektromagnetik harus disebut hukum Faraday-Maxwell.
Komentar metodis. Diketahui bahwa eksitasi arus induktif dalam konduktor yang bergerak dalam medan magnet konstan, dan dalam konduktor stasioner, yang berada dalam medan magnet bolak-balik, mematuhi hukum yang sama. Bagi Faraday dan Maxwell, ini jelas, karena mereka membayangkan garis induksi magnetik sebagai formasi nyata di eter. Ketika arus dihidupkan dan dimatikan, atau kekuatan arus berubah di sekitar konduktor yang membentuk rangkaian, garis-garis induksi magnetik bergerak. Pada saat yang sama, mereka melintasi sirkuit itu sendiri, menyebabkan fenomena induksi diri. Jika ada konduktor di dekat sirkuit dengan arus yang berubah, maka garis-garis induksi magnetik, yang melintasinya, membangkitkan EMF dari induksi elektromagnetik.
Perwujudan garis-garis gaya medan listrik dan garis-garis induksi magnet telah menjadi milik sejarah. Namun, akan menjadi kesalahan untuk memberikan garis kekuatan hanya karakter formal. Fisika modern menganggap bahwa garis gaya medan listrik dan garis induksi magnet adalah tempat kedudukan titik-titik di mana medan yang diberikan memiliki keadaan yang berbeda dari keadaan di titik lain. Keadaan ini ditentukan oleh nilai-nilai vektor dan pada titik-titik ini. Ketika medan berubah, vektor dan berubah, dengan demikian mengubah konfigurasi garis gaya. Keadaan medan dapat bergerak di ruang angkasa dengan kecepatan cahaya. Jika konduktor berada dalam medan yang keadaannya berubah, EMF tereksitasi dalam konduktor.

Kasus ketika medan konstan dan konduktor bergerak dalam medan ini tidak dijelaskan oleh teori Maxwell. Einstein pertama kali memperhatikan ini. Karya maninya "Tentang Elektrodinamika Benda Bergerak" baru saja dimulai dengan diskusi tentang ketidakcukupan teori Maxwell pada saat ini. Fenomena eksitasi EMF pada penghantar yang bergerak dalam medan magnet konstan dapat dimasukkan dalam kerangka teori medan elektromagnetik jika dilengkapi dengan prinsip relativitas dan prinsip keteguhan kecepatan cahaya.

Setelah penemuan Oersted dan Ampre, menjadi jelas bahwa listrik memiliki gaya magnet. Sekarang perlu untuk mengkonfirmasi pengaruh fenomena magnetik pada yang listrik. Masalah ini diselesaikan dengan brilian oleh Faraday.

Michael Faraday (1791-1867) lahir di London, salah satu bagian termiskin di sana. Ayahnya adalah seorang pandai besi, dan ibunya adalah putri seorang petani penyewa. Ketika Faraday mencapai usia sekolah, ia dikirim ke sekolah dasar. Kursus yang ditempuh Faraday di sini sangat sempit dan terbatas hanya pada pengajaran membaca, menulis, dan menghitung permulaan.

Beberapa langkah dari rumah tempat keluarga Faraday tinggal, ada sebuah toko buku yang juga merupakan tempat penjilidan buku. Di sinilah Faraday, setelah menyelesaikan sekolah dasar, ketika pertanyaan muncul tentang memilih profesi untuknya. Michael saat itu baru berusia 13 tahun. Sudah di masa mudanya, ketika Faraday baru saja memulai pendidikan mandiri, dia berusaha untuk hanya mengandalkan fakta dan memverifikasi laporan orang lain dengan pengalamannya sendiri.

Aspirasi ini mendominasi dia sepanjang hidupnya sebagai fitur utama dari aktivitas ilmiahnya.Faraday mulai membuat eksperimen fisik dan kimia sebagai anak laki-laki pada perkenalan pertama dengan fisika dan kimia. Suatu ketika Michael menghadiri salah satu kuliah Humphrey Davy, fisikawan Inggris yang hebat.

Faraday membuat catatan rinci tentang kuliah itu, mengikatnya, dan mengirimkannya ke Davy. Dia sangat terkesan sehingga dia menawarkan Faraday untuk bekerja dengannya sebagai sekretaris. Segera Davy melakukan perjalanan ke Eropa dan membawa Faraday bersamanya. Selama dua tahun mereka mengunjungi universitas terbesar di Eropa.

Kembali ke London pada tahun 1815, Faraday mulai bekerja sebagai asisten di salah satu laboratorium Royal Institution di London. Saat itu merupakan salah satu laboratorium fisika terbaik di dunia.Dari tahun 1816 hingga 1818 Faraday menerbitkan sejumlah catatan kecil dan memoar kecil tentang kimia. Karya pertama Faraday tentang fisika dimulai pada tahun 1818.

Berdasarkan pengalaman para pendahulunya dan menggabungkan beberapa pengalamannya sendiri, pada September 1821, Michael telah mencetak "Kisah Sukses Elektromagnetisme". Sudah pada saat itu, ia membuat konsep yang sepenuhnya benar tentang esensi fenomena defleksi jarum magnet di bawah aksi arus.

Setelah mencapai kesuksesan ini, Faraday meninggalkan studinya di bidang kelistrikan selama sepuluh tahun, mengabdikan dirinya untuk mempelajari sejumlah mata pelajaran dari jenis yang berbeda. Pada tahun 1823, Faraday membuat salah satu penemuan terpenting di bidang fisika - ia pertama kali mencapai pencairan gas, dan pada saat yang sama menetapkan metode sederhana namun valid untuk mengubah gas menjadi cairan. Pada tahun 1824, Faraday membuat beberapa penemuan di bidang fisika.

Antara lain, ia menetapkan fakta bahwa cahaya mempengaruhi warna kaca, mengubahnya. Tahun berikutnya, Faraday kembali beralih dari fisika ke kimia, dan hasil karyanya di bidang ini adalah penemuan bensin dan asam naftalena sulfat.

Pada tahun 1831, Faraday menerbitkan sebuah risalah On a Special Kind of Optical Illusion, yang menjadi dasar untuk proyektil optik yang indah dan aneh yang disebut "chromotrope". Pada tahun yang sama, risalah lain oleh ilmuwan "Di piring bergetar" diterbitkan. Banyak dari karya-karya ini dapat dengan sendirinya mengabadikan nama pengarangnya. Namun karya ilmiah Faraday yang paling penting adalah penelitiannya di bidang elektromagnetisme dan induksi listrik.

Sebenarnya, cabang penting fisika, yang membahas fenomena elektromagnetisme dan listrik induktif, dan yang saat ini sangat penting bagi teknologi, diciptakan oleh Faraday dari ketiadaan.

Pada saat Faraday akhirnya mengabdikan dirinya untuk penelitian di bidang listrik, ditetapkan bahwa, dalam kondisi biasa, kehadiran benda yang dialiri listrik cukup untuk pengaruhnya untuk membangkitkan listrik di benda lain mana pun. Pada saat yang sama, diketahui bahwa kawat yang dilalui arus dan yang juga merupakan benda yang dialiri listrik tidak memiliki efek pada kabel lain yang ditempatkan di dekatnya.

Apa yang menyebabkan pengecualian ini? Ini adalah pertanyaan yang menarik Faraday dan solusinya membawanya ke penemuan paling penting di bidang listrik induksi. Seperti biasa, Faraday memulai serangkaian eksperimen yang seharusnya memperjelas esensi masalah.

Faraday melilitkan dua kabel berinsulasi sejajar satu sama lain pada penggulung kayu yang sama. Dia menghubungkan ujung satu kawat ke baterai sepuluh elemen, dan ujung lainnya ke galvanometer sensitif. Ketika arus dilewatkan melalui kawat pertama,

Faraday mengalihkan semua perhatiannya ke galvanometer, berharap untuk memperhatikan dari osilasinya munculnya arus di kabel kedua juga. Namun, tidak ada yang seperti itu: galvanometer tetap tenang. Faraday memutuskan untuk meningkatkan arus dan memasukkan 120 sel galvanik ke dalam sirkuit. Hasilnya sama. Faraday mengulangi eksperimen ini puluhan kali, semuanya dengan keberhasilan yang sama.

Siapa pun yang menggantikannya akan meninggalkan eksperimen, yakin bahwa arus yang melewati kawat tidak berpengaruh pada kawat yang berdekatan. Tetapi Faraday selalu mencoba mengekstrak dari eksperimen dan pengamatannya segala sesuatu yang dapat mereka berikan, dan karena itu, karena tidak menerima efek langsung pada kabel yang terhubung ke galvanometer, ia mulai mencari efek samping.

Dia segera memperhatikan bahwa galvanometer, yang tetap benar-benar tenang selama seluruh aliran arus, mulai berosilasi pada penutupan sirkuit dan pembukaannya, kawat kedua juga dirangsang oleh arus, yang dalam kasus pertama berlawanan. ke arus pertama dan sama dengan itu dalam kasus kedua dan hanya berlangsung satu saat.

Arus sesaat sekunder ini, yang disebabkan oleh pengaruh arus primer, disebut induktif oleh Faraday, dan nama ini dipertahankan hingga sekarang. Menjadi seketika, langsung menghilang setelah kemunculannya, arus induktif tidak akan memiliki arti praktis jika Faraday tidak menemukan cara, dengan bantuan perangkat yang cerdik (komutator), untuk terus-menerus menginterupsi dan kembali mengalirkan arus primer yang berasal dari baterai melalui kawat pertama, yang pada kawat kedua terus-menerus dieksitasi oleh arus induktif yang semakin banyak, sehingga menjadi konstan. Dengan demikian, ditemukan sumber energi listrik baru, selain yang telah diketahui sebelumnya (proses gesekan dan kimia), - induksi, dan jenis energi baru ini - listrik induksi.

Melanjutkan eksperimennya, Faraday lebih lanjut menemukan bahwa pendekatan sederhana dari kawat yang dipilin menjadi kurva tertutup ke yang lain, di mana arus galvanik mengalir, cukup untuk membangkitkan arus induktif dalam arah yang berlawanan dengan arus galvanik dalam kawat netral, yang pelepasan kawat netral kembali membangkitkan arus induktif di dalamnya. arus sudah dalam arah yang sama dengan arus galvanik yang mengalir di sepanjang kawat tetap, dan akhirnya, arus induktif ini hanya tereksitasi selama pendekatan dan penghapusan kawat ke konduktor arus galvanik, dan tanpa gerakan ini, arus tidak bersemangat, tidak peduli seberapa dekat kabel satu sama lain .

Dengan demikian, fenomena baru ditemukan, mirip dengan fenomena induksi yang dijelaskan di atas selama penutupan dan pemutusan arus galvanik. Penemuan-penemuan ini pada gilirannya memunculkan penemuan-penemuan baru. Jika dimungkinkan untuk menghasilkan arus induktif dengan menutup dan menghentikan arus galvanik, bukankah hasil yang sama diperoleh dari magnetisasi dan demagnetisasi besi?

Karya Oersted dan Ampère telah menetapkan hubungan antara magnet dan listrik. Diketahui bahwa besi menjadi magnet ketika kawat berinsulasi dililitkan di sekelilingnya dan arus galvanik melewatinya, dan bahwa sifat magnetik besi ini berhenti segera setelah arus berhenti.

Berdasarkan ini, Faraday membuat eksperimen semacam ini: dua kabel berinsulasi dililitkan di sekitar cincin besi; selain itu, satu kawat dililitkan di sekitar setengah cincin, dan yang lainnya di sekitar yang lain. Arus dari baterai galvanik dilewatkan melalui satu kawat, dan ujung lainnya dihubungkan ke galvanometer. Jadi, ketika arus ditutup atau dihentikan, dan ketika, akibatnya, cincin besi dimagnetisasi atau didemagnetisasi, jarum galvanometer berosilasi dengan cepat dan kemudian dengan cepat berhenti, yaitu, semua arus induktif sesaat yang sama tereksitasi di kabel netral - ini waktu: sudah di bawah pengaruh magnet.

Jadi, di sini untuk pertama kalinya magnet diubah menjadi listrik. Setelah menerima hasil ini, Faraday memutuskan untuk mendiversifikasi eksperimennya. Alih-alih cincin besi, ia mulai menggunakan pita besi. Alih-alih menarik magnet dalam besi dengan arus galvanik, dia membuat magnet besi dengan menyentuhnya ke magnet baja permanen. Hasilnya sama: di kawat yang melilit besi, selalu! arus tereksitasi pada momen magnetisasi dan demagnetisasi besi.

Kemudian Faraday memperkenalkan magnet baja ke dalam spiral kawat - pendekatan dan penghapusan yang terakhir menyebabkan arus induksi di kawat. Singkatnya, magnetisme, dalam arti eksitasi arus induktif, bertindak dengan cara yang persis sama dengan arus galvanik.

Pada saat itu, fisikawan sangat sibuk dengan satu fenomena misterius, ditemukan pada tahun 1824 oleh Arago dan tidak menemukan penjelasan, meskipun; bahwa penjelasan ini secara intensif dicari oleh para ilmuwan terkemuka seperti Arago sendiri, Ampre, Poisson, Babaj dan Herschel.

Masalahnya adalah sebagai berikut. Jarum magnet, tergantung bebas, dengan cepat berhenti jika lingkaran logam non-magnetik dibawa ke bawahnya; jika lingkaran kemudian dimasukkan ke dalam gerakan rotasi, jarum magnet mulai mengikutinya.

Dalam keadaan tenang, mustahil untuk menemukan daya tarik atau tolakan sedikit pun antara lingkaran dan panah, sementara lingkaran yang sama, yang sedang bergerak, menarik di belakangnya tidak hanya panah ringan, tetapi juga magnet yang berat. Fenomena yang benar-benar ajaib ini bagi para ilmuwan pada waktu itu tampak sebagai teka-teki misterius, sesuatu yang melampaui alam.

Faraday, berdasarkan data di atas, membuat asumsi bahwa lingkaran logam non-magnetik, di bawah pengaruh magnet, disirkulasikan selama rotasi oleh arus induktif yang mempengaruhi jarum magnet dan menariknya di belakang magnet.

Memang, dengan menyisipkan tepi lingkaran di antara kutub magnet besar berbentuk tapal kuda dan menghubungkan pusat dan tepi lingkaran dengan galvanometer dengan kawat, Faraday menerima arus listrik konstan selama rotasi lingkaran.

Setelah ini, Faraday menetap di fenomena lain yang kemudian menyebabkan rasa ingin tahu umum. Seperti yang Anda ketahui, jika serbuk besi ditaburkan pada magnet, mereka dikelompokkan menurut garis-garis tertentu, yang disebut kurva magnetik. Faraday, menarik perhatian pada fenomena ini, memberikan dasar pada tahun 1831 untuk kurva magnetik, nama "garis gaya magnet", yang kemudian mulai digunakan secara umum.

Studi tentang "garis" ini membawa Faraday ke penemuan baru, ternyata untuk eksitasi arus induktif, pendekatan dan pemindahan sumber dari kutub magnet tidak diperlukan. Untuk membangkitkan arus, cukup melintasi garis gaya magnet dengan cara yang diketahui.

Karya-karya Faraday selanjutnya ke arah yang disebutkan memperoleh, dari sudut pandang modern, karakter sesuatu yang benar-benar ajaib. Pada awal tahun 1832, ia mendemonstrasikan sebuah alat yang di dalamnya terdapat arus induktif yang dibangkitkan tanpa bantuan magnet atau arus galvanik.

Perangkat ini terdiri dari strip besi yang ditempatkan di gulungan kawat. Perangkat ini, dalam kondisi biasa, tidak memberikan sedikit pun tanda munculnya arus di dalamnya; tetapi segera setelah dia diberi arah yang sesuai dengan arah jarum magnet, sebuah arus dibangkitkan dalam kawat.

Kemudian Faraday memberikan posisi jarum magnet ke satu kumparan dan kemudian memasukkan strip besi ke dalamnya: arus kembali bersemangat. Alasan yang menyebabkan arus dalam kasus ini adalah magnet terestrial, yang menyebabkan arus induktif seperti magnet biasa atau arus galvanik. Untuk menunjukkan dan membuktikan ini lebih jelas, Faraday melakukan eksperimen lain yang sepenuhnya mengkonfirmasi ide-idenya.

Dia beralasan bahwa jika lingkaran logam non-magnetik, misalnya, tembaga, berputar pada posisi di mana ia memotong garis gaya magnet dari magnet tetangga, memberikan arus induktif, maka lingkaran yang sama, berputar tanpa adanya magnet, tetapi dalam posisi di mana lingkaran akan melintasi garis magnet terestrial, juga harus memberikan arus induktif.

Dan memang, lingkaran tembaga, yang diputar dalam bidang horizontal, memberikan arus induktif, yang menghasilkan penyimpangan yang nyata dari jarum galvanometer. Faraday menyelesaikan serangkaian studi di bidang induksi listrik dengan penemuan, dibuat pada tahun 1835, tentang "efek induktif arus pada dirinya sendiri."

Dia menemukan bahwa ketika arus galvanik ditutup atau dibuka, arus induktif sesaat tereksitasi dalam kawat itu sendiri, yang berfungsi sebagai konduktor untuk arus ini.

Fisikawan Rusia Emil Khristoforovich Lenz (1804-1861) memberikan aturan untuk menentukan arah arus induksi. “Arus induksi selalu diarahkan sedemikian rupa sehingga medan magnet yang ditimbulkannya menghambat atau memperlambat gerakan yang menyebabkan induksi,” catat A.A. Korobko-Stefanov dalam artikelnya tentang induksi elektromagnetik. - Misalnya, ketika kumparan mendekati magnet, arus induktif yang dihasilkan memiliki arah sedemikian rupa sehingga medan magnet yang dihasilkannya akan berlawanan dengan medan magnet magnet. Akibatnya, gaya tolak muncul antara kumparan dan magnet.

Aturan Lenz mengikuti hukum kekekalan dan transformasi energi. Jika arus induksi mempercepat gerakan yang menyebabkannya, maka usaha akan tercipta dari ketiadaan. Kumparan itu sendiri, setelah dorongan kecil, akan bergegas menuju magnet, dan pada saat yang sama arus induksi akan melepaskan panas di dalamnya. Pada kenyataannya, arus induksi tercipta karena usaha mendekatkan magnet dan kumparan.

Mengapa ada arus induksi? Penjelasan mendalam tentang fenomena induksi elektromagnetik diberikan oleh fisikawan Inggris James Clerk Maxwell, pencipta teori matematika lengkap tentang medan elektromagnetik.

Untuk lebih memahami esensi masalah, pertimbangkan eksperimen yang sangat sederhana. Biarkan kumparan terdiri dari satu lilitan kawat dan ditusuk oleh medan magnet bolak-balik yang tegak lurus terhadap bidang lilitan. Pada kumparan tersebut tentunya terdapat arus induksi. Maxwell menafsirkan eksperimen ini dengan keberanian dan ketak terdugaan yang luar biasa.

Ketika medan magnet berubah dalam ruang, menurut Maxwell, sebuah proses muncul di mana keberadaan kumparan kawat tidak penting. Hal utama di sini adalah munculnya garis cincin tertutup medan listrik, yang menutupi medan magnet yang berubah. Di bawah aksi medan listrik yang muncul, elektron mulai bergerak, dan arus listrik muncul di koil. Kumparan hanyalah perangkat yang memungkinkan Anda mendeteksi medan listrik.

Inti dari fenomena induksi elektromagnetik adalah bahwa medan magnet bolak-balik selalu menghasilkan medan listrik dengan garis-garis gaya tertutup di ruang sekitarnya. Medan seperti ini disebut medan vortex.

Penelitian di bidang induksi yang dihasilkan oleh magnetisme terestrial memberi Faraday kesempatan untuk mengungkapkan gagasan tentang telegraf sejak tahun 1832, yang kemudian menjadi dasar penemuan ini. Secara umum, penemuan induksi elektromagnetik bukan tanpa alasan dikaitkan dengan penemuan paling luar biasa abad ke-19 - karya jutaan motor listrik dan generator arus listrik di seluruh dunia didasarkan pada fenomena ini ...

Sumber informasi: Samin D. K. "Seratus penemuan ilmiah besar", M.: "Veche", 2002.

Sejarah penemuan induksi elektromagnetik. Penemuan Hans Christian Oersted dan André Marie Ampre menunjukkan bahwa listrik memiliki gaya magnet. Pengaruh fenomena magnet terhadap fenomena listrik ditemukan oleh Michael Faraday. Hans Christian Oersted André Marie Ampere

Michael Faraday () "Ubah magnetisme menjadi listrik," tulisnya dalam buku hariannya pada tahun 1822. Fisikawan Inggris, pendiri teori medan elektromagnetik, anggota kehormatan asing dari Akademi Ilmu Pengetahuan St. Petersburg (1830).

Deskripsi eksperimen oleh Michael Faraday Dua kabel tembaga dililitkan pada balok kayu. Salah satu kabel terhubung ke galvanometer, yang lain ke baterai yang kuat. Ketika sirkuit ditutup, aksi yang tiba-tiba tetapi sangat lemah diamati pada galvanometer, dan aksi yang sama terlihat ketika arus dihentikan. Dengan aliran arus yang terus menerus melalui salah satu spiral, tidak mungkin mendeteksi penyimpangan jarum galvanometer

Deskripsi Eksperimen Michael Faraday Eksperimen lain terdiri dari pencatatan lonjakan arus pada ujung-ujung kumparan, yang di dalamnya dimasukkan magnet permanen. Faraday menyebut semburan seperti itu sebagai "gelombang listrik"

EMF induksi EMF induksi, yang menyebabkan ledakan arus ("gelombang listrik"), tidak bergantung pada besarnya fluks magnet, tetapi pada laju perubahannya.

1. Tentukan arah garis induksi medan luar B (meninggalkan N dan masuk ke S). 2. Tentukan apakah fluks magnet yang melalui rangkaian bertambah atau berkurang (jika magnet didorong masuk ke dalam ring, maka > 0, jika ditarik keluar, maka 0, jika ditarik keluar, maka 0, jika ditarik keluar, maka 0, jika ditarik keluar, maka 0 , jika diperpanjang, maka
3. Tentukan arah garis induksi medan magnet B yang ditimbulkan oleh arus induktif (jika F>0, maka garis B dan B berlawanan arah; jika F 0, maka garis B dan B searah berlawanan arah; jika F 0, maka garis B dan B berlawanan arah; jika 0, maka garis B dan B berlawanan arah; jika 0, maka garis B dan B berlawanan arah; jika

Soal Merumuskan hukum induksi elektromagnetik. Siapa pendiri undang-undang ini? Apa yang dimaksud dengan arus induksi dan bagaimana menentukan arahnya? Apa yang menentukan besarnya EMF induksi? Prinsip operasi perangkat listrik mana yang didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik?

Induksi elektromagnetik- fenomena terjadinya arus listrik dalam rangkaian tertutup dengan perubahan fluks magnet yang melewatinya. Induksi elektromagnetik ditemukan oleh Michael Faraday pada tanggal 29 Agustus 1831. Dia menemukan bahwa gaya gerak listrik (EMF) yang terjadi dalam rangkaian konduktor tertutup sebanding dengan laju perubahan fluks magnet melalui permukaan yang dibatasi oleh rangkaian ini. Besarnya gaya gerak listrik tidak tergantung pada apa yang menyebabkan perubahan fluks - perubahan medan magnet itu sendiri atau pergerakan sirkuit (atau bagiannya) dalam medan magnet. Arus listrik yang ditimbulkan oleh EMF ini disebut arus induksi.

YouTube ensiklopedis

• 1 / 5

  Menurut hukum induksi elektromagnetik Faraday (dalam SI):

  E = d B d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-((d\Phi _(B)) \over dt))- gaya gerak listrik yang bekerja di sepanjang kontur yang dipilih secara sewenang-wenang, = S B → d S → , (\displaystyle =\iint \limits _(S)(\vec (B))\cdot d(\vec (S)))- fluks magnet melalui permukaan yang dibatasi oleh kontur ini.

  Tanda minus dalam rumus mencerminkan aturan Lenz, dinamai fisikawan Rusia E. Kh. Lenz:

  Arus induksi yang terjadi pada rangkaian konduktor tertutup memiliki arah sedemikian rupa sehingga medan magnet yang ditimbulkannya melawan perubahan fluks magnet yang menyebabkan arus ini.

  Untuk kumparan dalam medan magnet bolak-balik, hukum Faraday dapat ditulis sebagai berikut:

  E = − N d B d t = d Ψ d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-N((d\Phi _(B)) \over dt)=-((d\Psi ) \over dt)) E (\displaystyle (\mathcal (E)))- gaya gerak listrik, N (\gaya tampilan N)- jumlah putaran, B (\displaystyle \Phi _(B))- fluks magnet melalui satu putaran, (\displaystyle \psi )- Hubungan fluks kumparan.

  bentuk vektor

  Dalam bentuk diferensial, hukum Faraday dapat ditulis sebagai berikut:

  rot E → = B → t (\displaystyle \operatorname (rot) \,(\vec (E))=-(\partial (\vec (B)) \over \partial t))(dalam sistem SI) rot E → = − 1 c B → t (\displaystyle \operatorname (rot) \,(\vec (E))=-(1 \over c)(\partial (\vec (B)) \over \ sebagian t))(dalam sistem GHS).

  Dalam bentuk integral (setara):

  ∂ 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)

  Di Sini E → (\displaystyle (\vec (E)))- intensitas, medan listrik, B → (\displaystyle (\vec (B)))- induksi magnet, S (\gaya tampilan S\ )- permukaan yang sewenang-wenang, - batasnya. Kontur integrasi S (\displaystyle \partial S) diasumsikan tetap (tidak bergerak).

  Perlu dicatat bahwa hukum Faraday dalam bentuk ini, jelas, hanya menjelaskan bagian EMF yang terjadi ketika fluks magnet melalui rangkaian berubah karena perubahan medan itu sendiri dari waktu ke waktu tanpa mengubah (memindahkan) batas-batas rangkaian. (lihat di bawah untuk memperhitungkan yang terakhir).

  Jika, katakanlah, medan magnet konstan, dan fluks magnet berubah karena pergerakan batas kontur (misalnya, dengan peningkatan luasnya), maka EMF yang muncul dihasilkan oleh gaya yang menahan muatan pada sirkuit. (dalam konduktor) dan gaya Lorentz yang dihasilkan oleh aksi langsung medan magnet pada muatan yang bergerak (dengan kontur). Pada saat yang sama, kesetaraan E = d / d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-((d\Phi )/dt)) terus diamati, tetapi EMF di sisi kiri tidak lagi dikurangi menjadi ⁡ E → d l → (\displaystyle \oint (\vec (E))\cdot (\vec (dl)))(yang dalam contoh khusus ini umumnya sama dengan nol). Dalam kasus umum (ketika medan magnet berubah seiring waktu dan rangkaian bergerak atau berubah bentuk), rumus terakhir juga benar, tetapi EMF di sisi kiri dalam hal ini adalah jumlah dari kedua istilah yang disebutkan di atas (yaitu, itu dihasilkan sebagian oleh medan listrik pusaran, dan sebagian oleh gaya Lorentz dan gaya reaksi dari konduktor yang bergerak).

  Bentuk potensial

  Saat menyatakan medan magnet dalam bentuk potensial vektor, hukum Faraday berbentuk:

  E → = ∂ A → t (\displaystyle (\vec (E))=-(\partial (\vec (A)) \over \partial t))(dengan tidak adanya medan irotasional, yaitu ketika medan listrik dihasilkan sepenuhnya hanya oleh perubahan magnet, yaitu induksi elektromagnetik).

  Dalam kasus umum, ketika memperhitungkan bidang irrotasi (misalnya, elektrostatik), kami memiliki:

  E → = A → t (\displaystyle (\vec (E))=-\nabla \varphi -(\partial (\vec (A)) \over \partial t))

  Lagi

  Karena vektor induksi magnetik, menurut definisi, dinyatakan dalam potensi vektor sebagai berikut:

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

  maka Anda dapat mengganti ekspresi ini menjadi

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

  dan, dengan menukar diferensiasi dalam waktu dan koordinat spasial (rotor):

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

  Oleh karena itu, karena × E → (\displaystyle \nabla \times (\vec (E))) sepenuhnya ditentukan oleh sisi kanan persamaan terakhir, jelas bahwa pusaran bagian dari medan listrik (bagian yang memiliki rotor, berbeda dengan medan irrotational (\displaystyle \nabla \varphi )) sepenuhnya ditentukan oleh ekspresi

  A → t . (\displaystyle -(\frac (\parsial (\vec (A)))(\parsial t)).)

  Itu. dengan tidak adanya bagian bebas pusaran, kita dapat menulis

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

  tapi secara umum

  E → = d A → d t . (\displaystyle (\vec (E))=-\nabla \varphi -(\frac (d(\vec (A)))(dt)).) 1831 datang dengan kemenangan: ia menemukan fenomena induksi elektromagnetik. Pengaturan di mana Faraday membuat penemuannya adalah bahwa Faraday membuat cincin besi lunak dengan lebar sekitar 2 cm dan diameter 20 cm dan melilitkan banyak lilitan kawat tembaga di sekitar setiap setengah cincin. Rangkaian satu belitan ditutup dengan kawat, pada gilirannya ada jarum magnet, dilepas sehingga efek magnet yang dibuat pada cincin tidak mempengaruhi. Arus dilewatkan melalui belitan kedua dari baterai sel galvanik. Ketika arus dihidupkan, jarum magnet membuat beberapa osilasi dan menjadi tenang; ketika arus terputus, jarum berosilasi lagi. Ternyata panah itu menyimpang ke satu arah ketika arus dihidupkan dan ke arah lain ketika arus terputus. M. Faraday menemukan bahwa adalah mungkin untuk "mengubah magnet menjadi listrik" dengan bantuan magnet biasa.

  Pada saat yang sama, fisikawan Amerika Joseph Henry juga berhasil melakukan eksperimen tentang induksi arus, tetapi ketika dia akan mempublikasikan hasil eksperimennya, pesan M. Faraday tentang penemuannya tentang induksi elektromagnetik muncul di media.

  M. Faraday berusaha menggunakan fenomena yang ditemukannya untuk mendapatkan sumber listrik baru.

  Sejauh ini, kami telah mempertimbangkan medan listrik dan magnet yang tidak berubah seiring waktu. Ditemukan bahwa medan listrik diciptakan oleh muatan listrik, dan medan magnet - dengan memindahkan muatan, yaitu, oleh arus listrik. Mari kita beralih untuk berkenalan dengan medan listrik dan magnet, yang berubah seiring waktu.

  Fakta terpenting yang telah ditemukan adalah hubungan terdekat antara medan listrik dan magnet. Medan magnet yang berubah terhadap waktu menghasilkan medan listrik, dan medan listrik yang berubah menghasilkan medan magnet. Tanpa hubungan antar medan ini, variasi manifestasi gaya elektromagnetik tidak akan seluas yang sebenarnya. Tidak akan ada gelombang radio atau cahaya.

  Bukan kebetulan bahwa langkah pertama yang menentukan dalam penemuan sifat-sifat baru interaksi elektromagnetik dibuat oleh pendiri gagasan tentang medan elektromagnetik - Faraday. Faraday yakin dengan sifat kesatuan fenomena listrik dan magnet. Berkat ini, ia membuat penemuan, yang kemudian menjadi dasar untuk desain generator semua pembangkit listrik di dunia, mengubah energi mekanik menjadi energi arus listrik. (Sumber lain: sel galvanik, baterai, dll. - memberikan bagian energi yang dihasilkan dapat diabaikan.)

  Arus listrik, Faraday beralasan, mampu memagnetisasi sepotong besi. Bisakah magnet pada gilirannya menyebabkan arus listrik?

  Untuk waktu yang lama, koneksi ini tidak dapat ditemukan. Sulit untuk memikirkan hal utama, yaitu: hanya magnet yang bergerak atau medan magnet yang berubah dalam waktu yang dapat membangkitkan arus listrik dalam kumparan.

  Jenis kecelakaan apa yang dapat mencegah penemuan, menunjukkan fakta berikut. Hampir bersamaan dengan Faraday, fisikawan Swiss Colladon mencoba mendapatkan arus listrik dalam sebuah kumparan menggunakan magnet. Saat bekerja, ia menggunakan galvanometer, jarum magnet ringan yang ditempatkan di dalam kumparan perangkat. Untuk mencegah magnet memberikan pengaruh langsung pada jarum, ujung-ujung kumparan, tempat Colladon mendorong magnet, berharap mendapatkan arus di dalamnya, dibawa ke ruangan sebelah dan di sana dihubungkan ke galvanometer. Setelah memasukkan magnet ke dalam kumparan, Colladon pergi ke kamar sebelah dan, dengan kecewa,

  

  memastikan bahwa galvanometer tidak menunjukkan arus. Jika saja dia memperhatikan galvanometer sepanjang waktu dan meminta seseorang untuk mengerjakan magnet, penemuan yang luar biasa akan dibuat. Tapi ini tidak terjadi. Sebuah magnet yang diam relatif terhadap sebuah kumparan tidak menyebabkan arus di dalamnya.

  Fenomena induksi elektromagnetik terdiri dari terjadinya arus listrik dalam rangkaian penghantar, yang diam dalam medan magnet yang berubah terhadap waktu, atau bergerak dalam medan magnet konstan sedemikian rupa sehingga jumlah garis induksi magnetik yang menembus perubahan sirkuit. Ditemukan pada 29 Agustus 1831. Ini adalah kasus yang jarang terjadi ketika tanggal penemuan baru yang luar biasa diketahui dengan tepat. Berikut adalah deskripsi percobaan pertama yang diberikan oleh Faraday sendiri:

  “Sebuah kawat tembaga sepanjang 203 kaki dililitkan pada kumparan kayu yang lebar, dan di antara lilitannya dililitkan sebuah kawat dengan panjang yang sama, tetapi diisolasi dari benang kapas pertama. Salah satu spiral ini dihubungkan ke galvanometer, dan yang lainnya ke baterai kuat yang terdiri dari 100 pasang pelat ... Ketika sirkuit ditutup, adalah mungkin untuk melihat aksi tiba-tiba, tetapi sangat lemah pada galvanometer, dan sama diperhatikan ketika arus berhenti. Dengan aliran arus yang terus menerus melalui salah satu kumparan, tidak mungkin untuk mencatat efek apa pun pada galvanometer, atau secara umum efek induktif apa pun pada kumparan lainnya, terlepas dari kenyataan bahwa pemanasan seluruh kumparan yang terhubung ke baterai, dan kecerahan percikan yang melompat di antara bara, bersaksi tentang daya baterai "(Faraday M. "Penelitian eksperimental tentang listrik", seri ke-1).

  Jadi, awalnya, induksi ditemukan pada konduktor yang tidak bergerak relatif satu sama lain selama penutupan dan pembukaan sirkuit. Kemudian, memahami dengan jelas bahwa pendekatan atau pelepasan konduktor dengan arus harus mengarah pada hasil yang sama seperti penutupan dan pembukaan rangkaian, Faraday membuktikan melalui eksperimen bahwa arus muncul ketika kumparan saling bergerak.

  

  relatif terhadap seorang teman. Familiar dengan karya-karya Ampre, Faraday memahami bahwa magnet adalah kumpulan arus kecil yang beredar dalam molekul. Pada tanggal 17 Oktober, seperti yang tercatat dalam jurnal laboratoriumnya, arus induksi terdeteksi dalam kumparan selama penyisipan (atau penarikan) magnet. Dalam satu bulan, Faraday secara eksperimental menemukan semua fitur penting dari fenomena induksi elektromagnetik.

  Saat ini, eksperimen Faraday dapat diulangi oleh semua orang. Untuk melakukan ini, Anda harus memiliki dua kumparan, magnet, baterai elemen, dan galvanometer yang cukup sensitif.

  Dalam instalasi yang ditunjukkan pada Gambar 238, arus induksi terjadi di salah satu kumparan ketika rangkaian listrik dari kumparan lain, yang relatif stasioner terhadap yang pertama, ditutup atau dibuka. Dalam instalasi pada Gambar 239, rheostat mengubah arus di salah satu kumparan. Pada Gambar 240, a, arus induksi muncul ketika kumparan bergerak relatif satu sama lain, dan pada Gambar 240, b - ketika magnet permanen bergerak relatif terhadap kumparan.

  Faraday sendiri sudah memahami hal umum yang menentukan munculnya arus induksi dalam eksperimen yang tampak berbeda secara lahiriah.

  Dalam rangkaian konduktor tertutup, arus muncul ketika jumlah garis induksi magnetik yang menembus area yang dibatasi oleh rangkaian ini berubah. Dan semakin cepat jumlah garis perubahan induksi magnet, semakin besar arus induksi yang dihasilkan. Dalam hal ini, alasan perubahan jumlah garis induksi magnet sama sekali tidak berbeda. Ini dapat berupa perubahan jumlah garis induksi magnetik yang menembus area sirkuit konduktif tetap karena perubahan kekuatan arus dalam kumparan yang berdekatan (Gbr. 238), dan perubahan jumlah garis induksi karena pergerakan sirkuit dalam medan magnet yang tidak homogen, yang kerapatan garisnya bervariasi dalam ruang (Gbr. 241).