Legge di induzione elettromagnetica

La legge dell'induzione elettromagnetica è una formula che spiega la formazione di una fem in un circuito chiuso del conduttore con cambiamenti nel campo magnetico. Il postulato spiega l'operazione di trasformatori, strozzature e altri prodotti che garantiscono lo sviluppo della tecnologia oggi.

La storia di Michael Faraday

Michael Faraday è stato portato a scuola con suo fratello maggiore, motivo per un difetto del linguaggio. Lo scopritore di induzione elettromagnetica blocca, irritando l'insegnante. Ha dato i soldi per comprare un bastone e ritagliarsi un potenziale cliente di logopedista. E il fratello maggiore Michael.

La futura stella della scienza è stata davvero la beniamina del destino. Lungo il cammino della sua vita, lui, con la dovuta perseveranza, trovò aiuto. Il fratello con disprezzo restituì la moneta, riportando l'incidente alla madre. La famiglia non era considerata ricca e il padre, un artigiano di talento, ha lottato per sbarcare il lunario. I fratelli cominciarono a cercare lavoro presto: la famiglia viveva di elemosina dal 1801, Michael aveva dieci anni a quel tempo.

Da tredici Faraday entra in libreria da un venditore ambulante di giornali. Attraverso l'intera città, riesce a malapena a raggiungere gli indirizzi alle estremità opposte di Londra. Grazie alla diligenza, il proprietario Ribot consegna a Faraday il posto di apprendista del rilegatore per sette anni gratuitamente. Per molto tempo, un uomo della strada ha pagato il master per il processo di acquisizione di un mestiere. Come Georg Omu, l'abilità di un meccanico, Faraday nel futuro, il processo di legatoria è stato utile al massimo. Un ruolo importante è stato svolto dal fatto che Michael ha letto attentamente i libri che rientrano nel suo lavoro.

Faraday scrive che anche lui ha creduto volentieri nel trattato di Mrs. Marset( Talk about Chemistry) e nei racconti di Thousand and One Nights. Il desiderio di diventare uno scienziato ha avuto un ruolo importante in questa materia. Faraday sceglie due direzioni: elettricità e chimica. Nel primo caso, la principale fonte di conoscenza è l'Enciclopedia Britannica. La mente inquisitrice richiede la conferma di ciò che è stato scritto, il giovane legatore controlla costantemente la conoscenza nella pratica. Faraday diventa uno sperimentatore esperto, che svolgerà un ruolo di primo piano nello studio dell'induzione elettromagnetica.

Ricordiamo che stiamo parlando di uno studente senza il proprio reddito. Il fratello maggiore e il padre assistettero il più possibile. A partire dai reagenti chimici e termina con l'assemblaggio di un generatore elettrostatico: gli esperimenti richiedono una fonte di energia. Allo stesso tempo, Faraday riesce a frequentare lezioni a pagamento di scienze naturali e meticolosamente mette le conoscenze in un quaderno. Quindi intreccia le note, usando le abilità acquisite. Il termine di apprendistato termina nel 1812, Faraday inizia a cercare lavoro. Il nuovo proprietario non è così docile e, nonostante la prospettiva di diventare l'erede della causa, Michael è sulla strada per scoprire l'induzione elettromagnetica.

Il percorso scientifico di Faraday

Nel 1813, il destino sorrise a uno scienziato che diede al mondo un'idea di induzione elettromagnetica: riuscì a prendere il posto di segretario a Sir Humphrey Davy, un breve periodo di conoscenza in futuro avrà un ruolo. Faraday è insopportabile per esibirsi più a lungo di un raccoglitore, scrive una lettera a Joseph Banks, all'epoca presidente della Royal Society of Scientists. Un fatto parlerà della natura dell'attività dell'organizzazione: Faraday ha un posto chiamato minion anziano: aiuta i docenti, pulisce la polvere dall'attrezzatura e sovrintende al trasporto. Joseph Banks ignora il messaggio, Michael non è scoraggiato e scrive Davy. Dopotutto, non ci sono altre organizzazioni scientifiche in Inghilterra!

Davy è molto attento perché conosce personalmente Michael. Senza essere naturalmente dotato della capacità di parlare - ricorda l'esperienza scolastica - ed esprimere pensieri per iscritto, Faraday prende lezioni speciali per sviluppare le abilità necessarie. Gli esperimenti sono sistematicamente sistemati in un taccuino, presenta i suoi pensieri in una cerchia di amici e persone che la pensano allo stesso modo. Al momento della sua conoscenza con Sir Humphrey, Davy raggiunge notevoli capacità, sta facendo domanda per un nuovo scienziato per la posizione sopra menzionata. Faraday è felice, ma l'idea di nominare un futuro genio per lavare i piatti è stata originariamente prevista. ..

Per volere del rock, Michael è costretto ad ascoltare conferenze su vari argomenti. L'assistenza ai professori era richiesta solo periodicamente, altrimenti era permesso essere in classe e ascoltare. Dato il costo dell'istruzione ad Harvard, questo è stato un buon tempo libero. Dopo sei mesi di brillante lavoro( ottobre 1813) Davy invita Faraday in un viaggio in Europa, la guerra è finita, è necessario guardarsi intorno. Questa divenne una buona scuola per lo scopritore dell'induzione elettromagnetica.

Al suo ritorno in Inghilterra( 1816), Faraday viene promosso assistente di laboratorio e pubblica le sue prime ricerche sul calcare.

Ricerca sull'elettromagnetismo

Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica consiste nell'induzione di una fem in un conduttore sotto l'azione di un campo magnetico variabile. Oggi, su questo principio, i dispositivi funzionano, a partire dai trasformatori e finiscono con i piani di cottura. Il campionato nella regione è dato a Hans Oersted, il 21 aprile 1820, che ha notato l'azione di un circuito chiuso sull'ago della bussola. Osservazioni simili furono pubblicate sotto forma di note di Giovanni Domenico Romanosi nel 1802.

Il merito di uno scienziato danese nell'attrarre alla causa molti eminenti scienziati. Quindi, si nota che la freccia è deflessa da un conduttore con corrente, e nella caduta del suddetto anno è nato il primo galvanometro. Il dispositivo di misurazione nel campo dell'elettricità è diventato di grande aiuto per molti. Lungo la strada, sono stati espressi diversi punti di vista, in particolare, Wollaston ha annunciato che sarebbe stato bello far ruotare continuamente il conduttore con una corrente sotto l'influenza di un magnete. Negli anni '20 del XIX secolo, l'euforia regnava attorno a questo problema, fino ad allora il magnetismo e l'elettricità erano considerati fenomeni indipendenti.

In occasione del 1821, Michael Faraday ha messo in pratica l'idea. Si sostiene che sia nato il primo motore elettrico. Il 12 settembre 1821, in una lettera a Gasparu de la Riva, Faraday scrisse:

"Ho scoperto che l'attrazione e la repulsione di un ago magnetico con un filo con corrente è un gioco da ragazzi. Una certa forza ruoterà continuamente il magnete sotto l'azione della corrente elettrica. Ho costruito calcoli teorici e sono riuscito a metterlo in pratica. "

Una lettera a de la Reeve non è diventata un incidente. Quando divenne uno scienziato, Faraday guadagnò parecchi sostenitori e l'unico avversario implacabile. .. Sir Humpfrey Davy. L'installazione sperimentale ha dichiarato idee di plagio Wollaston. Esempio di costruzione:

1. Ciotola d'argento piena di mercurio. Il metallo liquido ha una buona conduttività elettrica e funge da contatto mobile.
2. Nella parte inferiore della ciotola c'è una torta di cera, dove una calamita è bloccata con un palo. Il secondo sorge sopra la superficie del mercurio.
3. Un filo collegato a una sorgente pende da un'altezza. La fine di esso è immerso nel mercurio. Il secondo filo è vicino al bordo della ciotola.
4. Se una corrente elettrica costante passa attraverso un circuito chiuso, il filo inizia a descrivere cerchi sul mercurio. Il centro di rotazione diventa un magnete permanente.

Il design è chiamato il primo motore elettrico del mondo. Ma l'effetto dell'induzione elettromagnetica non si è ancora manifestato. C'è un'interazione di due campi, non di più.Faraday, comunque, non si è fermato e ha creato una ciotola dove il filo è fermo, e il magnete si muove( formando una superficie di rotazione - un cono).Dimostrato che non c'è alcuna differenza fondamentale tra le fonti del campo. Pertanto, l'induzione è chiamata elettromagnetica.

Immediatamente, Faraday fu accusato di plagio e avvelenato per diversi mesi, che scrisse amaramente ad amici fidati. Nel dicembre del 1821 ebbe luogo una conversazione con Wollaston, l'incidente sembrò essere risolto, ma. .. poco dopo il gruppo di scienziati riprese gli attacchi, Sir Humpfrey Devi divenne il capo dell'opposizione. Il significato delle rivendicazioni principali era di opporsi all'idea di accettare Faraday come membri della Royal Society. Ciò ha messo forte pressione sul futuro scopritore della legge dell'induzione elettromagnetica.

La scoperta della legge dell'induzione elettromagnetica

Per il momento, Faraday sembrava abbandonare l'idea della ricerca nel campo dell'elettricità.Sir Humphrey Davy è stato l'unico a lanciare la palla contro la candidatura di Michael. Forse l'ex studente non voleva sconvolgere il patrono che era l'allora presidente della società.Ma l'idea dell'unità dei processi naturali era costantemente tormentata: se l'elettricità potesse essere trasformata in magnetismo, si dovrebbe cercare di fare il contrario.

Questa idea nacque - secondo alcune informazioni - nel 1822, e Faraday portava costantemente con sé un pezzo di minerale di ferro che sembrava fosse un "nodo di memoria".Dal 1825, essendo membro a pieno titolo della Royal Society, Michael riceve la posizione di capo del laboratorio e fa immediatamente innovazioni. Il personale ora si incontra una volta alla settimana in una lezione con dimostrazioni visive di strumenti. A poco a poco, l'ingresso diventa aperto, anche i bambini hanno l'opportunità di provare cose nuove. Questa tradizione ha segnato l'inizio delle famose notti del venerdì.

Per cinque anni, Faraday è stato impegnato in vetro ottico, il gruppo non ha ottenuto un grande successo, ma ci sono stati risultati pratici. C'è stato un evento chiave: la vita di Humphrey Davy, che era costantemente contraria agli esperimenti con l'elettricità, finisce. Faraday respinge la proposta di un nuovo contratto quinquennale e inizia ora una ricerca aperta, che ha portato direttamente all'induzione magnetica. Secondo la letteratura, la serie durò 10 giorni, dispersi in modo non uniforme nel periodo dal 29 agosto al 4 novembre 1831.Faraday descrive la propria configurazione di laboratorio:

Ho realizzato un anello con un raggio esterno di 3 pollici da un metallo circolare morbido( con forti proprietà magnetiche) di 7/8 pollici di diametro. In effetti, si è scoperto il nucleo. I tre avvolgimenti primari erano separati l'uno dall'altro da tessuto di cotone e cordino sartoriale, in modo che potessero essere combinati in uno o usati separatamente. La lunghezza del filo di rame in ciascuno è di 24 piedi. La qualità dell'isolamento è controllata con l'aiuto delle batterie. L'avvolgimento secondario era costituito da due segmenti, ciascuno lungo 60 piedi, separato da quello primario da una distanza.

Dalla sorgente( presumibilmente un elemento di Wollaston), che aveva 10 piastre, ciascuna di 4 pollici quadrati in area, è stata alimentata all'avvolgimento primario. Le estremità del secondario sono cortocircuitate da un pezzo di filo metallico, un ago della bussola è stato posizionato a tre piedi dall'anello lungo la catena. Quando la fonte di alimentazione è stata chiusa, l'ago magnetizzato ha immediatamente iniziato a muoversi e dopo un intervallo è tornato alla sua posizione originale. Ovviamente, l'avvolgimento primario provoca una risposta nel secondario. Ora direi che il campo magnetico si propaga attraverso il nucleo e induce un fem all'uscita del trasformatore.

Con un'interruzione di corrente, l'effetto è stato ripetuto. C'è un contro-EMF parassita, con cui Nikola Tesla ha combattuto, creando bobine a spirale. Il giorno successivo( 30 agosto), Faraday analizza il risultato degli esperimenti e cerca di confrontare ciò che ha visto con fatti già noti alla scienza. Mi viene in mente l'esperienza di Arago nel 1822, che mostra l'interrelazione della rotazione dell'ago magnetico e del disco di rame. I lettori hanno già intuito che l'ago interagisce con il campo delle correnti di induzione. Quindi è stata scoperta la legge dell'induzione elettromagnetica.