Legea inducției electromagnetice

Legea inducției electromagnetice este o formulă care explică formarea unui emf într-o bucla de conductor închis cu schimbări în câmpul magnetic. Postulatul explică activitatea transformatoarelor, a preselor și a altor produse care asigură astăzi dezvoltarea tehnologiei.

Povestea lui Michael Faraday

Michael Faraday a fost luat de la școală împreună cu fratele său mai mare, motiv pentru un defect de vorbire. Descoperitorul lispului de inducție electromagnetică, iritând profesorul. Ea a dat bani pentru a cumpăra un băț și a sculpta un potențial client al unui vorbitor terapeut.Și fratele mai mare Michael.

Viitoarea vedetă a științei a fost cu adevărat draga soartei. Pe parcursul călătoriei sale, el, cu perseverența cuvenită, a găsit ajutor. Fratele cu sfidare a returnat moneda, raportând incidentul mamei. Familia nu era considerată bogată, iar tatăl, un artizan talentat, se străduia să se întâlnească.Frații au început să caute o slujbă mai devreme: familia a trăit alimente de la 1801, Michael avea zece ani la acel moment.

De la treisprezece ani, Faraday intră în librărie de către un comerciant de ziare. Prin întregul oraș, abia reușește să ajungă la adrese din opusul Londrei. Datorită diligentei, proprietarul Ribot îi dă Faraday locul ucenicului cărții pentru șapte ani gratuit. De mult timp, un om de pe stradă îl plătise pe stăpân pentru procesul de achiziționare a unei meserii. La fel ca Georg Omu abilitatea unui mecanic, Faraday în viitor, procesul de legare de carte a fost util în întregime. Un rol important a fost jucat de faptul că Michael a citit cu atenție cărțile care se încadrează în lucrarea sa.

Faraday scrie că și el a crezut cu bunăvoință în tratatul doamnei Marset( Discuție despre chimie) și în povestirile celor o mie și una de nopți. Dorința de a deveni om de știință a jucat un rol important în această chestiune. Faraday alege două direcții: electricitate și chimie.În primul caz, principala sursă de cunoaștere este Enciclopedia britanică.Mintea instigatoare necesită confirmare scrisă, tichetul tânăr verifică în mod constant cunoștințele în practică.Faraday devine un experimentator experimentat, care va juca un rol principal în studiul inducției electromagnetice.

Amintiți-vă că vorbim despre un student fără venituri proprii. Fratele și tatăl mai mare au asistat cât mai mult posibil.Începând cu reactivii chimici și terminând cu asamblarea unui generator electrostatic: experimentele necesită o sursă de energie.În același timp, Faraday reușește să participe la cursuri de științe naturale plătite și pune cu meticulozitate cunoștințe într-un notebook. Apoi ea țese notele, folosind abilitățile dobândite. Termenul de ucenicie se încheie în 1812, Faraday începe să caute muncă.Noul proprietar nu este atât de docil și, în ciuda posibilității de a deveni moștenitor al cauzei, Michael se află pe drum spre descoperirea inducției electromagnetice.

Calea științifică a lui Faraday

În 1813, soarta a zâmbit asupra unui om de știință care a dat lumii o idee de inducție electromagnetică: reușind să îl înlocuiască pe Sir Humphrey Davy, o scurtă perioadă de cunoaștere va juca un rol în viitor. Faraday este insuportabil să facă mai mult decât un liant, scrie o scrisoare lui Joseph Banks, apoi președinte al Societății Regale a Oamenilor de Știință.Un fapt va spune despre natura activității organizației: Faraday a primit un loc numit minion senior: îi ajută pe lectori, șterge praful de la echipament și supraveghează transportul. Joseph Banks ignoră mesajul, Michael nu este descurajat și scrie Davy. La urma urmei, nu există alte organizații științifice în Anglia!

Davy este foarte atent pentru că el este familiarizat personal cu Michael. Fără a fi talentat în mod natural de abilitatea de a vorbi - amintiți-vă de experiența școlii - și de a-și exprima gândurile în scris, Faraday ia lecții speciale pentru a-și dezvolta abilitățile necesare. Experimentele sunt atent sistematizate într-un notebook, își prezintă gândurile într-un cerc de prieteni și oameni asemănători. Până la cunoștința sa cu Sir Humphrey, Davy obține o îndemânare remarcabilă, solicită un nou om de știință pentru poziția menționată mai sus. Faraday este fericit, dar ideea de a numi un viitor genial pentru spălarea vesela a fost inițial stabilită. ..

La cererea de rock, Michael este forțat să asculte prelegeri pe diverse subiecte. Asistența pentru profesori a fost necesară doar periodic, altfel a fost permis să se afle în sala de clasă și să asculte. Având în vedere costul educației la Harvard, acesta a fost un timp liber. După șase luni de lucru strălucit( octombrie 1813), Davy îl invită pe Faraday într-o călătorie în Europa, războiul sa terminat, trebuie să te uiți în jur. Aceasta a devenit o școală bună pentru descoperitorul de inducție electromagnetică.

La întoarcerea în Anglia( 1816), Faraday este promovat la asistent de laborator și publică prima sa cercetare în calcar.

Cercetarea electromagnetismului

Fenomenul inducerii electromagnetice constă în inducerea unui emf într-un conductor sub acțiunea unui câmp magnetic variabil. Astăzi, pe acest principiu, aparatele funcționează, începând cu transformatoare și terminând cu plită.Campionatul din regiune este dat lui Hans Oersted, la 21 aprilie 1820, care a observat efectul unui circuit închis pe acul busolei. Observații similare au fost publicate sub formă de note de către Giovanni Domenico Romanosi în 1802.

Meritul unui om de știință danez în atragerea câtorva oameni de știință proeminenți în cauza. Deci, se observă că săgeata este deflectată de un conductor cu curent, iar în toamna anului anterior sa născut primul galvanometru. Dispozitivul de măsurare din domeniul energiei electrice a devenit un mare ajutor pentru mulți. Pe parcurs, s-au exprimat diferite puncte de vedere, în special, Wollaston a anunțat că ar fi frumos să facem conductorul cu un curent să se rotească continuu sub influența unui magnet.În anii 20 ai secolului al XIX-lea, euforia stăpânea în jurul acestei probleme, până atunci magnetismul și energia electrică erau considerate fenomene independente.

Cu ocazia lui 1821, Michael Faraday a pus ideea în practică.Se susține că primul motor electric a fost apoi născut. Pe 12 septembrie 1821, într-o scrisoare către Gasparu de la Riva, Faraday scria:

"Am aflat că atracția și respingerea unui ac magnetic cu un fir cu curent este jocul copilului. O anumită forță va roti continuu magnetul sub acțiunea curentului electric. Am construit calcule teoretice și am reușit să o pun în practică. "

O scrisoare către de la Reeve nu a devenit un accident. Fiind un om de știință, Faraday a câștigat câțiva suporteri și singurul adversar implacabil. .. Sir Humpfrey Davy. Instalarea experimentală a declarat ideile de plagiat Wollaston. Exemplu de construcție:

1. Vas de argint umplut cu mercur. Lichidul metalic are o conductivitate electrică bună și servește ca un contact în mișcare.
2. În partea inferioară a bolului este un tort de ceară, unde un magnet de tije este blocat cu un pol. Al doilea se ridică deasupra suprafeței mercurului.
3. O conductă conectată la o sursă este suspendată de la o înălțime. Sfârșitul acestuia este scufundat în mercur. Al doilea fir este aproape de marginea vasului.
4. Dacă un curent electric constant este trecut printr-un circuit închis, firul începe să descrie cercuri pe mercur. Centrul de rotație devine un magnet permanent.

Designul este numit primul motor electric din lume. Dar efectul inducției electromagnetice nu sa manifestat încă.Există o interacțiune între două domenii, nu mai mult. Faraday, apropo, nu sa oprit și a făcut un castron în care firul este staționar, iar magnetul se mișcă( formând o suprafață de rotație - un con).Sa demonstrat că nu există diferențe fundamentale între sursele câmpului. Prin urmare, inducția se numește electromagnetică.

Imediat, Faraday a fost acuzat de plagiat și a fost otrăvit timp de câteva luni, pe care le-a scris cu amărăciune prietenilor de încredere.În decembrie 1821 a avut loc o conversație cu Wollaston, incidentul părea a fi rezolvat, dar. .. puțin mai târziu, grupul de oameni de știință a reluat atacurile, Sir Humpfrey Devi a devenit șeful opoziției.Înțelesul principalelor pretenții era de a se opune ideii de a accepta Faraday ca membri ai Societății Regale. Acest lucru a pus o presiune grea asupra viitorului descoperitor al legii inducției electromagnetice.

Descoperirea legii inducției electromagnetice

Pentru moment, Faraday părea să abandoneze ideea cercetării în domeniul electricității. Sir Humphrey Davy a fost singurul care a aruncat mingea împotriva candidaturii lui Michael. Poate că fostul student nu a vrut să suprime patronul care era atunci președintele societății. Dar ideea unității proceselor naturale a fost chinuită în mod constant: dacă energia electrică ar putea fi transformată în magnetism, ar trebui să încercăm să facem contrariul.

Această idee sa născut - conform unor informații - în 1822, iar Faraday a purtat în mod constant cu el o bucată de minereu de fier care părea că ar servi ca un "nod de memorie".Din 1825, fiind membru cu drepturi depline al Societății Regale, Michael primește funcția de șef al laboratorului și face imediat inovații. Personalul se întrunește acum o dată pe săptămână la o prelegere cu demonstrații vizuale ale instrumentelor. Treptat, intrarea devine deschisă, chiar și copiilor li se dă posibilitatea de a încerca lucruri noi. Această tradiție a marcat începutul celebrului vineri.

De cinci ani, Faraday sa angajat în sticlă optică, grupul nu a avut un mare succes, dar au existat rezultate practice. A fost un eveniment cheie - viața lui Humphrey Davy, care se opunea în mod constant experimentelor cu electricitate, se termină.Faraday respinge propunerea pentru un nou contract pe cinci ani și începe acum cercetarea deschisă care a condus direct la inducția magnetică.Potrivit literaturii, seria a durat 10 zile, împrăștiate inegal în perioada 29 august - 4 noiembrie 1831.Faraday descrie configurația proprie de laborator:

am realizat un inel cu o rază exterioară de 3 centimetri dintr-un metal circular metalic( cu proprietăți magnetice puternice) cu diametrul de 7/8 inch. De fapt, sa dovedit esența. Cele trei înfășurări primare au fost separate una de cealaltă de cârpa de bumbac și cordonul de croitorie, astfel încât acestea să poată fi combinate într-una sau folosite separat. Lungimea firului de cupru din fiecare este de 24 de picioare. Calitatea izolației este verificată cu ajutorul bateriilor.Înfășurarea secundară a constat din două segmente, fiecare de 60 de picioare lungi, separate de cea primară de la distanță.

Din sursa( probabil un element din Wollaston), care avea 10 plăci, câte 4 patrați centimetri în zonă, a fost alimentată la înfășurarea primară.Capetele secundar sunt scurtcircuite printr-o bucată de sârmă, un ac de busolă fiind așezat la trei picioare de inel de-a lungul lanțului. Când sursa de alimentare a fost închisă, acul magnetizat a început imediat să se miște și, după un interval, a revenit la locul său original. Evident, înfășurarea primară determină un răspuns în secundar. Acum aș spune că câmpul magnetic se propagă prin miez și induce un emf la ieșirea transformatorului.

Cu o întrerupere a alimentării, efectul a fost repetat. Există un contra-EMF parazit, cu care Nikola Tesla a luptat, creând bobine spirale. A doua zi( 30 august), Faraday analizează rezultatul experimentelor și încearcă să compare ceea ce a văzut cu fapte deja cunoscute științei. Experiența lui Arago din 1822 vine în minte, arătând interrelația între rotația acului magnetic și discul de cupru. Cititorii au ghicit deja că acul a interacționat cu câmpul de curenți de inducție. A fost descoperită legea inducției electromagnetice.