Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.
Опыты Фарадея
Содержание:
- 01 ноября 2023
- 5 минут
- 4482
В году было произведено открытие магнитного пола вокруг проводника Эрстедом. В то время производилось много опытов и экспериментов, связанных с электричеством. Фарадей эмпирически открыл явление электромагнитной индукции августа года. Он обнаружил явление у стационарных проводников при замыкании и размыкании цепи.
Позже было доказано, что явление электромагнитной индукции появляется при движении катушек с токами друг с другом. Еще октября из лабораторного журнала было видно обнаружение индукционного тока во время введения и удаления магнита из катушки. В течение месяца все особенности изучил Фарадей.
Именно он сумел объяснить явления диа- и парамагнетизма, объясняя это тем, что материалы, располагаемые в пределах магнитного поля ведут себя по-разному: ориентируются по полю, как пара- и ферромагнетики, или поперек, как диамагнетики.
Опыты Фарадея. Электромагнитная индукция
Опыты Фарадея известны из школьного курса, наглядно представленные на рисунке.
Рисунок Возникновение электрического тока при поднесении или вытягивании катушки с левой стороны и возникновение электрического тока с двумя близко расположенными катушками справа.
Рисунок Возникновение электрического тока при соединении катушек сердечником.
На данный момент опыты Фарадея называют классическими и применяют для обнаружения электромагнитной индукции:
- Замыкание гальванометра на соленоиде. В соленоид опускается постоянный магнит, перемещая который, фиксируются отклонения стрелки гальванометра. Это говорит о наличии индукционного тока. Если увеличить скорость перемещения магнита относительно катушки, тогда стрелка гальванометра отклонится еще сильнее. Это говорит о том, что произошла замена полей. Магнит может быть неподвижным или передвижение соленоида происходит относительно магнита.
- Две катушки. Производится установка одной в другую. Концы одной из них подключаются с гальванометром. Другая катушка подвергается прохождению тока. При его подаче и отключении стрелка гальванометра изменяет свое положение. В этом случае катушки должны находиться в движении относительно друг друга. Стрелка гальванометра уменьшает значение при его включении.
При изменении потока вектора индукции, пронизывающего проводящий контур, происходит возникновение электрического тока, что называется явлением электромагнитной индукции, а такой ток – индукционным.
Явление электромагнитной индукции и опыты
Обобщив все результаты, Фарадей выявил, что возникновение индукционного тока возможно при изменении потока магнитной индукции, сцепленного с контуром. Тогда величина индукционного тока не имеет связи с изменением потока, а только со скоростью его изменения. Фарадей доказал, что величина отклонения стрелки гальванометра связана со скоростью перемещения магнита относительно друг друга.
Исходя из опытов Майкла Фарадея, Максвелл сумел описать и сформулировать основной закон электромагнитной индукции.
Основываясь на нем, электродвижущая сила индукции в замкнутом контуре равняется скорости изменения магнитного потока через поверхность, которая ограничена контуром .
Из формулы следует, что - магнитный поток, а - угол, расположенный между вектором и нормалью к плоскости контура. Знак минуса характеризует правило Ленца.
Суть опытов Фарадея в том, что с помощью явления электромагнитной индукции видна связь электрического и магнитного полей. Появление электрического поля возможно при изменении магнитного.
Его природа отличается от электростатического тем, что не имеет связи с электрическими зарядами, а линии напряженности не могут заканчиваться или начинаться. Их считают замкнутыми, а такое образовавшееся поле вихревым.
Навигация по статьям
