Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея) – формула, физический смысл
История развития и опыты Фарадея
До середины XIX века считалось, что электрическое и магнитное поле не имеют никакой связи, и природа их существования различна. Но М. Фарадей был уверен в единой природе этих полей и их свойств. Явление электромагнитной индукции, обнаруженное им, впоследствии стало фундаментом для устройства генераторов всех электростанций. Благодаря этому открытию знания человечества о электромагнетизме шагнули далеко вперед.
Фарадей проделал следующий опыт: он замыкал цепь в катушке I и вокруг нее возрастало магнитное поле. Далее линии индукции данного магнитного поля пересекали катушку II, в которой возникал индукционный ток.
Рис. 1. Схема опыта Фарадея
На самом деле, одновременно с Фарадеем, но независимо от него, другой ученый Джозеф Генри обнаружил это явление. Однако Фарадей опубликовал свои исследования раньше. Таким образом, автором закона электромагнитной индукции стал Майкл Фарадей.
Сколько бы экспериментов не проводил Фарадей, неизменным оставалось одно условие: для образования индукционного тока важным является изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый проводящий контур (катушку).
Закон Фарадея
Явление электромагнитной индукции определяется возникновением электрического тока в замкнутом электропроводящем контуре при изменении магнитного потока через площадь этого контура.
Основной закон Фарадея заключается в том, что электродвижущая сила (ЭДС) прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока.
Формула закона электромагнитной индукции Фарадея выглядит следующим образом:
Рис. 2. Формула закона электромагнитной индукции
И если сама формула, исходя из вышесказанных объяснений не порождает вопросов, то знак «-» может вызвать сомнения. Оказывается существует правило Ленца – русского ученого, который проводил свои исследования, основываясь на постулатах Фарадея. По Ленцу знак «-» указывает на направление возникающей ЭДС, т.е. индукционный ток направлен так, что магнитный поток, который он создает, через площадь, ограниченную контуром, стремится препятствовать тому изменению потока, которое вызывает данный ток.
Закон Фарадея-Максвелла
В 1873 Дж.К.Максвелл по-новому изложил теорию электромагнитного поля. Уравнения, которые он вывел, легли в основу современной радиотехники и электротехники. Они выражаются следующим образом:
- Edl = -dФ/dt – уравнение электродвижущей силы
- Hdl = -dN/dt – уравнение магнитодвижущей силы.
Где E – напряженность электрического поля на участке dl; H – напряженность магнитного поля на участке dl; N – поток электрической индукции, t – время.
Симметричный хаpaктер данных уравнений устанавливает связь электрических и магнитных явлений, а также магнитных с электрическими. физический смысл, которым определяются эти уравнения, можно выразить следующими положениями:
- если электрическое поле изменяется, то это изменение всегда сопровождается магнитным полем.
- если магнитное поле изменяется, то это изменение всегда сопровождается электрическим полем.
Рис. 3. Возникновение вихревого магнитного поля
Также Максвелл установил, что распространение электромагнитного поля равна скорости распространения света.
Что мы узнали?
Ученикам 11 класса необходимо знать, что электромагнитную индукцию впервые как явление обнаружил Майкл Фарадей. Он доказал, что электрическое и магнитное поле имеют общую природу. Самостоятельные исследования на основе опытов Фарадея также проводили такие великие деятели как Ленц и Максвелл, которые расширили наши познания в области электромагнитного поля.
В этой статье рассмотрены различные способы образования деепричастий совершенного вида с примерами, а также исключения из общих правил...
25 04 2024 1:28:25
Представитель Венской классической школы музыки, автор более 600 музыкальных произведений...
24 04 2024 20:53:36
Объединил в своем творчестве принципы петербургской и московской композиторских школ ...
23 04 2024 19:15:58
Также внес свой вклад в отечественную педагогику...
21 04 2024 18:55:22
Для какой территории хаpaктерен такой тип почвы и какими особенностями она обладает? ...
20 04 2024 6:34:53
Именно её наличие свидетельствует о более сложном строении организма...
19 04 2024 3:41:36
Родился в Тобольской губернии в семье ямщика...
18 04 2024 22:22:51
Основная часть проживающих здесь народностей представляет индоевропейскую языковую группу...
17 04 2024 4:20:31
Родился Иван 29 июля 1817 года в Феодосии...
16 04 2024 10:13:44
Каковы его особенности, и какие вещества входят в состав воздуха? ...
15 04 2024 8:34:37
Указывает на отличительные черты, которые отличают государства региона от остальных европейских государств...
14 04 2024 9:20:46
Его основная функция – поглощение почвенной воды с растворёнными в ней минеральными веществами...
12 04 2024 0:42:12
Биография Мэри Лу Реттон наиболее известна как история обладательницы золотой медали на Олимпиаде 1984 года...
10 04 2024 15:39:15
Разнообразие их очень велико, и каждое растение уникально и неповторимо...
09 04 2024 12:27:47
Однако зарождением этой авторитарной националистической политики мир обязан Италии...
08 04 2024 11:46:16
Для какой территории хаpaктерен такой тип почвы и какими особенностями она обладает? ...
06 04 2024 2:44:52
Изучать человечество с точки зрения генетики довольно сложно, т...
05 04 2024 15:31:45
Раскрывает проблемы, которые беспокоят ученых...
04 04 2024 3:49:32
Формирование природной зоны зависит от соотношения уровня тепла и влаги, то есть меняется климат – меняется и природная зона...
03 04 2024 14:13:40
Он имеет сухопутные или морские границы с Китаем, Кореей, Японией, США...
01 04 2024 10:10:42
В данной статье описаны правила написания безударных гласных перед этим суффиксом...
30 03 2024 13:17:50
Все здесь кажется таким привычным и известным, но каждый предмет в доме может быть не только полезным, но и опасным для здоровья и даже жизни...
29 03 2024 23:18:28
Обычно, разные части рельефа обозначаются разными цветами: леса – темно-зеленые, пустыни – желтые, а горы – коричневые...
28 03 2024 3:31:15
Для многих, эта территория стала родной еще до начала формирования современной карты мира...
27 03 2024 6:31:29
Все они относятся к бассейнам трех океанов, которые омывают материк, – Атлантического океана, Тихого океана и Северного Ледовитого океана...
26 03 2024 13:22:41
Каждая наука имеет свои методы исследования – тандем приёмов и операций, направленных на построение системы научных знаний...
23 03 2024 14:15:18
Новые земли начали активно осваивать европейские державы, которые положили начало образованию США...
22 03 2024 15:44:58
Основными признаками, по которым идёт классификация, являются строение зубов и конечностей...
20 03 2024 4:59:59
В данной статье приведена таблица с подробным описанием производных и непроизводных междометий с примерами...
18 03 2024 3:59:48
Столицей южного европейского государства является Рим, который вместе с другими прекрасными городами Италии является настоящей сокровищницей Средиземноморья...
17 03 2024 16:30:42
С их помощью можно развить различные отрасли промышленности, модернизировать социальную сферу...
16 03 2024 5:17:23
Подробная хаpaктеристика поможет структурировать информацию и лучше ее запомнить...
15 03 2024 8:28:46
Турки – относительно молодой народ, но давайте рассмотрим, как развивалось их государство...
14 03 2024 1:43:17
Биография Меган Шонесси наиболее известна как биография профессиональной американской теннисистки...
13 03 2024 9:18:39
На его территории расположено 55 различных государств, в которых проживает тысячи разных народов...
12 03 2024 4:15:10
11 03 2024 13:11:35
Родилась 2 апреля 1912 года в городе Кристиания (сейчас Осло), Норвегия...
10 03 2024 14:36:56
Непосредственным поводом стало пресечение царской династии...
09 03 2024 9:47:45
Все они живут в основном на суше и имеют схожее строение тела...
08 03 2024 2:57:22
Рассмотрим конкретно по классам и определим роль члeнистоногих в природе...
07 03 2024 20:45:46
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 :: Знания -10 :: Знания -11 :: Знания -12 :: Знания -13 :: Знания -14 :: Знания -15 :: Знания -16 :: Знания -17 :: Знания -18 :: Знания -19 :: Знания -20 :: Знания -21 ::