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.
На основе палеонтологических, генетических, археологических данных были выявлены стадии антропогенеза...
28 03 2024 13:40:50
27 03 2024 17:53:33
Для осуществления своей власти оно может использовать различные методы и средства, которые в совокупности составляют политический режим...
26 03 2024 10:21:10
Увидеть мир глазами географа — значит собрать безграничные знания о Земле, ее обитателях, населении, ресурсах...
25 03 2024 3:47:33
Фамилия Караваджо пошла от места рождения художника...
24 03 2024 12:47:31
Внешняя оболочка земного шара состоит из множества пород и самых различных минералов, каждый из которых представляет большой интерес для науки...
23 03 2024 3:21:42
На их территории находится множество городов, деревень и поселений...
22 03 2024 12:38:24
Как выяснить пассивность и активность залога и каково правило его употрeбления, расскажет статья...
21 03 2024 15:57:12
Наиболее известен как защитник комaнды «Чикаго Буллз»...
18 03 2024 16:13:52
Существует несколько способов образование видовых пар глаголов, и каждый способ описан в этой статье с приведением наглядных примеров...
17 03 2024 21:39:30
Они показывают, как в экосистемах перемещается энергия по цепям питания...
16 03 2024 2:32:34
Длина его превышает 2,5 тысячи километров...
13 03 2024 17:49:23
Так, в результате внешнего воздействия со временем образуются метаморфические горные породы...
12 03 2024 4:36:29
Человеческая раса, несмотря на все ее достижения, продолжает полностью зависеть от природы...
10 03 2024 9:40:44
Безработные люди не имеют возможности обеспечивать себя и свою семью, приобретать товары, платить налоги, что не может не беспокоить государство, которое стремится решить эту проблему...
09 03 2024 3:33:52
Наиболее известен как пятикратный чемпион Уимблдона (2003-2007)...
08 03 2024 23:10:39
Вакуумом принято называть прострaнcтво, в котором находится газ, давление которого в сотни, а может быть и в тысячи раз ниже атмосферного...
07 03 2024 22:47:52
Наиболее известен как самый знаменитый футболист Бразилии...
06 03 2024 12:23:48
Рельеф – эта постоянно изменяющаяся форма земной поверхности или совокупность неровностей земной поверхности, различающихся происхождением, размером и возрастом...
05 03 2024 23:30:38
Ее нижняя граница находится приблизительно на 71 параллели, так, где остров Врангеля...
04 03 2024 8:53:13
Франция не желала появления сильного политического противника у своих границ, поэтому война между ними была неизбежной...
03 03 2024 4:23:44
Ему, также как и другим отраслям, свойственно наличие ряда источников, расположенных в особой иерархии по отношению друг к другу...
01 03 2024 15:50:59
Материал содержит в себе интересные факты о историческом становлении государства...
29 02 2024 13:38:40
Дает представление о расположении описываемой территорию...
28 02 2024 12:59:19
Великая Северная война, которую изучают по истории в 8 классе открыла путь к Балтике и способствовала «превращению» России в империю...
26 02 2024 7:21:16
25 02 2024 10:35:18
Располагаясь сразу на шести климатических поясах, он обладает уникальной и очень разнообразной природой...
24 02 2024 6:47:52
Обитают они в пресных водоёмах...
23 02 2024 4:47:39
На протяжении пяти тысяч лет она развивалась по собственному пути, вдали от других цивилизаций...
21 02 2024 15:43:17
В этой статье вы узнаете, каковы особенности строения голосеменных растений, познакомитесь с их признаками, найдёте интересные факты о них...
20 02 2024 12:59:27
Данная часть речи имеет категорию падежа, и при его написании зачастую допускаются ошибки...
19 02 2024 17:25:42
Большую популярность ей принес сериал «Интерны»...
18 02 2024 13:17:57
Действительно, территорию большого государства буквально накрыла волна народных восстаний и бунтов...
17 02 2024 17:13:14
По-прежнему большое влияние на жизнь общества и, в частности, культуру, оказывает религиозное мировоззрение, однако в культуре уже закладываются принципы века просвещения...
16 02 2024 12:16:19
Основными в хозяйстве Зарубежной Европы являются экспорт товаров и услуг, промышленное и сельскохозяйственное производство, развитие международного туризма...
14 02 2024 5:59:54
Выделяют несколько природных зон субтропического пояса, обладающих сходным климатом...
13 02 2024 21:34:39
Находясь в окружении многочисленных врагов, внутри страны происходили важные процессы, повлиявшие на дальнейшее развитие государства...
12 02 2024 1:25:46
В зависимости от назначения, числительные делятся на три обширные группы, каждая из которых подробно описана в этой статье...
11 02 2024 21:18:49
Единое государство распалось на несколько независимых частей, ведущих между собой ожесточенную борьбу...
10 02 2024 22:31:10
Водные объекты занимают большую часть суши, благодаря чему в России хорошо развит речной и морской трaнcпорт, промышленность, построено много электростанций...
09 02 2024 3:32:55
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 ::