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.
Известен как мастер “пейзажных настроений”...
29 11 2023 1:23:26
27 11 2023 15:38:25
Все мембраны имеют сходное строение и связаны в одну систему...
26 11 2023 0:37:14
Будучи основоположником школы поэзии, заложил крепкий фундамент татарского языка и литературы...
25 11 2023 10:13:43
В бескрайних океанических просторах царят мощные течения Тихого океана, описывающие два круга, один из которых циркулирует в северной части океана, а другой – в южной...
24 11 2023 14:35:25
Он известен по своим произведениям «Путешествие Гулливера», был деканом (настоятелем) собора Святого Патрика в Дублине...
23 11 2023 20:31:55
Движение крестоносцев стало самым массовым и значительным явлением эпохи...
22 11 2023 13:17:25
Он имеет сухопутные или морские границы с Китаем, Кореей, Японией, США...
21 11 2023 12:39:25
В данной статье мы кратко и понятно постараемся объяснить, какие процессы происходят во время деления клетки, расскажем о биологическом значении митоза...
18 11 2023 2:45:30
Семейство распространено на всех континентах, включая Антарктиду (мятлик однолетний и луговик антарктический)...
17 11 2023 0:49:40
При этом они не функционируют сугубо автономно, но постоянно взаимодействуют...
16 11 2023 1:30:11
Наиболее известен как защитник комaнды «Чикаго Буллз»...
15 11 2023 0:59:15
Материал содержит данные относительно географического положения стран, их экономики и этнического состава...
14 11 2023 9:29:52
В первую очередь тем, что в море или океане она имеет соленый привкус...
13 11 2023 18:58:10
Цель метаболизма – создание сложных веществ и снабжение организма энергией...
12 11 2023 17:38:39
Самым крупным городом этого района, занимающего более 167 тысяч кв...
11 11 2023 3:46:37
После русской революции в биографии Александра Алехина было получено французское гражданство...
10 11 2023 15:35:52
Обычно подобные реакции протекают с выделением тепла...
09 11 2023 17:42:47
По мнению всех исследователей, он является огромной кладовой природных богатств, самых разных ресурсов, исчерпаемых и неисчерпаемых, возобновляемых и невозобновляемых...
07 11 2023 5:32:31
06 11 2023 14:39:10
05 11 2023 4:15:48
Знаменит благодаря пьесе «Питер Пэн» (Peter Pan, 1904), – сверхъестественной фантазии о мальчике, который отказывался расти...
04 11 2023 13:11:10
В биографии Павлова есть немало интересных, увлекательных моментов...
03 11 2023 13:28:22
Иногда культуру Древнего Египта ученики изучают в форме доклада, поэтому данная статья будет полезной для юных историков...
01 11 2023 23:52:49
Новые тенденции в европейской культуре были названы эпохой Просвещения...
31 10 2023 9:57:41
Резкий скачек в 18 веке, называемые промышленной революцией, дал начало современной расстановке сил и формированию мировых экономических лидеров...
30 10 2023 23:14:37
Ему удалось добиться мирового признания благодаря своим удивительно проникновенным рассказам и романам...
29 10 2023 3:59:24
Являясь частью материнского организма, оно одновременно содержит в себе зачаток дочернего...
28 10 2023 16:23:44
Они представляют собой целостные крупные блоки, находящиеся в непрерывном движении...
27 10 2023 21:30:17
Хотя климат немного похож на северные страны континентальной Европы, природа Англии имеет свои особенности, что обусловлено близостью Северо-Атлантического течения...
26 10 2023 7:27:53
Но право не существует абстpaктно, оно имеет конкретные формы выражения – источники...
25 10 2023 20:41:23
Но такие же изменения можно заметить и поднимаясь в горы...
24 10 2023 17:57:25
Теология – учение, объясняющее толкования и появления знаний о Боге...
23 10 2023 16:46:28
В статье представлена удобная таблица, с помощью которой можно быстро определить, каким члeном предложения является местоимение в каждом конкретном случае...
22 10 2023 16:26:45
В данной статье приведены наиболее распространенные предлоги, используемые в связке с родительным падежом, представлены наглядные примеры...
20 10 2023 20:34:50
Этого более чем достаточно для всех людей, однако сохранение воды глобальная проблема человечества...
19 10 2023 12:18:20
Начальное образование в биографии Фонвизина было получено дома...
18 10 2023 14:23:57
Они расположены в умеренном климатическом поясе, а это значит, что все времена года ярко выражены...
17 10 2023 13:17:56
Они по значению относятся к «похожим» временам, переводятся на русский язык глаголами прошедшего времени, но главное – им нет соответствий в русском языке...
16 10 2023 3:53:40
Обществознание предлагает начинать с изучения типов семей...
15 10 2023 17:11:32
В предложении однородные члeны могут быть связаны сочинительной союзной или бессоюзной связью...
14 10 2023 1:24:44
Описывает его приоритетные направления...
13 10 2023 8:24:18
Будучи представителем знатного рода, он пользовался большим уважением патрициев, но в то же время правителю симпатизировали и беднейшие слои населения...
12 10 2023 9:22:12
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 ::