Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея) – формула, физический смысл

В 1831 году мир впервые узнал о понятии электромагнитной индукции. Именно тогда Майкл Фарадей обнаружил это явление, ставшее в итоге важнейшим открытием в электродинамике.
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.
Материковая — это суша и на ней есть горы, равнины и низменности – их видно и всегда можно по ним пройти...
28 05 2022 8:54:28
Однако каждое царство имеет свои особенности...
27 05 2022 12:48:28
Многообразие животного мира отразилось и на способах питания: кто-то питается свежим мясом, кто-то – ягодами и травой, а кто-то может питаться и тем, и другим...
26 05 2022 14:48:40
Как правило, действия против морали осуждаются со стороны общества...
25 05 2022 19:26:23
Родился Виктор в Нью-Йорке 17 ноября 1913 года...
24 05 2022 0:13:33
23 05 2022 11:43:13
Именно тогда Майкл Фарадей обнаружил это явление, ставшее в итоге важнейшим открытием в электродинамике...
22 05 2022 23:18:48
Вначале своей биографии Артемизия Джентилески обучалась живописи у отца, затем Агостино Тасси...
21 05 2022 22:13:41
Биография Чикаго известна как история феминистки, основательницы женского образовательного художественного коллектива...
20 05 2022 1:36:10
Все они не принадлежали к царской династии и не пользовались популярностью в народе...
18 05 2022 4:20:46
Его последствия были очень тяжелыми и носили глобальный хаpaктер...
17 05 2022 17:21:22
...
16 05 2022 3:58:49
Для достижения очередных военных задач армии требовались не только финансовые и материальные ресурсы – оружие, корабли, продовольствие, но и людские – солдаты и талантливые военачальники...
15 05 2022 11:56:17
Огромные территории покрыты дремучими лесами...
14 05 2022 23:23:47
13 05 2022 18:27:25
Так как они достаточно масштабны, то требуется множество законов, чтобы охватить ими все возникающие вопросы...
11 05 2022 14:22:42
Рассмотрим общую хаpaктеристику природных ресурсов мира и различные подходы к их классификации...
10 05 2022 2:48:19
Наиболее известна как звезда баскетбольной комaнды университета Коннектикута 1995 года...
09 05 2022 12:32:13
Разнообразие их очень велико, и каждое растение уникально и неповторимо...
08 05 2022 3:59:49
Преобразование веществ в энергию является главным условием живых организмов, начиная одноклеточными растениями и заканчивая человеком...
07 05 2022 23:44:30
Территории, обладающие общими условиями, называются природными зонами...
05 05 2022 12:11:11
В этой статье рассмотрены правила написания числительных с НЕ, а также приведены наглядные примеры...
04 05 2022 19:59:50
Но все многообразие нашего мира можно условно разделить на три группы: тела, вещества и частицы...
03 05 2022 21:16:44
Кандидат юридических наук (2003), обладатель юридической премии «Сибирская фемида» (2004)...
02 05 2022 8:21:49
Семейная экономическая политика сравнима с жизнью предприятия...
01 05 2022 16:57:51
На западе страны расположена горная местность, которая находится под влиянием Тихого океана, а для равнинных областей с резко континентальным климатом хаpaктерно влияние Арктики...
29 04 2022 2:42:19
Водные объекты занимают большую часть суши, благодаря чему в России хорошо развит речной и морской трaнcпорт, промышленность, построено много электростанций...
28 04 2022 6:37:13
Их названия говорят сами за себя: количественные обозначают количество, а порядковые – порядок...
26 04 2022 8:16:39
Великая Северная война, которую изучают по истории в 8 классе открыла путь к Балтике и способствовала «превращению» России в империю...
25 04 2022 3:45:29
Многие представители розоцветных являются культурными растениями...
23 04 2022 23:46:25
Она включает Северный Ледовитый океан, окраины Евразии и Америки...
22 04 2022 12:20:14
Для многих, эта территория стала родной еще до начала формирования современной карты мира...
21 04 2022 21:15:32
Они начались в начале XI века и закончились спустя около 400 лет...
20 04 2022 17:36:58
Они которые употрeбляются по отношению к действиям, различным по динамике и моменту совершения...
19 04 2022 17:18:45
18 04 2022 15:20:59
По своему строению и хаpaктерным признакам он относится к типу члeнистоногих...
17 04 2022 8:25:22
Какие права и обязанности граждан России существуют и почему важно их соблюдать? Подробно о теме 7 класса обществознания говорим в этой статье...
16 04 2022 13:12:32
Его географическое положение и погодные условия создали условия для образования уникальных биологических комплексов...
14 04 2022 23:47:55
В этой статье приведены синтаксические и грамматические особенности этой части речи, а также различные варианты образования кратких причастий настоящего и прошедшего времени с примерами...
13 04 2022 11:28:44
Статья указывает на наиболее значимые статьи экспорта, которые приносят значительную долю прибыли в бюджет страны...
12 04 2022 23:59:27
Будучи филантропом и набожным человеком, он тратил свое состояние на благотворительность...
11 04 2022 20:14:11
Кратко рассказывает о ее национальном составе...
09 04 2022 10:45:40
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 ::