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 его состав входят 9 субъектов, плотность населения в которых распределена неравномерно...
18 03 2024 8:47:53
Чистые содержат молекулы только одного вещества...
16 03 2024 9:50:19
Свое прозвище (Донской) получил после победы в Куликовской битве...
14 03 2024 15:11:32
Для того чтобы эти нормы действительно помогали устанавливать порядок в обществе, необходимо, чтобы они были точно и конкретно сформулированы и законодательно закреплены...
13 03 2024 9:54:24
В его составе – три области (Новгородская, Псковская и Ленинградская), а также собственно Санкт-Петербург и анклав государства – Калининградская область...
12 03 2024 20:56:47
Самыми высокоразвитыми государствами на континенте считаются Германия, Франция, Великобритания и Италия, – члeны Большой Семерки...
11 03 2024 19:25:14
Родился 19 февраля 1473 года в Торуне, Польша...
08 03 2024 12:11:11
В зависимости от своего значения эта изолированная часть речи делится три основные группы, детальные описания которых приведены в данной статье...
07 03 2024 16:57:19
С 1698 года царь осуществил ряд преобразований, направленных на укрепление своей власти и повышение уровня развития страны...
06 03 2024 2:20:48
Степи широко распространены на всех частях суши, кроме Антарктиды...
05 03 2024 2:45:56
В статье приведены синтаксические и грамматические признаки относительных местоимений с примерами, а также вопросы, на которые они отвечают в предложении...
04 03 2024 0:14:59
С развитием науки теория неоднократно пересматривалась и редактировалась...
03 03 2024 19:23:18
Именно её наличие свидетельствует о более сложном строении организма...
02 03 2024 16:57:49
И это неспроста – большую ее часть занимают океаны, моря, реки и озера...
01 03 2024 17:25:10
95% материка имеет высоту не больше 600 метров над уровнем моря...
29 02 2024 8:40:33
Давайте рассмотрим это понятие подробнее...
28 02 2024 23:41:20
Подобный процесс изначально порождён был необходимостью установления коммуникационных связей в обществе для совместной деятельности и передачи информации...
27 02 2024 8:10:43
В отличие от пастбищной цепи она начинается с редуцентов, т...
26 02 2024 3:19:22
Множество национальностей по своей воле объединилось в единое целое...
25 02 2024 10:41:57
Так как материк находится пpaктически во всех климатических поясах, то, естественно, что флора на юге и на севере сильно отличается друг от друга...
24 02 2024 9:22:48
Какая форма, или механизм отбора действует на данную группу организмов, зависит от климатических, геологических и иных условий...
23 02 2024 20:18:15
Он проходил примерно с 800 по 900 годы...
21 02 2024 12:13:26
В состав крови человека входит железосодержащий белок – гемоглобин, который разносит кислород при циркуляции крови ко всем органам и тканям...
20 02 2024 20:14:59
19 02 2024 9:51:55
Как правило, действия против морали осуждаются со стороны общества...
18 02 2024 10:17:13
Климат Русской равнины зависит от нескольких факторов: географическое положение, рельеф, близость океана...
17 02 2024 13:49:40
Этого более чем достаточно для всех людей, однако сохранение воды глобальная проблема человечества...
16 02 2024 14:50:49
Край растянулся с севера на юг на 600 километров: по площади это больше почти любой европейской страны...
15 02 2024 5:55:24
Теология – учение, объясняющее толкования и появления знаний о Боге...
14 02 2024 14:44:39
Оно дарит чувство свободы, позволяет быстро передвигаться и не загрязнять воздух выхлопными газами, как делают это автомобили...
13 02 2024 1:47:52
Родился Константин в Москве, однако в первые годы своей биографии Паустовский много переезжал вместе с семьей...
12 02 2024 21:30:41
Но восстание Спартака в Древнем Риме стоит особняком...
11 02 2024 6:19:52
Что это слово означает в физике и как определить работу силы упругости? Ответы на эти вопросы вы узнаете в статье...
10 02 2024 4:18:16
Экономика важна не только на государственном уровне, потому что каждый человек должен знать, как правильно потратить деньги на решение собственных нужд...
09 02 2024 5:34:26
Одним из них является митоз – процесс деления эукариотических клеток, при котором передаётся и сохраняется генетическая информация...
07 02 2024 10:53:59
Однако благодаря иммунитету человек не болеет постоянно и может справляться со многими болезнями, которые раньше считались cмepтельными...
06 02 2024 9:56:10
Там, где сухо и жарко формируются пустыни, где целый год идут дожди и светит солнце – буйная растительность экваториальных лесов...
05 02 2024 16:38:17
04 02 2024 14:22:35
Наиболее известен как питчер комaнды «Бостон Рэд Сокс»...
03 02 2024 21:33:25
В разных климатических поясах обитают совершенно разные особи со своими особенностями и потребностями...
02 02 2024 12:23:10
Узнаем, что такое вселенная, и какое место в ней занимает наша планета Земля...
31 01 2024 15:30:17
Активное использование минеральных ископаемых привело к истощению запасов природных материалов...
30 01 2024 11:31:29
Для того чтобы нормы российского основного закона не нарушались, существует специальный орган, осуществляющий контроль – Конституционный Суд РФ...
29 01 2024 0:46:19
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 ::