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.
Это слово часто встречается в речи, следовательно, важно разобраться в особенностях его употрeбления...
28 11 2023 0:11:15
Рельеф – эта постоянно изменяющаяся форма земной поверхности или совокупность неровностей земной поверхности, различающихся происхождением, размером и возрастом...
25 11 2023 22:16:22
Биография Горди Хоу известна как история одного из величайших нападающих за всю историю игры...
23 11 2023 22:46:37
Какое место среди них занимает право? Понятие права, одно из понятий ТГП (теории государства и права), изучают на уроках обществознания в 10 классе...
22 11 2023 3:26:20
Предоставленный материал будет очень полезным для подготовки к уроку географии и окружающего мира...
21 11 2023 2:20:34
Они и являются главными «виновниками» грамматических трудностей...
20 11 2023 1:15:31
В данной статье мы вспомним материал за 6 класс биологии и повторим, какие приборы существуют, как они работают, познакомимся с историей открытия микроскопа...
17 11 2023 12:54:11
Народная артистка России, Карелии, Чеченской Республики...
16 11 2023 15:45:23
Простой способ увеличить словарный запас – это выучить суффиксы существительных в английском языке...
15 11 2023 11:45:24
Берет начало в горных вершинах Монголии и, протекая через всю страну, впадает в Енисейский пролив Карского моря...
14 11 2023 13:49:41
В результате полувекового военного конфликта произошло перераспределение сил на континенте: некогда могущественная Персидская держава пришла в упадок, в то время как Древняя Греция вошла в период своего наивысшего расцвета...
13 11 2023 13:33:23
В свою очередь, эта часть речи представлена различными формами...
12 11 2023 16:53:58
Именно благодаря ему мир узнал о новых, ранее неизведанных землях...
11 11 2023 6:10:26
Статья дает представление о мысах, на которых находятся ориентиры по сторонам света относительно расположения Африки...
10 11 2023 17:34:31
Наиболее известен как баскетбольная звезда зала славы...
09 11 2023 20:20:57
Родиной Паслёновых является Центральная и Южная Америка...
08 11 2023 5:17:26
Его творческое наследие составляют трагедии, комедии и 236 басен, собранных в 9-ти книгах...
07 11 2023 7:44:41
Она покрывает ее полностью, защищая поверхность от высочайших температур ядра планеты...
06 11 2023 19:46:51
После cмepти царя Федора власть перешла к царевне Софье Алексеевне...
05 11 2023 16:38:25
В этом случае передача признаков по наследству не подчиняется законам Менделя, т...
04 11 2023 20:43:27
В настоящий момент запасы энергетического и минерального сырья достаточно истощены, чем объясняется высокая доля импорта таких ресурсов в регионе...
03 11 2023 0:43:17
Они способны меняться по падежам, имеют формы единственного и множественного числа, и отвечают на вопрос Кто? В данной статье приведены особенности склонения местоимений 1 лица с примерами...
01 11 2023 13:13:32
Здоровье – это самое ценное, что есть у человека, ведь его не купишь ни за какие богатства мира...
31 10 2023 20:13:14
Со временем оно не исчезло, наоборот, в связи с появлением государства, развитием промышленности, усложнением социальной структуры, расслоение общества усилилось...
30 10 2023 8:51:13
Его значение – в разностороннем обеспечении жизни на Земле...
29 10 2023 2:12:20
Впервые формулировка прозвучала в 1866 году...
28 10 2023 19:32:57
Благодаря им человечество сделало большой шаг вперед в своем развитии и оказалось на пороге Нового времени...
26 10 2023 20:18:47
Для осуществления этих реакций используется энергия и вещества, запасённые в ходе световой фазы: за открытие данного цикла реакций в 1961 году была присуждена Нобелевская премия...
24 10 2023 13:29:41
Наша статья рассказывает о связи основных сословий того времени: феодалов и зависимых крестьян...
23 10 2023 15:32:23
В данной статье мы кратко и понятно постараемся объяснить, какие процессы происходят во время деления клетки, расскажем о биологическом значении митоза...
22 10 2023 3:44:46
Такие города называют миллионерами...
21 10 2023 21:11:50
Рассмотрим межотраслевые комплексы России подробнее...
19 10 2023 23:27:14
При рождении имела фамилию Мельник...
18 10 2023 5:34:23
Родился Винсент 30 марта 1853 года в Нидерландах...
17 10 2023 11:37:48
Наиболее известен как победитель открытого чемпионата Великобритании по гольфу 2001 года...
16 10 2023 16:10:56
На выветривание влияет множество факторов, и, в зависимости от этого, различают три его типа: механическое, органическое и химическое выветривание горных пород...
15 10 2023 7:28:28
Фотосинтез создал всю массу растений на Земле и насытил атмосферу кислородом...
13 10 2023 14:59:31
Эта европейская держава находится между Атлантическим океаном и Средиземным морем, и надежно защищена от холодных циклонов горами и скалами...
12 10 2023 11:56:11
Находится она на западных склонах Уральских гор...
11 10 2023 6:48:38
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 ::