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.
Обитатели леса способны жить по соседству, не мешая друг другу...
24 05 2022 5:32:31
Какова же численность населения и этнический состав Франции? ...
23 05 2022 12:53:35
Выделяется два этапа завоевания...
22 05 2022 1:41:29
Самым крупным городом этого района, занимающего более 167 тысяч кв...
21 05 2022 20:20:49
В статье приведены основные правила, исключения из них и примеры правописания окончаний в подобном случае...
20 05 2022 17:58:44
Он граничит с Евразией и Северной Америкой...
19 05 2022 5:17:10
Подобная попытка приведет к разрушению как самой выделяемой части, так и целого...
17 05 2022 22:13:21
16 05 2022 18:44:24
Линия экватора, проходящая через центр Чёрного континента, симметрично делит его площадь на разные природные зоны...
15 05 2022 15:21:38
Правописание наречий в этом случае зависит от той или иной приставки в слове...
13 05 2022 21:36:17
В ходе эволюции живые организмы смогли приспособиться к условиям обитания, которые, порой, бывают весьма суровыми...
12 05 2022 9:51:59
Биография Меган Шонесси наиболее известна как биография профессиональной американской теннисистки...
11 05 2022 6:13:41
Также его называют нефтяной столицей России, поскольку здесь находятся богатые залежи газа и нефти...
10 05 2022 4:47:14
Особенности склонения порядковых числительных подробно описаны в таблице в нашей статье, где также приведены наглядные примеры...
09 05 2022 9:55:28
Все моря, реки, озера и океаны образуют Мировой океан, и только 6% этого объема составляет пресная вода...
08 05 2022 23:18:29
Возникнув в долине великой реки Инд, индийская цивилизация смогла достигнуть своего наивысшего расцвета, подарив миру одну из самых популярных и древних религий, удивительную культуру, самобытное искусство...
07 05 2022 15:29:22
В данной статье мы расскажем, какой тканью образованы кости, укажем их количество, разберём разновидности по отделам, обозначим функции опopно-двигательного аппарата...
06 05 2022 14:45:28
В таблице описаны различные виды местоимений по значению, а также варианты их соотношений с другими частями речи...
05 05 2022 14:59:33
Правила общественного существования строятся на понимании людей дисциплины, соблюдении особых требований, норм и правовых положений...
03 05 2022 19:12:24
Их связывают политические и экономические отношения, географическое разделение труда и прочие факторы...
02 05 2022 1:30:25
Как известно, жизнь зародилась в воде, а лишь потом некоторые виды организмом перебрались на сушу...
01 05 2022 0:16:59
В нашей статье подведем ее итоги...
30 04 2022 0:59:59
Основная часть проживающих здесь народностей представляет индоевропейскую языковую группу...
29 04 2022 0:21:19
Это ведущая отрасль сельского хозяйства с богатой историей и традициями...
28 04 2022 11:54:18
Расположено между Британскими островами на западе, Ютландским, Скандинавским полуостровами на востоке и континентальной Европой на юге...
27 04 2022 10:45:21
Не смотря на то, что Болонья родился в Дуэ, Франция, он обучался во Фландрии...
26 04 2022 10:43:44
В 1888 году в биографии Эймоса Алонсо Стэгга был закончен Йельский университет...
25 04 2022 9:32:49
В настоящий момент запасы энергетического и минерального сырья достаточно истощены, чем объясняется высокая доля импорта таких ресурсов в регионе...
24 04 2022 3:43:45
Какая форма, или механизм отбора действует на данную группу организмов, зависит от климатических, геологических и иных условий...
23 04 2022 5:43:13
Теология – учение, объясняющее толкования и появления знаний о Боге...
22 04 2022 6:14:11
Это единственный континент на Земле, который со всех сторон омывается водами Мирового океана; береговая линия его сильно изрезана, а в океан вдается большое количество крошечных и очень крупных полуостровов...
21 04 2022 8:54:36
Она образована двумя центриолями, состоящими из микротрубочек...
20 04 2022 10:24:14
Представители Члeнистоногих населяют, как водное, так и наземное прострaнcтво нашей планеты...
19 04 2022 2:26:17
Здесь располагается 40 государств с общим населением около 500 млн человек...
18 04 2022 16:41:49
Это устойчивые выражения, которые необходимо выучить...
17 04 2022 19:51:26
Родился Шукшин 25 июля 1929 года в небольшом селе Алтайского края...
16 04 2022 0:57:30
Дает понимание того, что ресурсный потенциал планеты распределен неравномерно...
15 04 2022 16:34:25
По мере своего развития цивилизация накапливает их все больше...
14 04 2022 3:10:51
Обитатели леса способны жить по соседству, не мешая друг другу...
13 04 2022 4:59:19
Этого более чем достаточно для всех людей, однако сохранение воды глобальная проблема человечества...
12 04 2022 3:12:29
Оно приобрело название «реформация», а противоположное ему – «контрреформация»...
11 04 2022 13:24:46
Однако есть исключения из этого правила...
10 04 2022 6:16:47
Наиболее известен как английский герой чемпионата мира 1998 года...
06 04 2022 7:11:50
В этой статье Вы узнаете, в чём заключается биологическое значение митоза, историю исследования данного процесса...
05 04 2022 13:43:14
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 ::