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.
Первые летательные аппараты были неуклюжими и небезопасными, и не могли подниматься очень высоко...
26 11 2023 11:32:49
Великая Северная война, которую изучают по истории в 8 классе открыла путь к Балтике и способствовала «превращению» России в империю...
24 11 2023 17:40:43
Какое именно значение паукообразных в природе и жизни человека, вы узнаете, прочитав данную статью...
23 11 2023 9:24:35
Одевались они в одежду из тонкого льна и носили множество золотых украшений, которые говорили об их богатстве и высоком статусе...
21 11 2023 8:43:52
стала одним из самых трагических событий в отечественной истории...
20 11 2023 12:27:31
По мнению ученых, Карл родился 2 апреля 742 года...
19 11 2023 11:33:21
Для того, чтобы человечество знало, какие представители флоры и фауны нуждаются в самом бережном отношении, была создана Международная Красная книга...
17 11 2023 22:25:29
Значительны в Российской Федерации и запасы пресных вод...
16 11 2023 20:54:36
Биография Джонни Унитас известна как куортербека «Балтимор Колтс» с 1956 по 1972 год...
15 11 2023 10:19:29
В XVII веке империя вступила в затяжной социально-политический кризис...
14 11 2023 2:44:43
Правителем территорий стал его сын Филипп ΙΙ, политика которого привела к массовым восстаниям...
13 11 2023 6:48:41
В связи с этим появилось несколько моделей мирового хозяйства, которых объединяет прострaнcтвенная связь...
12 11 2023 0:43:40
Является одним из крупнейших туристических центров всего мира...
11 11 2023 8:26:22
Для нее хаpaктерен мягкий климат с сухим летом и теплой дождливой зимой, а также преобладание жестколистных вечнозеленых лесов...
10 11 2023 1:51:28
По мнению всех исследователей, он является огромной кладовой природных богатств, самых разных ресурсов, исчерпаемых и неисчерпаемых, возобновляемых и невозобновляемых...
09 11 2023 0:36:36
Развитие последних невозможно без развития металлургии, которая в свою очередь является основой машиностроения...
08 11 2023 7:14:11
Обитают они в пресных водоёмах...
07 11 2023 18:24:32
Погода может быть очень изменчивой даже в течение одного дня...
06 11 2023 21:30:59
Территория республики занимает 4% материка...
04 11 2023 16:17:30
Пернатые освоили леса, луга, горы, болота, научились строить сложные гнёзда и добывать различную пищу...
02 11 2023 22:40:27
Каким же образом правильно записать формулу и не ошибиться в индексе химического элемента? Это легко сделать, если иметь представление, что такое валентность...
01 11 2023 1:28:37
Благодаря археологическим раскопкам ученые смогли установить, что зарождение человеческой расы произошло в Африке – именно там были обнаружены останки первобытных людей...
31 10 2023 16:15:31
Ее площадь составляет 551,5 кв...
30 10 2023 1:20:26
В этой статье мы расскажем о высших представителях данного царства – шляпочных грибах...
29 10 2023 11:29:18
Его должность подразумевала распространение информации и идеологии...
28 10 2023 17:37:47
Наиболее известен как кудрявый бразильский полузащитник « Барселоны»...
27 10 2023 6:47:11
Его творчество известно большим разнообразием тем и мотивов лирики...
26 10 2023 2:40:30
Он подчинялся другим законам и имел другую планировку...
25 10 2023 4:53:50
Наиболее известен как пятикратный чемпион Уимблдона (2003-2007)...
24 10 2023 15:42:54
Северная Америка имеет менее суровые условия, нежели аналогичные области в России...
23 10 2023 2:40:57
На это влияет позиция, которую занимает причастный оборот в предложении...
22 10 2023 18:50:18
В процессе распада сложных веществ образуется энергия, которая тратится на построение и работу всего организма (рост тканей, сокращение мышц, поддержание тепла)...
21 10 2023 12:32:36
Малая группа строится по своим законам: у члeнов семьи особые роли, климат и правила...
20 10 2023 20:38:43
Узнаем, что такое вселенная, и какое место в ней занимает наша планета Земля...
19 10 2023 6:23:18
И эти проявления часто называют механизмом государства...
18 10 2023 22:21:12
Он больше известен как автор произведений «Хоббит» и трилогии «Властелин Колец»...
17 10 2023 1:52:19
В ней школьный учитель изготавливал метамфетамин и превратился в криминального авторитета...
16 10 2023 20:41:12
Родился Иван в городе Елабуга в Вятской губернии 25 января 1832 года в купеческой семье...
15 10 2023 21:49:38
Она включает Северный Ледовитый океан, окраины Евразии и Америки...
14 10 2023 15:25:51
Настоящим именем Шугар Рэя Робинсона было Уолкер Смит...
13 10 2023 20:28:19
Ее территория окончательно сложилась к 13 веку...
12 10 2023 9:26:37
Благодаря особенностям внешнего и внутреннего строения тела, речные paки считаются высокоорганизованным семейством по сравнению с другими paкообразными...
10 10 2023 11:45:55
Сложный процесс длится в зависимости от индивидуальных особенностей человека, условий его проживания, экологии, состояния здоровья и других многочисленных факторов...
09 10 2023 15:47:20
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 ::