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.
Влияние человека на окружающий мир приобрело такие масштабы, что вопрос сохранения природы стал одним из самых актуальных...
18 01 2022 11:13:45
Наиболее известный как гонщик Формулы-1 с десятками Гран- При побед...
16 01 2022 19:21:16
Под первым понимают цельную оболочку земного шара, которая состоит из взаимосвязанных компонентов: атмосферы (воздух), литосферы (земля), гидросферы (вода) и биосферы (живые организмы)...
13 01 2022 1:40:56
...
Биография Трэйси Остин известна как чемпионки, которая победила Эверт и Навратилову...
11 01 2022 21:53:59
Эти животные смогли приспособиться к любым условиям не только благодаря внешним признакам, но и имея особое строение внутренних органов...
10 01 2022 21:57:42
Систематические описания природы и погодных условий очень важны, поскольку позволяют сформировать внимательность, наблюдательность, помогают обобщать и делать выводы...
08 01 2022 12:49:49
В круг вопросов, составляющих предмет гражданского права, входят общественные отношения, возникающие между отдельными людьми, организациями и государством...
07 01 2022 7:52:55
Согласно гипотезе жизнь произошла из неживой материи (абиогенно) в результате сложных биохимических реакций...
06 01 2022 18:54:47
Рельеф – эта постоянно изменяющаяся форма земной поверхности или совокупность неровностей земной поверхности, различающихся происхождением, размером и возрастом...
05 01 2022 19:33:21
На Земле скорпионы живут более 400 млн...
04 01 2022 4:32:35
Именно здесь находится рубеж, отделяющий Европу от Азии...
02 01 2022 9:16:37
Форма правления власти в этих странах получила название абсолютизма...
31 12 2021 0:41:52
В нашей статье рассмотрим виды вооружения, которые использовали основные страны-участницы конфликта...
30 12 2021 7:52:20
Обществознание за 5 класс помогает разобраться с простым термином «время»...
29 12 2021 11:24:24
Благодаря особенностям внешнего и внутреннего строения тела, речные paки считаются высокоорганизованным семейством по сравнению с другими paкообразными...
28 12 2021 20:44:25
Существует две теории образования Древнерусского государства: норманнская и антироманнская...
27 12 2021 14:40:18
Втянутыми в войну оказались множество полисов, входивших в каждый из двух союзов...
25 12 2021 18:12:17
В соответствии с особенностями скелета выделяют два класса рыб...
24 12 2021 14:15:15
Будучи новатором в скрипичной музыке, он написал множество прекрасных произведений для этого инструмента...
21 12 2021 8:33:16
Островов намного больше, они расположены на Юге – в Средиземном море, на Севере, например, Фарерские острова и на Западе – в Атлантическом океане...
20 12 2021 17:32:45
Биография Нади Команечи наиболее известна как биография безупречной румынской гимнастки на Олимпиаде 1976 года...
18 12 2021 8:58:35
...
Продолжительность цикла у разных клеток отличается...
15 12 2021 21:49:56
Приобретая новые черты, она изменялась, но не теряла своего значения, поэтому можно говорить о том, что религия – это один из институтов общества...
14 12 2021 17:33:44
...
13 12 2021 14:59:40
Он завоевал репутацию сильного боксера в любительских боях...
12 12 2021 16:50:32
Данный ряд считается высокоорганизованным видом среди paкообразных...
10 12 2021 8:16:21
Эта религия проникла сюда в начале на своего зарождения и очень быстро распространилась благодаря тому, что она опиралась на поддержку бедных слоев населения...
09 12 2021 7:16:20
Движение зарядов принято за направление электрического тока...
08 12 2021 21:59:25
Статья указывает на наиболее значимые статьи экспорта, которые приносят значительную долю прибыли в бюджет страны...
07 12 2021 8:18:35
Это огромная территория, на которой находится большое количество государств...
06 12 2021 3:11:52
Все они относятся к бассейнам трех океанов, которые омывают материк, – Атлантического океана, Тихого океана и Северного Ледовитого океана...
05 12 2021 13:44:22
Восточная или Византийская империя сумела сберечь традиции римской культуры и государственности за годы своего существования...
04 12 2021 11:28:11
Является одним из крупнейших туристических центров всего мира...
03 12 2021 15:47:24
, а площадь речного бассейна – более 1,3 млн...
30 11 2021 21:54:47
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 ::
