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.

Рельеф Антарктиды – каковы особенности, хребты и горы

С момента открытия в 1820 году и до сих пор ученые продолжают изучать «шестой материк», его рельеф и климат...

07 05 2024 0:46:20

Бесполое размножение у растений с примерами

Способ воспроизводства без слияния гамет называется бесполым размножением у растений...

06 05 2024 2:23:46

Гражданское общество и правовое государство – кратко о соотношении и взаимосвязи по плану

Узнаем кратко о гражданском обществе и правовом государстве...

05 05 2024 7:50:27

Великое переселение народов – последствия для мировой истории кратко

Это условное название было дано этническим перемещениям славян, сарматов, гуннов, германцев и некоторых других племен на территорию Римской империи...

04 05 2024 9:53:29

Географическое положение Южной Америки – как расположена относительно других материков

Используя план описания физико-географического расположения континента, узнаем его протяженность, особенности рельефа и природы, узнаем крайние точки, познакомимся с водными ресурсами...

03 05 2024 4:39:40

Личное местоимение в форме дательного падежа в русском языке

В статье описаны особенности правописания различных видов местоимений в форме дательного падежа с примерами...

02 05 2024 15:50:17

Лица местоимений – таблица как определить лицо и число в русском языке

Каждое из трех лиц местоимений обладает определенной формой и значением...

01 05 2024 11:28:57

Непроизводные и производные междометия, таблица с примерами

В данной статье приведена таблица с подробным описанием производных и непроизводных междометий с примерами...

30 04 2024 17:47:20

Луи Пастер (Louis Pasteur) краткая биография

Открыл новое направление химии – стереохимию...

29 04 2024 10:38:46

Далида (Dalida) краткая биография певицы

...

28 04 2024 17:39:23

Распад Римской империи – разделение на Западную и Восточную, причины развала

Разберемся, как это случилось...

27 04 2024 11:30:33

Однородные и неоднородные члeны предложения – примеры с определениями

Такие слова называют неоднородными члeнами предложения...

26 04 2024 8:12:37

Самая краткая биография Шишкина

Родился Иван в городе Елабуга в Вятской губернии 25 января 1832 года в купеческой семье...

25 04 2024 4:34:25

Рельеф Земли и зависимость земной поверхности от внешних сил, таблица хаpaктеристик

Рельеф – эта постоянно изменяющаяся форма земной поверхности или совокупность неровностей земной поверхности, различающихся происхождением, размером и возрастом...

24 04 2024 15:19:45

Краткая биография Авраама Линкольна, президента США

...

23 04 2024 11:41:29

Биография Александра Ремиги

...

22 04 2024 12:36:44

Валентина Матвиенко краткая биография

...

21 04 2024 7:49:36

Алексей Чадов краткая биография актёра

...

20 04 2024 7:43:26

Какая природная зона самая большая и занимает большую площадь России

Огромные территории покрыты дремучими лесами...

19 04 2024 3:31:52

Географическое видообразование – примеры и этапы, чем хаpaктеризуется

Процесс также называется аллопатрией от греческих слов «аллос» – другой, и «патрис» – родина...

18 04 2024 17:37:25

Сергeй Безруков краткая биография актёра

В 2008 году получил звание Народного артиста России...

17 04 2024 11:59:36

Владимир Тишко краткая биография телеведущего

...

16 04 2024 9:54:40

Подлежащее и сказуемое числительное – правило и примеры

В статье приведены правила постановки знаков препинания в предложении, где числительные выступают в качестве главных члeнов...

15 04 2024 8:28:48

Географическое положение Южной Америки – как расположена относительно других материков

14 04 2024 10:24:39

Причины смутного времени в России – кратко о предпосылках в таблице

Непосредственным поводом стало пресечение царской династии...

13 04 2024 2:57:33

Полководцы Великой Отечественной войны 1941-1945 – главнокомaндующие военачальники

Каждым из оперативно-стратегических объединений руководили высшие военачальники Советского Союза...

12 04 2024 8:16:19

Популяция в биологии – возрастная структура, роль в эволюционном процессе

В этой статье мы разберёмся, что включает в себя данное понятие, узнаем какова роль популяции в эволюционном процессе...

11 04 2024 7:45:41

Япония во Второй мировой войне – причины вступления

Одним из таких была Япония...

10 04 2024 4:48:22

Иван Ургант краткая биография телеведущего

...

09 04 2024 4:55:56

Иван Лендл (Ivan Lendl) краткая биография теннисиста

После того, как он привел Чехословакию к единственному в истории страны званию чемпиона кубка Дэвиса в 1980, спортсмен переехал в США...

08 04 2024 1:31:40

Личность – социальная сущность человека, как проявляется (обществознание, 10 класс)

Есть разные точки зрения по этому вопросу...

07 04 2024 12:59:44

Краткая биография Евгения Баратынского и интересные факты для детей 4 класса о поэте

Его творчество привлекает к себе людей, которые воспринимают литературу не как развлекательное чтиво, а ищут в ней глубину и вместе с ней стремятся к истине...

06 04 2024 3:44:58

Реки Австралии и крупные озера

australis – «южный») – самый маленький материк Земли, который расположен одновременно в Восточном и Южном полушарии...

05 04 2024 3:19:11

Виды социальной стратификации – политическая, профессиональная, прогрессивная и регрессивная

Она, как и многие другие социальные явления имеет несколько разновидностей...

04 04 2024 14:39:46

Признаки типа члeнистоногих – общие систематические, что служит, особенности беспозвоночных животных класса

В мире насчитывается свыше 1,5 млн...

03 04 2024 14:51:57

Пьер Боннар (Pierre Bonnard) краткая биография художника

...

02 04 2024 23:18:14

Участие граждан в политической жизни (9 класс, обществознание)

Право на участие в политической жизни – признак развитого общества, которое заботиться о том, чтобы все его члeны могли свободно реализовывать свои интересы...