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.
Узнаем, что такое вселенная, и какое место в ней занимает наша планета Земля...
18 03 2024 9:12:46
Он не только философ, но и поэт, прозаик, экономист, историк, правовед...
17 03 2024 17:34:35
Цепь регулярных политических событий называют политическим процессом...
16 03 2024 5:33:12
Она отличается большой протяженностью с севера на юг, и, естественно, находится в нескольких климатических поясах...
15 03 2024 12:47:26
Эти процессы связаны с расселением и перемещением больших групп людей...
14 03 2024 21:21:56
Роль их настолько велика, что для многих от них зависит счастье и успех...
12 03 2024 7:59:37
Рельеф – эта постоянно изменяющаяся форма земной поверхности или совокупность неровностей земной поверхности, различающихся происхождением, размером и возрастом...
11 03 2024 21:57:53
Среди них встречаются огромные по территории и совсем маленькие, люди в них разговаривают на разных языках, но все они являются государствами...
10 03 2024 15:28:39
Здесь располагается 40 государств с общим населением около 500 млн человек...
09 03 2024 23:41:58
В отличие от пастбищной цепи она начинается с редуцентов, т...
08 03 2024 19:31:40
Наиболее известна как китайско-американская пятикратная чемпионка мира по фигурному катанию...
07 03 2024 23:34:51
Исторически сложилось, что Европа стала родиной городских агломераций...
06 03 2024 17:50:52
Родился Киплинг 30 декабря 1865 года в индийском городе Бомбей, отец его был профессором в школе искусств...
05 03 2024 7:33:18
Будучи сыном Шарлотты-Елизаветы Беккер, уехавшей из Германии в 1820 году, Афанасий усыновлен дворянином Шеншиным...
04 03 2024 7:43:28
Родился Жюль Верн 8 февраля 1828 года в городе Нант в семье адвоката...
03 03 2024 9:11:43
В русском языке к таким показателям относятся «ни» и «нет»...
02 03 2024 1:59:29
Особую роль во всех жизненно важных процессах на Земле играют растения и солнце...
01 03 2024 8:40:19
Биография Шеклера наиболее известна как история самого молодого профессионального скейтбордиста, а также телевизионной звезды «Life of Ryan»...
29 02 2024 18:34:52
На Крайнем Севере – это бескрайняя белая тундра, с редкими кустарниками и вечными болотами, которая сменяется тайгой и непроходимыми лесами, за тайгой – леса, лесостепи, степи, а еще южнее тропики, пустыни...
28 02 2024 7:43:49
Наиболее известен как распасовщик «Даллас Маверикс»...
27 02 2024 6:50:14
Автор бесcмepтных произведений в стихах и прозе: романов “Евгений Онегин”, “Дубровский”, известных поэм “Руслан и Людмила”, “Кавказский пленник”, повести “Пиковая дама” и многих других, а также сказок для детей...
25 02 2024 21:52:21
Родилась Дарья 7 ноября 1989 года в городе Ивано-Франковск...
24 02 2024 10:27:27
На востоке его омывают воды Атлантического океана, на западе – Тихого, а северное побережье принадлежит Карибскому морю...
23 02 2024 3:33:12
Родину, как и родителей, невозможно выбрать – она дается раз и навсегда при рождении...
22 02 2024 7:44:36
В биографии Джо Луиса, когда ему было всего 4 года, умер отец семейства (он был фермером-издольщиком)...
21 02 2024 18:25:25
Основными в хозяйстве Зарубежной Европы являются экспорт товаров и услуг, промышленное и сельскохозяйственное производство, развитие международного туризма...
18 02 2024 5:24:56
На ее территории сменяются три крупнейшие природные зоны: тайга, лесостепь и степь...
16 02 2024 3:54:46
При этом общество не стоит на месте, оно подвержено постоянным изменениям, развитию...
15 02 2024 18:24:29
Это могут быть особи разных видов, или разных рас одного вида...
13 02 2024 23:32:52
Как известно, жизнь зародилась в воде, а лишь потом некоторые виды организмом перебрались на сушу...
11 02 2024 22:57:38
В ее рельефе преобладают плато, горы и низменности...
10 02 2024 2:45:28
Это невидимое глазу, прозрачное покрывало толщиной 300 км...
09 02 2024 22:13:40
В зависимости от этого зависит вид подчеркивания наречия в предложении...
08 02 2024 20:28:37
Водоросли отличаются своим строением от большинства растений...
07 02 2024 1:33:18
После русской революции в биографии Александра Алехина было получено французское гражданство...
06 02 2024 8:36:59
Переданные признаки проявляются у потомков определённого пола...
05 02 2024 12:46:22
Нельзя говорить кратко о причинах Отечественной войны 1812 года, потому что они глубоки и многогранны...
04 02 2024 11:28:42
Также его называют нефтяной столицей России, поскольку здесь находятся богатые залежи газа и нефти...
03 02 2024 6:45:34
По тому, какие правоотношения они регулируют, отрасли можно подразделить на относящиеся к праву материальному (гражданские, уголовные, административные) и процессуальному...
02 02 2024 16:48:18
Как следствие, при их написании допускаются ошибки, особенно при употрeблении -НН- в суффиксах...
01 02 2024 5:21:56
Содержит информацию о политическом устройстве страны...
31 01 2024 0:12:50
Они и являются главными «виновниками» грамматических трудностей...
30 01 2024 9:20:23
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 ::