Elektromaqnit induksiyası fenomeni. Kəşf, təcrübə, tətbiq

\
\
\
\
\
\
\L

S oxu işarə edir. Bununla belə, cərəyan zəif idi, lakin tapılan prinsip sonradan güclü generatorlar qurmağa imkan verdi. Onlar olmasaydı, elektrik hələ də bir neçə nəfər üçün əlçatan bir lüks olardı.
Döngə dəyişən bir maqnit sahəsində olarsa və ya sabit bir zaman sahəsində hərəkət edərsə, elektrik cərəyanı keçirici qapalı dövrədə yaranır ki, dövrəyə daxil olan maqnit induksiya xətlərinin sayı dəyişir. Bu fenomen elektromaqnit induksiyası adlanır.

Elektromaqnit induksiyanın kəşf tarixi. Hans Christian Ørsted və André Marie Ampere-nin kəşfləri elektrikin maqnit qüvvəsinə malik olduğunu göstərdi. Maqnit hadisələrinin elektrik hadisələrinə təsirini Maykl Faraday kəşf etmişdir. Hans Christian Oersted Andre Marie Amper

Michael Faraday () 1822-ci ildə gündəliyində yazırdı: "Maqnitizmi elektrikə çevirin". İngilis fiziki, elektromaqnit sahəsi doktrinasının banisi, Sankt-Peterburq Elmlər Akademiyasının xarici fəxri üzvü (1830).

Maykl Faradeyin təcrübələrinin təsviri taxta blok iki mis məftil sarılır. Naqillərdən biri qalvanometrə, digəri isə güclü batareyaya qoşulmuşdu. Dövrə bağlandıqda qalvanometrdə qəfil, lakin son dərəcə zəif hərəkət müşahidə edildi və cərəyan dayandırıldıqda eyni təsir müşahidə edildi. Cərəyanın spirallərdən birindən davamlı keçməsi ilə galvanometr iynəsinin sapmalarını aşkar etmək mümkün olmadı.

Maykl Faradeyin eksperimentlərinin təsviri Başqa bir təcrübə, daimi bir maqnitin daxil edildiyi bobinin uclarında cərəyan dalğalarının qeydə alınmasından ibarət idi. Faraday belə partlayışları "elektrik dalğaları" adlandırdı.

induksiya edilmiş emf Cari artımlara səbəb olan induksiya edilmiş emf ("elektrik dalğaları") maqnit axınının böyüklüyündən deyil, onun dəyişmə sürətindən asılıdır.

1. Xarici B sahəsinin induksiya xətlərinin istiqamətini təyin edin (onlar N-ni tərk edib S-ə daxil olurlar). 2. Dövrədən keçən maqnit axınının artıb-azalmadığını müəyyən edin (əgər maqnit halqaya doğru hərəkət edərsə, onda Ф>0, kənara doğru hərəkət edərsə, onda Ф 0, kənara doğru hərəkət edərsə, onda F 0, kənara doğru hərəkət edərsə, maqnit axınının azaldılması və ya artmaması). onda Ф 0, hərəkət edərsə, onda Ф 0 , uzanarsa, F
3. İnduksiya xətlərinin istiqamətini təyin edin maqnit sahəsi B induksiya cərəyanı ilə yaradılmışdır (əgər Ф>0 olarsa, B və B xətləri daxil olur əks tərəflər; əgər Ф 0, onda B və B xətləri əks istiqamətlərə yönəldilir; əgər Ф 0, onda B və B xətləri əks istiqamətlərə yönəldilir; əgər Ф 0, onda B və B xətləri əks istiqamətlərə yönəldilir; əgər Ф 0, onda B və B xətləri əks istiqamətlərə yönəldilir; əgər F

Suallar Elektromaqnit induksiya qanununu tərtib edin. Bu qanunun yaradıcısı kimdir? İnduksiya cərəyanı nədir və onun istiqamətini necə təyin etmək olar? İnduksiya edilmiş emf-nin ölçüsünü nə müəyyənləşdirir? Hansının iş prinsipi elektrik aparatı elektromaqnit induksiya qanununa əsaslanır?

Elektromaqnit induksiyası fenomeni 1831-ci ildə Mil Faraday tərəfindən kəşf edilmişdir. Hətta 10 il əvvəl Faraday maqnetizmi elektrikə çevirməyin bir yolunu düşünürdü. O, inanırdı ki, maqnit sahəsi və elektrik sahəsi bir şəkildə bağlanmalıdır.

Elektromaqnit induksiyanın kəşfi

Məsələn, elektrik sahəsindən istifadə edərək maqnitləşdirə bilərsiniz dəmir əşya. Yəqin ki, bir maqnitdən istifadə edərək elektrik cərəyanı yaratmaq mümkün olmalıdır.

Əvvəlcə Faraday bir-birinə nisbətən hərəkətsiz olan keçiricilərdə elektromaqnit induksiya hadisəsini kəşf etdi. Onlardan birində cərəyan görünəndə digər bobində də cərəyan induksiya edildi. Üstəlik, gələcəkdə yox oldu və yalnız bir bobinin gücü söndürüldükdə yenidən ortaya çıxdı.

Bir müddət sonra Faraday təcrübələr vasitəsilə sübut etdi ki, cərəyanı olmayan bir bobin digərinə nisbətən bir dövrədə hərəkət etdikdə, ucları gərginliklə təmin edilir, birinci bobində də elektrik cərəyanı yaranacaq.

Növbəti təcrübə bobinə bir maqnitin daxil edilməsi idi və eyni zamanda orada bir cərəyan meydana çıxdı. Bu təcrübələr aşağıdakı şəkillərdə göstərilmişdir.

Faraday qapalı dövrədə cərəyanın görünməsinin əsas səbəbini formalaşdırdı. Qapalı keçirici dövrədə bu dövrəyə daxil olan maqnit induksiya xətlərinin sayı dəyişdikdə cərəyan yaranır.

Bu dəyişiklik nə qədər böyükdürsə, induksiya cərəyanı bir o qədər güclü olur. Maqnit induksiya xətlərinin sayında dəyişikliyə necə nail olmağımızın əhəmiyyəti yoxdur. Məsələn, bu, bir maqnitlə təcrübədə baş verdiyi kimi, qeyri-bərabər maqnit sahəsində dövrəni hərəkət etdirməklə və ya sarğı hərəkət etdirməklə edilə bilər. Və biz, məsələn, dövrəyə bitişik bir rulonda cərəyan gücünü dəyişə bilərik və bu sargının yaratdığı maqnit sahəsi dəyişəcəkdir.

Qanunun bəyanatı

Gəlin ümumiləşdirək xülasə. Elektromaqnit induksiyası fenomeni, bu dövrənin yerləşdiyi maqnit sahəsinin dəyişdiyi zaman qapalı dövrədə cərəyanın meydana gəlməsi hadisəsidir.

Elektromaqnit induksiya qanununun daha dəqiq formalaşdırılması üçün maqnit sahəsini xarakterizə edəcək bir kəmiyyəti - maqnit induksiya vektorunun axınını təqdim etmək lazımdır.

Maqnit axını

Maqnit induksiya vektoru B hərfi ilə təyin olunur. O, kosmosun istənilən nöqtəsində maqnit sahəsini xarakterizə edəcək. İndi S sahəsinin səthini məhdudlaşdıran qapalı konturu nəzərdən keçirək. Onu vahid maqnit sahəsinə yerləşdirək.

Səthə olan normal vektor ilə maqnit induksiya vektoru arasında müəyyən bir bucaq a olacaq. Maqnit axını S sahəsinin səthindən F adlanır fiziki kəmiyyət, maqnit induksiya vektorunun böyüklüyünün səth sahəsi ilə hasilinə və maqnit induksiya vektoru ilə konturun normalı arasındakı bucağın kosinusuna bərabərdir.

Ф = B*S*cos(a).

B*cos(a) məhsulu B vektorunun normal n-ə proyeksiyasıdır. Beləliklə, maqnit axınının forması aşağıdakı kimi yenidən yazıla bilər:

Maqnit axınının vahidi veberdir. 1 Wb ilə göstərilir. Maqnit induksiya vektoruna perpendikulyar olan 1 m ^ 2 səth sahəsi vasitəsilə 1 T induksiyası olan bir maqnit sahəsi tərəfindən 1 Wb maqnit axını yaradılır.

İndiyə qədər biz zamanla dəyişməyən elektrik və maqnit sahələrini nəzərdən keçirdik. Məlum olub ki, elektrik sahəsi yaranır elektrik yükləri, və maqnit sahəsi - hərəkət edən yüklərlə, yəni elektrik cərəyanı ilə. Gəlin zamanla dəyişən elektrik və maqnit sahələri ilə tanışlığa keçək.

Ən çox mühüm fakt, elektrik və maqnit sahələri arasında ən yaxın əlaqədir. Zamanla dəyişən maqnit sahəsi elektrik sahəsini, dəyişən elektrik sahəsi isə maqnit sahəsini yaradır. Sahələr arasında bu əlaqə olmasaydı, elektromaqnit qüvvələrinin təzahürlərinin müxtəlifliyi əslində olduğu qədər geniş olmazdı. Heç bir radio dalğası və ya işıq olmayacaqdı.

Təsadüfi deyil ki, elektromaqnit qarşılıqlı təsirlərinin yeni xassələrinin kəşfində ilk, həlledici addımı elektromaqnit sahəsi konsepsiyasının banisi - Faraday atmışdır. Faraday elektrik və maqnit hadisələrinin vahid təbiətinə əmin idi. Bunun sayəsində o, sonradan mexaniki enerjini elektrik enerjisinə çevirən dünyanın bütün elektrik stansiyaları üçün generatorların dizaynı üçün əsas olan bir kəşf etdi. (Digər mənbələr: qalvanik elementlər, batareyalar və s. - yaranan enerjinin cüzi bir hissəsini təmin edir.)

Faradeyin fikrincə, elektrik cərəyanı dəmir parçasını maqnitləşdirə bilər. Maqnit öz növbəsində elektrik cərəyanına səbəb ola bilməzmi?

Uzun müddət bu əlaqəni aşkar etmək mümkün olmadı. Əsas şeyi anlamaq çətin idi, yəni: yalnız hərəkət edən bir maqnit və ya zamanla dəyişən bir maqnit sahəsi bir bobində elektrik cərəyanını həyəcanlandıra bilər.

Aşağıdakı fakt hansı qəzaların kəşfə mane ola biləcəyini göstərir. Demək olar ki, Faraday ilə eyni vaxtda isveçrəli fizik Kolladon bir maqnitdən istifadə edərək bobində elektrik cərəyanı yaratmağa çalışdı. İşləyərkən o, yüngül maqnit iynəsi cihazın bobininin içərisinə yerləşdirilən bir qalvanometrdən istifadə etdi. Maqnitin iynəyə birbaşa təsir göstərməməsi üçün Kolladonun maqniti itələdiyi rulonun ucları, içərisində cərəyan almaq ümidi ilə qonşu otağa gətirildi və orada bir qalvanometrə birləşdirildi. Kolladon maqniti sarğıya taxdıqdan sonra qonşu otağa keçdi və kədərlə:

Qalvanometrin cərəyan göstərmədiyinə əmin oldum. Əgər o, yalnız qalvanometrə hər zaman baxıb kimdənsə maqnit üzərində işləməyi xahiş etsəydi, əlamətdar kəşf olardı. Amma bu baş vermədi. Bobinə nisbətən istirahətdə olan bir maqnit onda cərəyan yaratmır.

Elektromaqnit induksiyası fenomeni zamanla dəyişən maqnit sahəsində ya sakit vəziyyətdə olan və ya sabit bir maqnit sahəsində elə hərəkət edən keçirici dövrədə elektrik cərəyanının baş verməsindən ibarətdir. dövrə dəyişiklikləri. O, 29 avqust 1831-ci ildə kəşf edilib. Yeni əlamətdar kəşfin tarixinin bu qədər dəqiq bilinməsi nadir haldır. Faradeyin özünün verdiyi ilk təcrübənin təsviri belədir:

“203 fut uzunluğunda mis məftil geniş taxta makaraya sarıldı və onun növbələri arasında eyni uzunluqda, lakin birincidən pambıq sapla izolyasiya edilmiş bir tel sarıldı. Bu spirallərdən biri qalvanometrə, digəri isə 100 cüt lövhədən ibarət güclü akkumulyatora qoşulmuşdu... Dövrə bağlandıqda qalvanometrdə ani, lakin son dərəcə zəif bir hərəkət müşahidə olundu və eynisi 100 cüt lövhədən ibarət idi. cərəyan dayandı. Cərəyanın spirallərdən birindən davamlı keçməsi ilə, bütün spiralın qızdırılmasının batareyaya qoşulmasına baxmayaraq, nə qalvanometrə təsir, nə də digər spiralə hər hansı bir induktiv təsir hiss etmək mümkün olmadı. və kömürlər arasında sıçrayan qığılcımın parlaqlığı akkumulyatorun gücünü göstərirdi" (Faraday M. "Elektrikdə Eksperimental Tədqiqatlar", 1-ci seriya).

Beləliklə, əvvəlcə bir dövrəni bağlayarkən və açarkən bir-birinə nisbətən hərəkətsiz olan keçiricilərdə induksiya kəşf edildi. Sonra, cərəyan keçirən keçiriciləri yaxınlaşdırmağın və ya uzaqlaşdırmağın dövrənin bağlanması və açılması ilə eyni nəticəyə gətirib çıxarması lazım olduğunu aydın şəkildə başa düşən Faraday təcrübələr vasitəsilə sübut etdi ki, bobinlər bir-birini hərəkət etdirdikdə cərəyan yaranır.

bir dost haqqında. Amperin əsərləri ilə tanış olan Faraday başa düşdü ki, maqnit molekullarda dövr edən kiçik cərəyanlar toplusudur. Oktyabrın 17-də, onun laboratoriya dəftərində qeyd edildiyi kimi, maqnit içəriyə itələnərkən (və ya çıxarılarkən) bobində induksiya cərəyanı aşkar edilmişdir. Bir ay ərzində Faraday eksperimental olaraq elektromaqnit induksiya fenomeninin bütün vacib xüsusiyyətlərini kəşf etdi.

Hazırda hər kəs Faradeyin təcrübələrini təkrarlaya bilər. Bunu etmək üçün iki bobin, bir maqnit, elementlərin batareyası və kifayət qədər həssas bir galvanometrə sahib olmalısınız.

Şəkil 238-də göstərilən quraşdırmada sargıların birində bağlanarkən və ya açarkən induksiya cərəyanı meydana gəlir. elektrik dövrəsi başqa bir rulon, birinciyə nisbətən stasionar. Şəkil 239-dakı quraşdırmada, rulonlardan birində cərəyan gücünü dəyişdirmək üçün bir reostat istifadə olunur. Şəkil 240, a-da induksiya cərəyanı rulonlar bir-birinə nisbətən hərəkət etdikdə və Şəkil 240, b - hərəkət edərkən görünür. daimi maqnit bobinə nisbətən.

Faraday özü, zahirən fərqli görünən təcrübələrdə bir induksiya cərəyanının görünüşünün asılı olduğu ümumi şeyi artıq başa düşdü.

Qapalı keçirici dövrədə bu dövrə ilə məhdudlaşan sahəni deşən maqnit induksiya xətlərinin sayı dəyişdikdə cərəyan yaranır. Və maqnit induksiya xətlərinin sayı nə qədər tez dəyişirsə, yaranan induksiya cərəyanı bir o qədər çox olar. Bu halda, maqnit induksiya xətlərinin sayının dəyişməsinin səbəbi tamamilə laqeyddir. Bu, bitişik bobindəki cərəyan gücünün dəyişməsi (Şəkil 238) və ya induksiya xətlərinin sayında dəyişiklik səbəbindən stasionar keçirici dövrənin sahəsinə nüfuz edən maqnit induksiya xətlərinin sayında dəyişiklik ola bilər. xətlərinin sıxlığı fəzada dəyişən qeyri-bərabər maqnit sahəsində dövrənin hərəkətinə (şək. 241).

Oersted və Amperin kəşflərindən sonra aydın oldu ki, elektrik maqnit qüvvəsinə malikdir. İndi maqnit hadisələrinin elektrik hadisələrinə təsirini təsdiqləmək lazım idi. Faraday bu problemi parlaq şəkildə həll etdi.

Maykl Faraday (1791-1867) Londonun ən kasıb yerlərindən birində anadan olub. Atası dəmirçi, anası isə kirayəçinin qızı idi. Faraday çatanda məktəb yaşı, ibtidai məktəbə göndərildi. Faradey burada keçdiyi kurs çox dar idi və yalnız oxumağı, yazmağı və saymağa başlamağı öyrənməklə məhdudlaşdı.

Faraday ailəsinin yaşadığı evdən bir neçə addım aralıda kitab dükanı var idi, o da kitab cildləmə müəssisəsi idi. Faraday kursunu bitirdikdən sonra burada sona çatdı ibtidai məktəb, onun üçün peşə seçimi ilə bağlı sual yarananda. Bu zaman Mayklın cəmi 13 yaşı var idi.

Artıq gəncliyində, Faraday özünü təhsilə yeni başlayanda, yalnız faktlara arxalanmağa və başqalarının mesajlarını öz təcrübələri ilə yoxlamağa çalışırdı. Bu istəklər onun elmi fəaliyyətinin əsas xüsusiyyətləri kimi bütün həyatı boyu ona hakim olmuşdur.

Faraday fizika və kimya ilə ilk tanışlığında oğlan ikən fiziki və kimyəvi təcrübələr aparmağa başladı. Bir gün Maykl böyük ingilis fiziki Humphry Davy-nin mühazirələrindən birinə qatıldı. Faraday mühazirəni müfəssəl qeyd etdi, onu bağladı və Daviyə göndərdi. O, o qədər təsirləndi ki, Faradeyni onunla katibə işləməyə dəvət etdi. Tezliklə Davy Avropaya səyahətə çıxdı və Faradayı özü ilə apardı. İki il ərzində onlar Avropanın ən böyük universitetlərində olublar.

1815-ci ildə Londona qayıdan Faraday Londondakı Kral İnstitutunun laboratoriyalarından birində assistent kimi işləməyə başlayır. O zaman bu, dünyanın ən yaxşı fizika laboratoriyalarından biri idi, 1816-cı ildən 1818-ci ilə qədər Faraday kimyaya dair bir sıra kiçik qeydlər və qısa xatirələr nəşr etdi. Faradeyin fizika üzrə ilk işi 1818-ci ilə təsadüf edir.

Sələflərinin təcrübələrinə əsaslanaraq və bir neçə öz təcrübələrini birləşdirərək, 1821-ci ilin sentyabrına qədər Maykl "Elektromaqnetizmin inkişafının tarixi" nəşr etdi. Artıq bu zaman o, cərəyanın təsiri altında maqnit iynəsinin əyilməsi fenomeninin mahiyyəti haqqında tamamilə düzgün bir konsepsiya yaratdı. Bu uğuru əldə edən Faraday, on il ərzində elektrik enerjisi sahəsindəki təhsilini tərk edərək, özünü bir sıra fərqli fənlərin öyrənilməsinə həsr etdi.

1823-cü ildə Faraday fizika sahəsində ən mühüm kəşflərdən birini etdi - o, qazı ilk dəfə mayeləşdirdi və eyni zamanda qazları mayeyə çevirmək üçün sadə, lakin təsirli bir üsul yaratdı.

1824-cü ildə Faraday fizika sahəsində bir sıra kəşflər etdi. Digər şeylər arasında o, işığın şüşənin rənginə təsir etdiyini, onu dəyişdirdiyini müəyyən etdi.

1831-ci ildə Faraday "Xromotrop" adlı əla və maraqlı optik mərmi üçün əsas olan "Optik İllüziyanın Xüsusi Bir Növü" mövzusunda bir traktat nəşr etdi. Elə həmin il alimin “Titreşən lövhələr haqqında” adlı başqa bir traktatı nəşr olundu.

Bu əsərlərin bir çoxu öz müəllifinin adını əbədiləşdirə bilirdi. Amma ən əsası elmi əsərlər Faradeyin tədqiqatları elektromaqnetizm və elektrik induksiyası sahələrindədir. Sözün düzü, elektromaqnetizm və induktiv elektrik hadisələrini müalicə edən və hazırda texnologiya üçün çox böyük əhəmiyyət kəsb edən fizikanın mühüm bir sahəsi Faraday tərəfindən yoxdan yaradılmışdır.

Faraday nəhayət özünü elektrik enerjisi sahəsində tədqiqata həsr edən zaman müəyyən edildi ki, adi şəraitdə elektrikləşdirilmiş bir cismin olması onun hər hansı digər bədəndə elektrik cərəyanını həyəcanlandırmaq üçün təsiri üçün kifayətdir.

Eyni zamanda məlum idi ki, cərəyanın keçdiyi və həm də elektrikləşdirilmiş cismi təmsil edən naqilin yaxınlıqdakı digər naqillərə heç bir təsiri yoxdur. Bu istisnaya nə səbəb oldu? Faradeyi maraqlandıran və həlli onu induksiya elektriki sahəsində ən mühüm kəşflərə aparan sual budur.

Adəti üzrə Faraday məsələnin mahiyyətini aydınlaşdırmaq üçün bir sıra təcrübələr aparmağa başladı. Faraday eyni taxta yayma sancağına bir-birinə paralel iki izolyasiya edilmiş teli sardı. Bir naqilin uclarını on hüceyrədən ibarət batareyaya, digərinin uclarını isə həssas qalvanometrə birləşdirdi. Birinci naqildən cərəyan keçəndə Faraday bütün diqqətini qalvanometrə yönəltdi və onun titrəyişləri ilə ikinci naqildə cərəyanın görünməsini hiss etməyi gözlədi. Ancaq belə bir şey olmadı: qalvanometr sakit qaldı. Faraday cari gücünü artırmaq qərarına gəldi və dövrəyə 120 qalvanik element daxil etdi. Nəticə eyni idi. Faraday bu təcrübəni onlarla dəfə təkrarladı və yenə də eyni müvəffəqiyyətlə. Onun yerində başqa hər kəs təcrübələri tərk edərdi ki, naqildən keçən cərəyanın qonşu naqilə heç bir təsiri yoxdur. Lakin Faraday həmişə təcrübələrindən və müşahidələrindən verə biləcəkləri hər şeyi çıxarmağa çalışırdı və buna görə də qalvanometrə qoşulmuş naqillərə birbaşa təsir göstərmədən yan təsirlər axtarmağa başladı.

O, dərhal fərq etdi ki, cərəyanın bütün keçidi zamanı tamamilə sakit qalan qalvanometr, dövrənin özü bağlandıqda və açıldıqda salınmağa başladı. Məlum oldu ki, cərəyan birinci naqildən keçərkən və həmçinin bu ötürmə dayandıqda ikinci naqildə də cərəyan həyəcanlanır, birinci halda birinci cərəyana əks istiqamətə malikdir və eyni onunla ikinci halda və yalnız bir ani davam edir birincil olanların təsiri ilə yaranan ikincil ani cərəyanları Faraday induktiv adlandırırdı və bu ad bu günə qədər onlarla birlikdə qalmışdır.

Ani olan, göründükdən sonra dərhal yox olan induktiv cərəyanların heç bir praktiki əhəmiyyəti olmazdı, əgər Faraday dahiyanə bir cihazın (kommutator) köməyi ilə batareyadan gələn ilkin cərəyanı daim kəsmək və yenidən keçirmək üçün bir yol tapmasaydı. birinci tel, bunun sayəsində ikinci tel davamlı olaraq getdikcə daha çox induktiv cərəyanla həyəcanlanır və beləliklə sabit olur. Beləliklə, yeni bir mənbə tapıldı elektrik enerjisi, əvvəllər məlum olanlara əlavə olaraq (sürtünmə və kimyəvi proseslər), - induksiya və yeni növ Bu enerji induktiv elektrikdir.

Təcrübələrini davam etdirən Faraday daha sonra kəşf etdi ki, sadəcə olaraq, qalvanik cərəyanın keçdiyi digərinə burulmuş qapalı əyriyə gətirmək neytral naqildə induktiv cərəyanı qalvanik cərəyanın əksi istiqamətində həyəcanlandırmaq üçün kifayətdir. neytral naqil yenidən onun içindəki induktiv cərəyanı həyəcanlandırır, cərəyan artıq stasionar naqil boyunca axan qalvanik cərəyanla eyni istiqamətdədir və nəhayət, bu induktiv cərəyanlar yalnız naqilin keçiriciyə yaxınlaşması və çıxarılması zamanı həyəcanlanır. galvanik cərəyanın və bu hərəkət olmadan naqillərin bir-birinə nə qədər yaxın olmasından asılı olmayaraq cərəyanlar həyəcanlanmır. Beləliklə, qalvanik cərəyanın bağlanması və dayanması zamanı yuxarıda təsvir edilən induksiya hadisəsinə bənzər yeni bir hadisə kəşf edildi.

Bu kəşflər öz növbəsində yenilərinin yaranmasına səbəb oldu. Qalvanik cərəyanı qısaqapanaraq və dayandırmaqla induktiv cərəyan yaratmaq mümkündürsə, dəmiri maqnitləşdirmək və maqnitsizləşdirməklə də eyni nəticə əldə edilməzdimi? Oersted və Amperin işi artıq maqnetizm və elektrik arasında əlaqə yaratmışdı. Dəmirin ətrafına izolyasiya edilmiş məftil sarılaraq maqnit halına gəldiyi və sonuncunun içindən qalvanik cərəyan keçdiyi məlum idi. maqnit xassələri bu dəmirin cərəyanı dayanan kimi dayanır. Buna əsaslanaraq Faraday bu cür təcrübə ilə çıxış etdi: dəmir halqanın ətrafına iki izolyasiya edilmiş naqil sarıldı; bir tel ilə halqanın bir yarısına, digəri isə digərinə sarın.

Bu nəticələri aldıqdan sonra Faraday təcrübələrini şaxələndirməyə qərar verdi. Dəmir üzük əvəzinə dəmir zolaqdan istifadə etməyə başladı. Dəmirdə qalvanik cərəyanla həyəcan verici maqnitizm əvəzinə, o, dəmiri daimi bir polad maqnitlə toxunduraraq maqnitləşdirdi. Nəticə eyni idi: həmişə dəmirə bükülmüş teldə! dəmirin maqnitləşməsi və demaqnitləşməsi anında bir cərəyan həyəcanlandı. Sonra Faraday tel spiralinə bir polad maqnit təqdim etdi - sonuncunun yaxınlaşması və çıxarılması naqildə induksiya cərəyanlarına səbəb oldu. Bir sözlə, maqnetizm, həyəcanverici induksiya cərəyanları mənasında, qalvanik cərəyanla eyni şəkildə hərəkət etdi.

O dövrdə fizikləri 1824-cü ildə Araqonun kəşf etdiyi və izahı mümkün olmayan bir sirli hadisə ilə sıx maraqlanırdılar. bu izahı Araqonun özü, Amper, Puasson, Babac və Herşel kimi dövrün görkəmli alimləri tərəfindən intensiv şəkildə axtarılması faktı. Case I aşağıdakı kimi idi. Sərbəst asılan bir maqnit iynəsi, altına qeyri-maqnit metaldan bir dairə qoyularsa, tez dayanır; Daha sonra dairə fırlanma vəziyyətinə gətirilərsə, maqnit iynəsi onun arxasında hərəkət etməyə başlayır. Sakit vəziyyətdə, 5-ci dairə ilə ox arasında ən kiçik bir cazibə və ya itələmə aşkar etmək mümkün deyildi, eyni dairə hərəkət edərkən, yalnız yüngül bir oxu deyil, həm də ağır bir maqnit çəkdi. Bu həqiqətən möcüzəvi fenomen görünürdü bunun alimləri sirli bir tapmaca kimi zaman, təbiidən kənar bir şey. Faraday, yuxarıdakı məlumatlara əsaslanaraq, bir maqnitin təsiri altında olan qeyri-maqnit metalın bir dairəsinin fırlanma zamanı maqnit iynəsinə təsir edən və onu maqnit boyunca sürükləyən induktiv cərəyanlarla hərəkət etdiyini fərz etdi. Və həqiqətən də, böyük bir at nalı maqnitinin qütbləri arasına bir dairənin kənarını daxil edərək və dairənin mərkəzini və kənarını bir galvanometrlə bir naqillə birləşdirərək, Faraday dairə fırlananda sabit bir elektrik cərəyanı əldə etdi.

Bunun ardınca Faraday o zamanlar ümumi maraq doğuran başqa bir fenomenə diqqət yetirdi. Bildiyiniz kimi, bir maqnitin üzərinə dəmir qırıntıları səpsəniz, onlar maqnit əyriləri adlanan müəyyən xətlər boyunca qruplaşırlar. Faraday bu fenomenə diqqət çəkərək, maqnit əyrilərinə 1831-ci ildə "maqnit qüvvəsinin xətləri" adını verdi və sonradan ümumi istifadəyə verildi. Bu "xətlərin" tədqiqi Faradeyi yeni bir kəşfə gətirib çıxardı ki, induksiya edilmiş cərəyanları həyəcanlandırmaq üçün mənbənin yaxınlaşması və maqnit qütbünə olan məsafəsi lazım deyil; Cərəyanları həyəcanlandırmaq üçün maqnit qüvvəsi xətlərini məlum bir şəkildə keçmək kifayətdir.

Əlavə iş Faradeyin sözügedən istiqamətdə göstərdiyi səylər müasir nöqteyi-nəzərdən tamamilə möcüzəvi xarakter aldı. 1832-ci ilin əvvəlində o, maqnit və ya qalvanik cərəyanın köməyi olmadan induktiv cərəyanların həyəcanlandığı bir cihazı nümayiş etdirdi.

Cihaz məftil sarğısına yerləşdirilən dəmir zolaqdan ibarət idi.

Faraday elektrik induksiyası sahəsindəki silsilə tədqiqatlarını 1835-ci ildə “cərəyin özünə induktiv təsiri” kəşfi ilə başa vurdu. O, müəyyən etdi ki, qalvanik cərəyan bağlandıqda və ya açıldıqda, bu cərəyan üçün keçirici rolunu oynayan naqilin özündə ani induktiv cərəyanlar həyəcanlanır.

Rus fiziki Emil Xristoforoviç Lenz (1804-1861) induksiya cərəyanının istiqamətini təyin etmək üçün bir qayda verdi.

“İnduksiya cərəyanı həmişə elə istiqamətləndirilir ki, onun yaratdığı maqnit sahəsi induksiyaya səbəb olan hərəkəti çətinləşdirir və ya maneə törədir”, - A.A. Korobko-Stefanov elektromaqnit induksiyasına dair məqaləsində. - Məsələn, bobin maqnitə yaxınlaşdıqda, yaranan induksiya cərəyanı elə istiqamətə malikdir ki, onun yaratdığı maqnit sahəsi maqnitin maqnit sahəsinə əks olacaq. Nəticədə bobin və maqnit arasında itələyici qüvvələr yaranır.

Lenz qaydası enerjinin saxlanması və çevrilməsi qanunundan irəli gəlir. Əgər induksiya edilmiş cərəyanlar onlara səbəb olan hərəkəti sürətləndirsəydi, onda iş yoxdan yaranardı. Bobin özü, bir az itələdikdən sonra maqnitə doğru tələsəcək və eyni zamanda induksiya cərəyanı içindəki istiliyi buraxacaq. Əslində, induksiya cərəyanı maqnit və sarğı bir-birinə yaxınlaşdırmaq işi sayəsində yaranır.

Niyə induksiya cərəyanı yaranır? Elektromaqnit induksiya hadisəsinin dərin izahını elektromaqnit sahəsinin tam riyazi nəzəriyyəsinin yaradıcısı ingilis fiziki Ceyms Klerk Maksvell vermişdir.

Məsələnin mahiyyətini daha yaxşı başa düşmək üçün çox sadə bir təcrübəni nəzərdən keçirək. Bobin bir növbəli məftildən ibarət olsun və döngə müstəvisinə perpendikulyar olan alternativ maqnit sahəsi ilə nüfuz etsin. Bobində təbii olaraq induksiya edilmiş cərəyan yaranır. Maksvell bu təcrübəni müstəsna dərəcədə cəsarətlə və gözlənilmədən şərh etdi. Maksvelə görə kosmosda bir maqnit sahəsi dəyişdikdə, məftil bobininin olmasının heç bir əhəmiyyəti olmayan bir proses yaranır. Burada əsas şey dəyişən maqnit sahəsini əhatə edən qapalı dairəvi elektrik sahəsi xətlərinin yaranmasıdır.

Yaranan elektrik sahəsinin təsiri altında elektronlar hərəkət etməyə başlayır və bobində elektrik cərəyanı yaranır. Bobin sadəcə bir elektrik sahəsini aşkar edən bir cihazdır. Elektromaqnit induksiyası fenomeninin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, alternativ maqnit sahəsi həmişə ətrafdakı kosmosda qapalı dövrələri olan bir elektrik sahəsi yaradır. elektrik xətləri. Belə sahəyə burulğan sahəsi deyilir”.

Yer maqnitizminin yaratdığı induksiya sahəsində aparılan tədqiqatlar Faradeyə 1832-ci ildə teleqraf ideyasını ifadə etmək imkanı verdi və bu ixtiranın əsasını təşkil etdi.

Ümumiyyətlə, elektromaqnit induksiyanın kəşfi heç də səbəbsiz olaraq 19-cu əsrin ən görkəmli kəşflərindən biri hesab olunmur - bütün dünyada milyonlarla elektrik mühərrikinin və elektrik cərəyanı generatorunun işi bu fenomenə əsaslanır...