Faraday. otkriće elektromagnetne indukcije

Nakon otkrića Oersted I Amper Postalo je jasno da elektricitet ima magnetnu silu. Sada je bilo potrebno potvrditi utjecaj magnetskih pojava na električne. Faraday je briljantno riješio ovaj problem.

Michael Faraday (1791-1867) rođen je u Londonu, u jednom od njegovih najsiromašnijih dijelova. Otac mu je bio kovač, a majka kćerka zakupca. Kada je Faraday stigao školskog uzrasta godine, upućen je u osnovnu školu. Kurs koji je Faraday ovdje pohađao bio je vrlo uzak i bio je ograničen samo na učenje čitanja, pisanja i početka brojanja.

Nekoliko koraka od kuće u kojoj je živjela porodica Faraday nalazila se knjižara, koja je ujedno bila i knjigoveznica. Tu je završio Faraday nakon što je završio svoj kurs osnovna škola, kada se postavilo pitanje o izboru profesije za njega. Michael je u to vrijeme imao samo 13 godina. Već u mladosti, kada je Faraday tek počinjao svoje samoobrazovanje, nastojao je da se oslanja isključivo na činjenice i svojim iskustvima provjerava poruke drugih.

Ove težnje dominirale su njime čitavog života jer je Faradej počeo da izvodi fizičke i hemijske eksperimente još kao dečak pri svom prvom upoznavanju sa fizikom i hemijom. Jednog dana Michael je prisustvovao jednom od predavanja Humphry Davy, veliki engleski fizičar.

Faraday je napravio detaljnu bilješku predavanja, povezao ga i poslao Davyju. Bio je toliko impresioniran da je pozvao Faradaya da radi s njim kao sekretar. Ubrzo je Davy otišao na put po Evropi i poveo Faradaya sa sobom. Tokom dvije godine posjetili su najveće evropske univerzitete.

Vrativši se u London 1815. godine, Faraday je počeo raditi kao asistent u jednoj od laboratorija Kraljevskog instituta u Londonu. U to vrijeme to je bila jedna od najboljih laboratorija za fiziku na svijetu. Od 1816. do 1818. godine, Faraday je objavio niz malih bilješki i kratkih memoara o hemiji. Faradejev prvi rad o fizici datira iz 1818.

Na osnovu iskustava svojih prethodnika i kombinujući nekoliko vlastitih iskustava, Michael je do septembra 1821. objavio "Priča o uspjehu elektromagnetizma". Već u to vrijeme formirao je potpuno ispravan koncept suštine fenomena otklona magnetske igle pod utjecajem struje.

Postigavši ovaj uspjeh, Faraday je deset godina napustio studije iz oblasti elektrike, posvetivši se proučavanju niza predmeta različite vrste. Godine 1823. Faraday je napravio jedno od najvažnijih otkrića na polju fizike - bio je prvi koji je ukapnio plin, a ujedno je uspostavio jednostavnu, ali djelotvornu metodu za pretvaranje plinova u tekućinu. Godine 1824. Faraday je napravio nekoliko otkrića u oblasti fizike.

Između ostalog, utvrdio je i činjenicu da svjetlost utiče na boju stakla, mijenjajući je. IN sljedeće godine Faraday se ponovo okrenuo od fizike ka hemiji, a rezultat njegovog rada u ovoj oblasti bilo je otkriće benzina i sumporno-naftalenske kiseline.

Godine 1831. Faraday je objavio raspravu “O posebnoj vrsti optičke iluzije”, koja je poslužila kao osnova za odličan i radoznali optički projektil nazvan “hromotrop”. Iste godine objavljena je još jedna rasprava naučnika, "O vibrirajućim pločama". Mnoga od ovih djela mogla bi i sama ovekovečiti ime svog autora. Ali najvažnije od naučni radovi Faraday su njegova istraživanja u oblasti elektromagnetizam i električna indukcija.

Strogo govoreći, važnu granu fizike koja se bavi fenomenom elektromagnetizma i induktivnog elektriciteta, a koja je trenutno od tako ogromne važnosti za tehnologiju, stvorio je Faraday ni iz čega.

Do trenutka kada se Faraday konačno posvetio istraživanjima u oblasti elektriciteta, ustanovljeno je da je u normalnim uslovima prisustvo naelektrisanog tela dovoljno da njegov uticaj pobudi elektricitet u bilo kom drugom telu. Istovremeno se znalo da žica kroz koju prolazi struja i koja ujedno predstavlja naelektrizirano tijelo nema nikakvog utjecaja na druge žice smještene u blizini.

Šta je uzrokovalo ovaj izuzetak? To je pitanje koje je zanimalo Faradaya i čije ga je rješenje dovelo do najvažnijih otkrića u oblasti indukcijskog elektriciteta. Kao što je bio njegov običaj, Faraday je započeo niz eksperimenata osmišljenih da razjasni suštinu stvari.

Faraday je namotao dvije izolirane žice paralelne jedna s drugom na istu drvenu oklagiju. Spojio je krajeve jedne žice na bateriju od deset ćelija, a krajeve druge na osjetljivi galvanometar. Kada je struja prošla kroz prvu žicu,

Faraday je svu svoju pažnju usmjerio na galvanometar, očekujući da će iz njegovih vibracija primijetiti pojavu struje u drugoj žici. Međutim, ništa od toga se nije dogodilo: galvanometar je ostao miran. Faraday je odlučio povećati jačinu struje i uveo 120 galvanskih elemenata u kolo. Rezultat je bio isti. Faraday je ponovio ovaj eksperiment desetine puta i dalje sa istim uspjehom.

Bilo ko drugi na njegovom mjestu bi napustio eksperimente uvjeren da struja koja prolazi kroz žicu nema utjecaja na susjednu žicu. Ali Faraday je uvijek pokušavao iz svojih eksperimenata i zapažanja izvući sve što su mogli dati, i stoga je, ne primajući direktan učinak na žicu spojenu na galvanometar, počeo tražiti nuspojave.

Odmah je primijetio da galvanometar, ostajući potpuno miran za vrijeme cijelog prolaska struje, počinje oscilirati kada se sam sklop zatvori i kada se otvori Ispostavilo se da u trenutku kada struja prođe u prvu žicu, i takođe kada se ovaj prenos zaustavi, kod druge žice se takođe pobuđuje struja, koja u prvom slučaju ima suprotan smer od prve struje, a isto tako i sa njom u drugom slučaju i traje samo jedan trenutak.

Te sekundarne trenutne struje, uzrokovane utjecajem primarnih, Faraday je nazvao induktivnim, a to im je ime ostalo do danas. Budući da su trenutne, momentalno nestaju nakon pojave, induktivne struje ne bi imale praktičan značaj da Faraday nije pronašao način da uz pomoć genijalnog uređaja (komutatora) stalno prekida i iznova vodi primarnu struju koja dolazi iz baterije duž prva žica, zahvaljujući kojoj se druga žica kontinuirano pobuđuje sve više novih induktivnih struja i tako postaje konstantna. Tako je pronađen novi izvor električna energija, pored prethodno poznatih (trenje i hemijski procesi), - indukcija, i novi izgled ova energija - indukcijske struje.

Nastavljajući svoje eksperimente, Faraday je dalje otkrio da je jednostavno dovođenje žice uvijene u zatvorenu krivulju blizu druge kroz koju teče galvanska struja dovoljno da pobudi induktivnu struju u neutralnoj žici u smjeru suprotnom od galvanske struje, te da je uklanjanje žice neutralna žica opet pobuđuje induktivnu struju u njoj struja je već u istom smjeru kao i galvanska struja koja teče duž stacionarne žice, i da se, konačno, ove induktivne struje pobuđuju samo prilikom približavanja i odvođenja žice provodniku. galvanske struje, a bez tog kretanja struje se ne pobuđuju, bez obzira koliko su žice jedna drugoj blizu.

Tako je otkriven novi fenomen, sličan gore opisanom fenomenu indukcije kada se galvanska struja zatvori i zaustavi. Ova otkrića su zauzvrat dovela do novih. Ako je moguće izazvati induktivnu struju kratkim spojem i zaustavljanjem galvanske struje, zar se onda isti rezultat ne bi dobio magnetiziranjem i demagnetizacijom željeza?

Rad Oersteda i Amperea već je uspostavio vezu između magnetizma i elektriciteta. Bilo je poznato da željezo postaje magnet kada se oko njega namota izolirana žica i kroz nju prođe galvanska struja, te da magnetna svojstva ovog gvožđa zaustaviti čim struja prestane.

Na osnovu toga, Faraday je smislio ovu vrstu eksperimenta: dvije izolirane žice bile su namotane oko željeznog prstena; sa jednom žicom omotanom oko jedne polovine prstena, a drugom oko druge. Struja iz galvanske baterije prolazila je kroz jednu žicu, a krajevi druge spojeni na galvanometar. I tako, kada se struja zatvorila ili zaustavila, i kada je, posljedično, željezni prsten magnetiziran ili demagnetiziran, igla galvanometra je brzo oscilirala, a zatim brzo stala, odnosno, iste trenutne induktivne struje su se pobuđivale u neutralnoj žici - ovoga puta : već pod uticajem magnetizma.

Tako je ovdje po prvi put magnetizam pretvoren u električnu energiju. Dobivši ove rezultate, Faraday je odlučio da diverzificira svoje eksperimente. Umjesto gvozdenog prstena, počeo je da koristi gvozdenu traku. Umjesto da uzbudi magnetizam u željezu galvanskom strujom, on je magnetizirao željezo dodirujući ga na trajni čelični magnet. Rezultat je bio isti: uvijek u žici omotanoj oko gvožđa! struja je bila pobuđena u trenutku magnetizacije i demagnetizacije gvožđa.

Tada je Faraday u žičanu spiralu uveo čelični magnet - približavanje i uklanjanje potonjeg izazvalo je inducirane struje u žici. Jednom riječju, magnetizam, u smislu uzbudljivih indukcijskih struja, djelovao je na potpuno isti način kao i galvanska struja.

FARADAY. OTKRIĆE ELEKTROMAGNETNE INDUKCIJE

Opsjednut idejama o neraskidivoj povezanosti i interakciji prirodnih sila, Faraday je pokušao dokazati da kao što je Ampere mogao stvarati magnete uz pomoć elektriciteta, tako je moguće stvarati električnu energiju uz pomoć magneta.

Njegova logika je bila jednostavna: mehanički rad se lako pretvara u toplotu; naprotiv, toplota se može pretvoriti u mehanički rad(recimo, u parnoj mašini). Općenito, među silama prirode najčešće se javlja sljedeći odnos: ako A rađa B, onda B rađa A.

Ako je Ampere dobio magnete uz pomoć električne energije, onda je, očigledno, moguće "dobiti električnu energiju iz običnog magnetizma". Arago i Amper su sebi postavili isti zadatak u Parizu, a Colladon u Ženevi.

Faraday je izvodio mnoge eksperimente i držao pedantne bilješke. Svakoj maloj studiji posvećuje po jedan paragraf u svojim laboratorijskim bilješkama (u cijelosti objavljenom u Londonu 1931. pod naslovom "Faraday's Diary"). O Faradejevoj radnoj sposobnosti svedoči činjenica da je poslednji pasus „Dnevnika“ označen brojem 16041. Faradejeva briljantna veština eksperimentatora, opsesija i jasna filozofska pozicija nisu mogli a da ne budu nagrađeni, ali za to je trebalo dugih jedanaest godina. da sacekamo rezultat.

Osim njegovog intuitivnog uvjerenja u univerzalnu povezanost pojava, ništa ga zapravo nije podržalo u potrazi za “elektricom iz magnetizma”. Štaviše, kao i njegov učitelj Davy, više se oslanjao na svoja iskustva nego na mentalne konstrukte. Davy ga je naučio:

Dobar eksperiment je vredniji od dubine genija kao što je Newton.

Pa ipak, upravo je Faraday bio taj koji je bio predodređen za velika otkrića. Veliki realista, spontano je raskinuo empirističke okove koje mu je nekada nametnuo Dejvi i u tim trenucima mu je sinulo veliko uvide - stekao je sposobnost najdubljih generalizacija.

Prvi tračak sreće pojavio se tek 29. avgusta 1831. godine. Tog dana, Faraday je u laboratoriji testirao jednostavnu napravu: gvozdeni prsten prečnika oko šest inča, umotan u dva komada izolovane žice. Kada je Faraday spojio bateriju na terminale jednog namotaja, njegov pomoćnik, artiljerijski narednik Andersen, vidio je kako se igla galvanometra spojenog na drugi namotaj trzala.

Trznuo je i smirio se, iako je jednosmjerna struja nastavila teći kroz prvi namotaj. Faraday je pažljivo ispitao sve detalje ove jednostavne instalacije - sve je bilo u redu.

Ali igla galvanometra je tvrdoglavo stajala na nuli. Od frustracije, Faraday je odlučio da isključi struju, a onda se dogodilo čudo – dok se strujno kolo otvaralo, igla galvanometra se ponovo zamahnula i ponovo smrznula na nuli!

Faraday je bio zbunjen: prvo, zašto se strijela ponaša tako čudno? Drugo, da li se rafali koje je primijetio odnose na fenomen koji je tražio?

Tu su se Ampereove velike ideje – veza između električne struje i magnetizma – otkrile Faradeyu u svoj svojoj jasnoći. Uostalom, prvi namotaj u koji je dovodio struju odmah je postao magnet. Ako ga posmatramo kao magnet, onda je eksperiment 29. avgusta pokazao da se čini da magnetizam rađa elektricitet. Samo su dvije stvari ostale čudne u ovom slučaju: zašto je nalet struje nakon uključivanja elektromagneta brzo nestao? Štaviše, zašto se prskanje pojavljuje kada se magnet isključi?

Sljedećeg dana, 30. avgusta, nova serija eksperimenata. Učinak je jasno izražen, ali ipak potpuno neshvatljiv.

Faraday osjeća da je otkriće negdje u blizini.

“Sada ponovo proučavam elektromagnetizam i mislim da sam naišao na uspješnu stvar, ali to još ne mogu potvrditi. Vrlo je moguće da ću nakon svih mojih trudova umjesto ribe završiti s algama.”

Do sljedećeg jutra, 24. septembra, Faraday se dosta toga pripremio razni uređaji, u kojem glavni elementi više nisu bili namotaji sa električnom strujom, već trajni magneti. I efekat je takođe postojao! Strela je skrenula i odmah pojurila na mesto. Do ovog laganog pomaka dolazilo je prilikom najneočekivanijih manipulacija magnetom, ponekad naizgled slučajno.

Sljedeći eksperiment je 1. oktobra. Faraday odlučuje da se vrati na sam početak - na dva namotaja: jedan sa strujom, drugi spojen na galvanometar. Razlika u odnosu na prvi eksperiment je odsustvo čeličnog prstena - jezgre. Prskanje je gotovo neprimjetno. Rezultat je trivijalan. Jasno je da je magnet bez jezgra mnogo slabiji od magneta sa jezgrom. Zbog toga je efekat manje izražen.

Faraday je razočaran. Dvije sedmice ne prilazi uređajima, razmišljajući o razlozima kvara.

Faraday unaprijed zna kako će se to dogoditi. Eksperiment briljantno uspijeva.

“Uzeo sam cilindričnu magnetnu šipku (3/4 inča u prečniku i 8 1/4 inča dugačak) i umetnuo jedan njen kraj u spiralu bakarna žica(dužine 220 stopa) spojen na galvanometar. Zatim sam brzo gurnuo magnet unutar spirale cijelom dužinom, a igla galvanometra je doživjela pritisak. Tada sam isto tako brzo izvukao magnet iz spirale i strelica se ponovo zamahnula, ali unutra suprotnoj strani. Ovi zamahi igle su se ponavljali svaki put kada bi se magnet gurnuo ili izgurao.”

Tajna je u kretanju magneta! Impuls električne energije nije određen položajem magneta, već kretanjem!

To znači da "električni val nastaje samo kada se magnet kreće, a ne zbog svojstava svojstvenih njemu u mirovanju."

Ova ideja je neverovatno plodonosna. Ako kretanje magneta u odnosu na provodnik stvara električnu energiju, onda bi očito kretanje provodnika u odnosu na magnet trebalo generirati električnu energiju! Štaviše, ovaj "električni val" neće nestati sve dok traje međusobno kretanje provodnika i magneta. To znači da je moguće napraviti generator električna struja, djelujući koliko god se želi, dokle god traje međusobno kretanje žice i magneta!

Faraday je 28. oktobra ugradio rotirajući bakarni disk između polova potkovičastog magneta, s kojeg se električni napon mogao ukloniti pomoću kliznih kontakata (jedan na osi, drugi na periferiji diska). Bio je to prvi električni generator stvoren ljudskom rukom.

Nakon „elektromagnetnog epa“, Faraday je bio primoran da prekine svoj naučni rad na nekoliko godina - njegov nervni sistem je bio toliko iscrpljen...

Eksperimenti slični Faradejevom, kao što je već spomenuto, izvedeni su u Francuskoj i Švicarskoj. Profesor Colladon sa Ženevske akademije bio je sofisticirani eksperimentator (on je, na primjer, napravio precizna mjerenja brzine zvuka u vodi na Ženevskom jezeru). Možda je, u strahu od podrhtavanja instrumenata, on, kao i Faraday, po mogućnosti uklonio galvanometar iz ostatka instalacije. Mnogi su tvrdili da je Colladon primijetio iste prolazne pokrete igle kao i Faraday, ali, očekujući stabilniji, dugotrajniji učinak, nije pridavao odgovarajuću važnost tim "slučajnim" rafalima...

Zaista, mišljenje većine tadašnjih naučnika bilo je da bi obrnuti efekat “stvaranja električne energije iz magnetizma” očigledno trebao imati isti stacionarni karakter kao i “direktni” efekat – “formiranje magnetizma” usled električne struje. Neočekivana "prolaznost" ovog efekta zbunila je mnoge, uključujući Koladona, i mnogi su platili za svoje predrasude.

Faraday je također u početku bio zbunjen prolaznom prirodom efekta, ali je više vjerovao činjenicama nego teorijama i na kraju je došao do zakona elektromagnetna indukcija. Ovaj zakon je fizičarima u to vrijeme izgledao pogrešan, ružan, čudan i lišen unutrašnje logike.

Zašto se struja pobuđuje samo kada se magnet kreće ili se struja mijenja u namotu?

Ovo niko nije razumeo. Čak i sam Faraday. Sedamnaest godina kasnije, dvadesetšestogodišnji vojni hirurg u pokrajinskom garnizonu u Potsdamu, Herman Helmholc, shvatio je to. U klasičnom članku “O očuvanju sile” on je, formulirajući svoj zakon održanja energije, prvi dokazao da elektromagnetna indukcija treba postojati upravo u ovom “ružnom” obliku.

Maxwellov stariji prijatelj, William Thomson, također je samostalno došao do ovog zaključka. On je takođe dobio Faradejevu elektromagnetnu indukciju iz Amperovog zakona, uzimajući u obzir zakon održanja energije.

Tako je "prolazna" elektromagnetna indukcija stekla državna prava i fizičari su je priznali.

Ali to se nije uklapalo u koncepte i analogije Maxwellovog članka „O Faradayevim linijama sile“. A ovo je bila ozbiljna greška u članku. U praksi se njegov značaj sveo na ilustraciju činjenice da teorije o bliskim i dalekometnim akcijama predstavljaju različite matematički opis isti eksperimentalni podaci da Faradejeve linije polja nisu u suprotnosti sa zdravim razumom. I to je sve. Sve, iako je već bilo mnogo.

Iz Maxwellove knjige autor Karcev Vladimir Petrovič

ELEKTROMAGNETSKOJ TEORIJI SVJETLOSTI Članak “O fizičkim linijama sile” objavljen je u dijelovima. I njegov treći dio, kao i oba prethodna, sadržavao je nove ideje ekstremne vrijednosti, Maxwell je napisao: „Mora se pretpostaviti da supstanca ćelija ima elastičnost oblika,

Iz knjige Werner von Siemens - biografija autor Weiher Siegfried von

Transatlantski kabl. Žičara "Faraday" Očigledan uspjeh indoevropske linije, kako tehnički tako i finansijski, trebao je inspirisati njene kreatore na dalje napore Ukazala se prilika za pokretanje novog posla, a inspiracija se pokazala

Iz knjige Fermatova posljednja teorema od Singha Simona

Dodatak 10. Primjer dokaza indukcijom U matematici je važno imati tačne formule, što vam omogućava da izračunate zbir različitih nizova brojeva. U ovom slučaju, želimo da izvedemo formulu koja daje zbir prvih n prirodnih brojeva, na primer, „zbir“ je pravedan

Iz knjige Faraday autor Radovsky Moisey Izrailevich

Iz knjige Roberta Williamsa Wooda. Savremeni čarobnjak iz laboratorija za fiziku od Seabrook Williama

Iz knjige Šuštanje granate autor Prishchepenko Aleksandar Borisovič

JEDANAESTO POGLAVLJE Wood proteže svoju godinu odmora na tri, stoji na mjestu gdje je nekada bio Faraday, i prelazi uzduž i poprijeko naše planete. Ali Wood ne

Iz knjige Kurčatova autor Astašenkov Petr Timofejevič

Iz knjige Putovanje oko svijeta autor Forster Georg

Evo ga, otkriće! Tvrd orah Akademik Ioffe i njegovi saradnici dugo su bili zainteresovani za neobično ponašanje kristala Rochelle soli (dvostruke natrijumove soli vinske kiseline) u električnom polju. Ova so je do sada malo proučavana, a tek je bilo

Iz knjige Zodijak autor Graysmith Robert

Iz knjige 50 genijalaca koji su promijenili svijet autor Ochkurova Oksana Yurievna

1 DAVID FARADAY I BETTY LOU JENSEN Petak, 20. decembar 1968. David Faraday se lagano vozio između pitomih brda Vallejoa, ne skrećući posebnu pažnju do mosta Golden Gate, do jahti i glisera koji bljeskaju u zalivu San Pablo, do jasnih silueta lučkih dizalica i

Iz knjige Uncool Memory [zbirka] autor Drujan Boris Grigorijevič

Michael Faraday (r. 1791 - d. 1867) Izvanredni engleski naučnik, fizičar i hemičar, osnivač doktrine elektromagnetnog polja, koji je otkrio elektromagnetnu indukciju - fenomen koji je činio osnovu elektrotehnike, kao i zakone elektrolize. , nazvao njegov

Iz knjige Francisa Bacona autor Subbotin Aleksandar Leonidovič

Otvaranje Jednog od oblačnih jesenjih dana 1965. godine, u redakciji Lenizdatove beletristike pojavio se mladić s mršavim dopisnicom u ruci. Moglo se sa stopostotnom vjerovatnoćom pretpostaviti da sadrži poeziju. Očigledno mu je bilo neugodno i, ne znajući kome

Iz knjige Ples u Aušvicu od Glaser Paula

Iz knjige Veliki hemičari. U 2 toma. T.I. autor Manolov Kaloyan

Discovery Jedan od mojih kolega je iz Austrije. Prijatelji smo i jedne večeri u razgovoru primjećuje da je ime Glaser bilo vrlo često u predratnom Beču. Otac mi je jednom rekao, sjećam se, da su naši daleki preci živjeli u njemačkom govornom području

Iz Ničeove knjige. Za one koji žele sve. Aforizmi, metafore, citati autor Sirota E. L.

MICHAEL FARADAY (1791–1867) Vazduh u knjigoveznici bio je ispunjen mirisom ljepila za drvo. Smješteni među gomilom knjiga, radnici su veselo ćaskali i marljivo spajali štampane listove. Majkl je lepio debelu knjigu Enciklopedije Britanike. Sanjao je da je čita

Iz autorove knjige

Otkriće juga U jesen 1881. Niče je pao pod čaroliju dela Žorža Bizea – njegovu „Karmen“ je u Đenovi slušao dvadesetak puta! Georges Bizet (1838–1875) - poznati francuski romantičarski kompozitor Proljeće 1882 - novo putovanje: od Đenove brodom do Mesine, o čemu malo

Godine 1821. Michael Faraday je napisao u svom dnevniku: “Pretvorite magnetizam u elektricitet.” Nakon 10 godina riješio je ovaj problem.
Faradejevo otkriće
Nije slučajno da je prvi i najvažniji korak u otkrivanju novih svojstava elektromagnetskih interakcija napravio osnivač koncepta elektromagnetnog polja - Faraday.
Faraday je bio uvjeren u jedinstvenu prirodu električnih i magnetskih fenomena. Ubrzo nakon Oerstedovog otkrića, on je napisao: „... čini se vrlo neobičnim da, s jedne strane, svaku električnu struju prati magnetsko djelovanje odgovarajućeg intenziteta, usmjereno pod pravim uglom u odnosu na struju, i da u isto vrijeme , u dobrim provodnicima elektriciteta koji se nalaze u sferi ovog djelovanja, struja uopće nije indukovana, nije nastalo nikakvo opipljivo djelovanje koje je po snazi ekvivalentno takvoj struji. Desetogodišnji naporan rad i vjera u uspjeh doveli su Faradaya do otkrića koje je kasnije predstavljalo osnovu za dizajn generatora za sve elektrane u svijetu, pretvarajući mehaničku energiju u električnu. (Izvori koji rade na drugim principima: galvanske ćelije, baterije, termalne i fotoćelije – daju neznatan udio proizvedene električne energije.)
Dugo vremena se nije mogla otkriti veza između električnih i magnetskih fenomena. Bilo je teško shvatiti glavnu stvar: samo vremenski promjenjivo magnetsko polje može pobuditi električnu struju u stacionarnom kalemu, ili se sam kalem mora kretati u magnetskom polju.
„Bakarna žica duga 203 stope bila je namotana na široki drveni kalem, a između njenih zavoja je bila namotana žica iste dužine, ali od prve izolovana pamučnim koncem. Jedna od ovih spirala je bila spojena na galvanometar, a druga na jaku bateriju koja se sastojala od 100 pari ploča... Pri zatvaranju strujnog kruga uočen je iznenadni, ali izuzetno slab efekat na galvanometar, a isto je uočeno i kada se struja je stala. Kontinuiranim prolaskom struje kroz jednu od spirala nije bilo moguće uočiti ni uticaj na galvanometar, niti bilo kakav induktivni efekat na drugu spiralu, nemogućnost 5.1
napominjući da zagrijavanje cijele zavojnice spojene na bateriju i jačina iskre koja skače između ugljeva ukazuje na snagu baterije.”
Dakle, u početku je indukcija otkrivena u vodičima koji su nepomični jedni u odnosu na druge prilikom zatvaranja i otvaranja kruga. Zatim, jasno shvaćajući da približavanje ili udaljavanje provodnika sa strujom treba dovesti do istog rezultata kao zatvaranje i otvaranje strujnog kola, Faraday je eksperimentima dokazao da struja nastaje kada se kalemovi pomjeraju jedan u odnosu na drugi (slika 5.1). Upoznat sa radovima Amperea, Faraday je shvatio da je magnet skup malih struja koje kruže u molekulima. Dana 17. oktobra, kako je zapisano u njegovoj laboratorijskoj bilježnici, pronađen je indukovana struja u zavojnici dok se pomera (ili produžava) magnet (slika 5.2). U roku od mjesec dana, Faraday je eksperimentalno otkrio sve bitne karakteristike fenomena elektromagnetne indukcije. Ostalo je samo dati zakonu strogu kvantitativnu formu i potpuno otkriti fizičke prirode fenomeni.
Sam Faraday je već shvatio opću stvar o kojoj ovisi izgled indukcijske struje u eksperimentima koji spolja izgledaju drugačije.
U zatvorenom provodnom kolu struja nastaje kada se promijeni broj vodova magnetske indukcije koji prodiru u površinu ograničenu ovim krugom. I što se brže mijenja broj vodova magnetske indukcije, to je veća rezultujuća struja. U ovom slučaju, razlog za promjenu broja vodova magnetske indukcije je potpuno indiferentan. To može biti promjena u broju linija magnetske indukcije koje probijaju stacionarni vodič zbog promjene jačine struje u susjednoj zavojnici ili promjena u broju linija zbog neujednačenog kretanja kruga. magnetno polje, čija gustina linija varira u prostoru (slika 5.3).
Faraday ne samo da je otkrio fenomen, već je bio i prvi koji je konstruirao još nesavršen model generatora električne struje koji pretvara mehaničku rotacijsku energiju u struju. Bio je to masivni bakarni disk koji je rotirao između polova jakog magneta (slika 5.4). Povezivanjem ose i ivice diska sa galvanometrom, Faraday je otkrio odstupanje
IN
\

\
\
\
\
\
\
\L

S strelica pokazuje. Struja je, međutim, bila slaba, ali pronađeni princip omogućio je naknadnu izgradnju snažnih generatora. Bez njih bi struja i dalje bila luksuz dostupan malom broju ljudi.
Električna struja nastaje u provodljivoj zatvorenoj petlji ako se petlja nalazi u naizmjeničnom magnetskom polju ili se kreće u vremenski konstantnom polju tako da se mijenja broj vodova magnetske indukcije koji prodiru u petlju. Ova pojava se naziva elektromagnetna indukcija.

Primjer bi bio pitanje. U ovom kontekstu možemo govoriti o tabuima. Postoje određene oblasti koje će biti tabu za većinu, što ne znači da neće biti jedan, tri, tri naučnika koji će se sa radoznalošću osobe nositi sa ovim fenomenom.

Ovi društveni uslovi čine većinu ljudi nezainteresovanim za ovo. R: I to je samo pitanje. Primjer dotjerivanja također pokazuje strah od diskreditacije. Dr. Marek Spira: Danas nastojimo da razbijemo sve tabue. S jedne strane, to je spoznaja istine, a s druge, poštovanje određenih vrijednosti čije rušenje vodi samo uništavanju društvenog poretka. Ljudska radoznalost je toliko velika da nadilazi sve granice. Čovjek po prirodi ne voli tabue. I u tom smislu, želja za istinom ne poznaje granice, koje, naravno, postoje, ali se stalno kreću.

Novi period u razvoju fizičke nauke počinje genijalnim otkrićem Faradaya elektromagnetna indukcija. U ovom otkriću jasno se pokazala sposobnost nauke da obogati tehnologiju novim idejama. Sam Faraday je već predvidio, na osnovu svog otkrića, postojanje elektromagnetnih valova. 12. marta 1832. zapečatio je kovertu s natpisom "Novi pogledi koji će se za sada čuvati u zapečaćenoj koverti u arhivi Kraljevskog društva." Ovaj omotač je otvoren 1938. godine. Pokazalo se da je Faraday sasvim jasno shvatio da se induktivna dejstva šire konačnom brzinom na talasni način. “Vjerujem da je moguće primijeniti teoriju oscilacija na širenje električne indukcije”, napisao je Faraday. Istovremeno je istakao da „širenje magnetskog uticaja zahteva vreme, tj. kada magnet deluje na drugi udaljeni magnet ili komad gvožđa, uticajni uzrok (koji se usuđujem da nazovem magnetizmom) širi se iz magnetnih tela postepeno i zahtijeva određeno vrijeme za njegovo širenje, što će se očito pokazati vrlo beznačajnim. Također vjerujem da se električna indukcija širi na potpuno isti način, vjerujem da je širenje magnetnih sila slična oscilaciji a poremećenu površinu vode ili na zvučne vibracije čestica vazduha."

Ovo postavlja pitanje da li ćemo ikada saznati punu istinu. Znajući ljudska priroda možemo reći da, iako je to nemoguće, uvijek ćemo težiti tome. Međutim, postoji opasnost da zanemarimo ovu misteriju. Nalazeći se na određenom stupnju znanja, možemo zaključiti da već sve znamo. U međuvremenu, katastrofa dolazi, a pitanje je kako da je pustimo? Možda je to bilo zbog zanemarivanja prirodnih sila, sila prirode. Primer bi bio pronalazač kompjutera, koji je u prošlom veku verovao da će sticanje znanja u kompjuteru biti neograničeno.

Faraday je shvatio važnost svoje ideje i, ne mogavši je eksperimentalno testirati, odlučio je uz pomoć ove koverte „da sebi osigura otkriće i time ima pravo, u slučaju eksperimentalna potvrda, proglasite ovaj datum datumom njegovog otkrića." Dakle, 12. marta 1832. godine, čovječanstvo je prvi put došlo na ideju postojanja elektromagnetnih talasa. Od ovog datuma počinje istorija otkrića radio.

Godinama nakon ovog otkrića, sa današnjim laptopima, ovo je bila zabluda. Kako se stepen našeg neznanja povećavao kako se povećavao broj pitanja. Mi fizičari zaziremo od zemlje. Recimo da želimo da odletimo u galaksiju udaljenu nekoliko svetlosnih godina od Zemlje. Budući da ne možemo izgraditi svemirski brod koji putuje brže od brzine svjetlosti, neće biti potrebna jedna generacija astronauta da stignu do ove galaksije. Iako je moguće zamisliti svemirsko putovanje mnogih generacija astronauta, to je moguće samo u naučnoj fantastici.

Ali Faradejevo otkriće nije bilo važno samo u istoriji tehnologije. Imao je ogroman uticaj na razvoj naučnog shvatanja sveta. Sa ovim otkrićem, novi objekat ulazi u fiziku - fizičko polje. Dakle, Faradejevo otkriće spada u one fundamentalne naučnim otkrićima, koji ostavljaju zapažen trag u cjelokupnoj istoriji ljudske kulture.

Upravo te konstante, danas poznate, određuju granice znanja. Ako uzmemo u obzir Veliki prasak, moramo zapamtiti da naše znanje još uvijek ne dostiže tačku da je gustoća materije neuporediva s onim s čime se danas bavimo i koju ne možemo reprodukovati u našim uslovima.

Ne poznajemo ovu "eksplozivnu" fiziku, tako da ne znamo ove fizičke konstante ako su postojale. N.: Takođe nismo sigurni da je današnja fizika konačna. Imali smo Newtona kojeg je kasnije testirao Ajnštajn, tako da možemo zaključiti da će Ajnštajna testirati neko drugi.

Londonski kovačev sin knjigovezac rođen u Londonu 22. septembra 1791. Samouki genije nije imao priliku ni da završi osnovnu školu i sam je utro put u nauku. Dok je studirao uvezivanje knjiga, čitao je knjige, posebno o hemiji, i sam izvodio hemijske eksperimente. Slušajući javna predavanja poznatog hemičara Davyja, konačno se uvjerio da je njegov poziv nauka, te ga je zamolio da ga zaposli u Kraljevskoj instituciji. Od 1813. godine, kada je Faraday primljen u institut kao laboratorijski asistent, do svoje smrti (25. avgusta 1867.) živio je od nauke. Već 1821. godine, kada je Faraday primio elektromagnetnu rotaciju, postavio je za cilj „pretvoriti magnetizam u elektricitet“. Deset godina traganja i napornog rada kulminiralo je otkrićem elektromagnetne indukcije 29. avgusta 1871. godine.

Na osnovu toga je stvorena specijalna teorija relativnosti, koja je već više puta eksperimentalno potvrđena. Međutim, ako jedna od ovih paradigmi zakaže, imat ćemo novu fiziku. Ako kažemo da poznajemo svemir, prirodu, da znamo šta je bio prije, to kažemo jer je naznačeno fizičke konstante ne mijenjaju svoje vrijednosti tokom vremena. Eksperimenti koji to pokušavaju potkopati čvrste materije- a kako i kako se izvode nisu uvjerljivi.

U stvari, možemo reći da od određene tačke znamo da se fizički zakoni koji upravljaju Univerzumom nisu promijenili – ove konstante su i dalje iste. Postoje li tajne s kojima se ne želimo suočiti? Kant je govorio o dvije vrste metafizike - metafizici kao nauci koja ne postoji i metafizici kao prirodnoj tendenciji koja nas tjera da razbijamo tabue.

„Dvesta i tri stope bakarne žice u jednom komadu bile su namotane oko velikog drvenog bubnja; još dve stotine i tri stope iste žice izolovano je u spiralu između zavoja prvog namotaja, pri čemu je metalni kontakt eliminisan pomoću Jedna od ovih spirala je bila povezana sa galvanometrom, a druga sa dobro napunjenom baterijom od stotinu pari kvadratnih ploča od četiri inča sa duplim bakarnim pločama, kada je kontakt bio zatvoren, došlo je do privremenog, ali veoma velikog. slabo dejstvo na galvanometar, a sličan slab efekat se desio i kada se otvori kontakt sa baterijom.” Ovako je Faraday opisao svoj prvi eksperiment o indukciji struja. On je ovu vrstu indukcije nazvao naponskom indukcijom. Dalje opisuje svoje glavno iskustvo sa gvozdenim prstenom - prototipom modernog transformator.

Granice postoje, ali ljudski um ima prirodne potrebe postavljanje pitanja na koja se ne može empirijski odgovoriti. Nije luksuz, već je odgovornost čoveka da ga pronađe. Nekada je postojalo vjerovanje da nas previše radoznalosti ostavlja bez Boga. Sami smo napravili tabu - Bog se ne može spoznati jer ćemo izgubiti vjeru. Vjeruje se prije svega autentičnim ljudima koji se poštuju, a njihova poniznost uvjetovana je kulturnim kontekstom. Obrazovani čovjek je počeo da se udaljava od Boga, tvrdeći da neće vjerovati u to “praznovjerje”.

Bilo je mnogo nesporazuma jer ponekad nismo cijenili potragu za istinom. Kršćanstvo nikada nije zvanično proglasilo takvu formulu, jer je vjeri potrebna pomoć razuma da bi saznala istinu, pa čak i raspravljala sa Gospodom Bogom. Možemo li ga zaista upoznati? Ovo je još jedan problem, ali nas ne oslobađa odgovornosti stalnog traganja, jer imamo razlog. Crkva danas ponavlja da između vjere i razuma nema proturječnosti. Čak i ako porazi neke dogme?

„Od okruglog komada mekog gvožđa zavaren je prsten; debljina metala bila je sedam osmina inča, a spoljni prečnik prstena šest inča. Oko jednog dela ovog prstena bile su namotane tri spirale, od kojih je svaka sadržala oko dvadeset četiri stope bakrene žice, jedne dvadesetine inča, spirale su bile izolovane od gvožđa i jedna od druge, zauzimale su otprilike devet inča duž prstena. ova grupa je označena slovom A. Oko šezdeset stopa istih je namotano na drugi dio prstena na isti način u dva dijela, koji su formirali spiralu B, istog smjera kao i spirale A. ali odvojen od njih na svakom kraju sa oko pola inča golog gvožđa.

S.: Ne trebamo se bojati, razum ne može poništiti nijednu dogmu, a ako se to dogodi, to znači da ne trebamo da se bavimo dogmom, već ljudskom formulom bez pokrića. Razlog je uništavanje laži, ali istina nikada ne izostaje. Znamo to iz istorije Crkve, iako je bilo jako teško, Crkva je mogla da se očisti od laži i mi smo ponosni na to.

Primjer odnosa između dvoje članova posade svemirski brodovi, nakon povratka posade jednog od njih je rečeno: Boga nema, a drugi je toliko lijep da ga samo Bog može stvoriti. Dakle, ako uopće postoji tabu, onda je to privremeno biće zbog kulturnog i društvenim uslovima, što je uglavnom zbog straha od bavljenja nečim rizičnim u smislu gubitka naučne pozicije. Ova magična reč - organizacija - ima svoje poreklo, ostaje pitanje - šta?

Helix B je spojen bakarne žice sa galvanometrom postavljenim na udaljenosti od tri stope od gvožđa. Pojedinačne spirale su bile povezane s kraja na kraj tako da su formirale zajedničku spiralu, čiji su krajevi bili povezani s baterijom od deset pari ploča četiri kvadratna inča. Galvanometar je odmah reagovao, i to mnogo jače nego što je primećeno, kao što je gore opisano, koristeći deset puta snažniji kalem, ali bez gvožđa; međutim, uprkos održavanju kontakta, akcija je prestala. Kada je kontakt sa baterijom otvoren, strelica se ponovo snažno skrenula, ali u pravcu suprotnom od onog koji je indukovan u prvom slučaju."

Dakle, Bog zna stvari kakve jesu, a mi smo takvi kakvi jesu. R: Možda se ne slažete sa mnom, ali nešto što se ne može eksperimentalno provjeriti uvijek će biti teže prihvatiti. Posebno u oblasti fizike. N.: Isti Kant kaže: Imam ograničeno znanje da bih napravio prostor za vjeru. Gdje postoje granice znanja, počinje moja vjera.

N: Razlozi za ovog naučnika su sledeći: svi dokazi o postojanju Boga bili su lažni, tako da Boga nema. U međuvremenu, samo se metodologija testira na sljedeći način: svi dokazi o postojanju Boga bili su lažni, ali se nisu mogli izvući zaključci o njegovom postojanju ili njegovom postojanju. I to je zaista izvan okvira, ali tu postoji i veliki problem - ispravna istraživačka metodologija: ispravno ili pogrešno, ovo se odnosi na svaku oblast, bilo da se radi o fizici, astronomiji, filozofiji ili teologiji.

Faraday je dalje istraživao utjecaj željeza direktnim eksperimentom, uvodeći željeznu šipku unutar šuplje zavojnice, u ovom slučaju "inducirana struja je imala vrlo jak utjecaj na galvanometar." „Sličan efekat se tada dobija uz pomoć obične magneti Faraday je nazvao ovu akciju magnetoelektrična indukcija, pod pretpostavkom da je priroda voltaičke i magnetoelektrične indukcije ista.

Zašto se koristi za otkrivanje tajni – prirodna potreba za unapređenjem znanja, napretkom ili zadovoljenjem subjektivnih potreba pojedinačnih istraživača? To se može vidjeti na primjeru nesputane tzv. osnovna istraživanja. Njihova priroda je otkrivanje tajni prirode, bez obzira na česte poticaje za njihovu neposrednu upotrebu. Kada je Faraday otkrio fenomen elektromagnetne indukcije, upitali su ga kako bi bilo imati čovječanstvo?

Izbjegavajući je rekao da ćete vjerovatno platiti porez i da se nećete baviti naučnom stranom otkrića. Njegova subjektivna potreba bila je želja da zna i zadovoljstvo koje je iz toga proizašlo. Čini mi se da iskorištavanje korisnosti studije nije opravdano.

Svi opisani eksperimenti čine sadržaj prvog i drugog dijela Faradejevog klasičnog djela “Eksperimentalno istraživanje elektriciteta”, započetog 24. novembra 1831. U trećem dijelu ove serije, “O novom električnom stanju materije”, Faraday po prvi put pokušava da opiše nova svojstva tela koja se manifestuju u elektromagnetnoj indukciji. On to svojstvo koje je otkrio naziva "elektrotonskim stanjem". Ovo je prva klica ideje polja, koju je kasnije formirao Faraday, a prvi je precizno formulirao Maxwell. Četvrti dio prve serije posvećen je objašnjenju fenomena Arago. Faraday ispravno klasifikuje ovu pojavu kao indukciju i pokušava da iskoristi ovu pojavu da “dobije novi izvor električne energije”. Pomicanjem bakrenog diska između polova magneta, primio je struju u galvanometru pomoću kliznih kontakata. Ovo je bio prvi dinamo. Faraday sažima rezultate svojih eksperimenata sljedećim riječima: „Tako je pokazano da se pomoću običnog magneta može stvoriti stalna struja električne energije.” Iz svojih eksperimenata na indukciji u pokretnim provodnicima, Faraday je izveo odnos između polariteta magneta, provodnika koji se kreće i smjera inducirane struje, to jest, "zakon koji upravlja proizvodnjom električne energije putem magnetoelektrične indukcije". Kao rezultat svog istraživanja, Faraday je ustanovio da se "sposobnost induciranja struja manifestira u krugu oko magnetske rezultante ili ose sile na potpuno isti način kao što magnetizam koji se nalazi oko kruga nastaje oko električne struje i njome ga detektuje" *.

Neka univerzitet u osnovnim istraživanjima nastavi da postavlja pitanja o tome zašto i otkriva nove zakone ili pravila i fakultete tehnička upotreba treba ih koristiti da život učini lakšim, praktičnijim, zanimljivijim, privlačnijim itd. nepravilan prijenos ove jedinice neće donijeti nikakvu korist. S.: Potraga za istinom je nesebična. Dijete postavlja hiljade pitanja, a roditelji na njih odgovaraju. Kada je Kolumbo krenuo da putuje oko sveta, upitali su ga zašto ide tamo.

Jer cijeli svijet je stvoren. Ali on je morao sam da zna. Ubija nas tvrdnjom da sve mora biti korisno. Jer u ovom slučaju istina se tumači instrumentalno, znajući da i misterija igra važnu ulogu. Pitanje smisla ljudskog života postaje potpuno beskorisno u našoj kulturi. Ali, s druge strane, da ne postavljamo ovo pitanje, naš život bi bio besmislen. Prvo, tu je nesebičnost, a onda se može ispostaviti da se istina koristi na različite načine za dobrobit ličnog, društvenog, ekonomskog, političkog života.

* (M. Faraday, Eksperimentalna istraživanja u elektricitetu, Vol. Akademija nauka SSSR, 1947, str.)

Drugim riječima, pojavljuje se vrtlog oko naizmjeničnog magnetskog fluksa električno polje, kao što vrtložno magnetsko polje nastaje oko električne struje. Ovu fundamentalnu činjenicu je Maxwell sažeo u obliku svoje dvije jednačine elektromagnetnog polja.

Za svako otvaranje morate se dobro pripremiti. Svako otkriće, pa i takozvana medijska katastrofa, pokrivena je ogromnim znanjem i iskustvom istraživača. Samo veliko znanje, maštovitost i izlazak iz tradicionalnih okvira naučnog istraživanja nam omogućavaju da vidimo nešto novo, novo, nepoznato, pa onda nazvano otkrićem. Kopernika su osudili ne zato što ga nije volio, na primjer, bio je iz Torunja, već zato što nije mogao razumjeti da se Biblija ne može čitati doslovno. Često se istraživač suočava sa vulgarnim pristupom učenju, znanju i nerazumijevanju.

Druga serija “Istraživanja”, započeta 12. januara 1832. godine, takođe je posvećena proučavanju fenomena elektromagnetne indukcije, posebno induktivnog delovanja Zemljinog magnetnog polja, posvećuje treću seriju, započetu 10. januara 1833. godine , za dokazivanje identiteta različitih vrsta elektriciteta: elektrostatičkog, galvanskog, životinjskog, magnetoelektričnog (tj. dobivenog elektromagnetnom indukcijom). Faraday dolazi do zaključka da je struja proizvedena na razne načine, su kvalitativno isti, razlika u akcijama je samo kvantitativna. Ovo je zadalo konačni udarac konceptu raznih „tečnosti“ smole i staklenog elektriciteta, galvanizma, životinjskog elektriciteta. Pokazalo se da je električna energija jedan, ali polarni entitet.

Ponekad je otkrivač ispred svog vremena, samo nova generacija prihvata njegovo otkriće. I mi danas imamo prirodnu tendenciju da se udobno uklopimo u svijet različite strane, tako da ne moramo razmišljati samo da konzumiramo. Primjer je James Clerk Maxwell, čija je poznata jednačina naša civilizacija; Bez njih bi bilo teško zamisliti današnje uspjehe i razvoj. Međutim, Maxwellovo razumijevanje mehanizma elektromagnetne propagacije ne uklapa se u današnje tumačenje ovog fenomena.

Osim toga, Olivier Heaviside, još jedan naučnik i matematičar, napravio je svoje matematičke i matematičke formule veoma korisno. Ovo je primjer suštine i vrste kontinuiteta nauke: mnogi naučnici, čak i „najmanji“, doprinose univerzalnom znanju. Nije li ovo utješno u eri još jednog poniženja u akademskom svijetu? Koje su tajne moderne nauke pred najvećim istraživačkim mogućnostima?

Peta serija Faradejevih istraživanja, započeta 18. juna 1833. godine, veoma je važna. Ovdje Faraday počinje svoje istraživanje o elektrolizi, što ga je dovelo do uspostavljanja čuvenih zakona koji nose njegovo ime. Ova istraživanja su nastavljena u sedmoj seriji, započetoj 9. januara 1834. U ovoj posljednjoj seriji, Faraday predlaže novu terminologiju: on predlaže da se polovi koji dovode struju u elektrolit nazivaju elektrode, pozvati pozitivnu elektrodu anoda, i negativno - katoda,čestice deponovane supstance koje idu do anode koju on zove anjoni, a čestice koje idu na katodu su katjoni. Nadalje, on posjeduje uslove elektrolit za razgradive supstance, joni I elektrohemijski ekvivalenti. Svi ovi pojmovi su čvrsto utemeljeni u nauci. Faraday izvodi ispravan zaključak iz zakona koje je našao da o nekima možemo govoriti apsolutna količina elektricitet povezan sa atomima obične materije. „Iako ne znamo ništa o tome šta je atom“, piše Faraday, „mi nehotice zamišljamo neku malu česticu koja se pojavljuje u našem umu kada o njoj razmišljamo, međutim, u istom ili još većem neznanju u odnosu na elektricitet, mi nisu u stanju reći ni da li predstavlja posebnu materiju ili materiju, ili jednostavno kretanje obične materije, ili drugu vrstu sile ili agensa, ipak postoji ogroman broj činjenica koje nas tjeraju da mislimo, da su atomi materije su na neki način obdareni ili povezani sa električnim silama, i njima duguju svoje najznačajnije kvalitete, uključujući hemijski afinitet jedni prema drugima."

Naučnici se još uvijek pitaju zašto je naboj protona pozitivan, a elektrona negativan? Koja svojstva ima antimaterija? Kako materijal poznat po vrlo visoke temperature? Ova pitanja su zaista važna. Govorimo o temperaturama uporedivim sa unutrašnjom temperaturom Sunca. Ovo je ogroman problem za fizičare, veoma važan u kontekstu potrage za novim izvorima energije.

Da bismo ilustrovali značaj ovog problema za čovječanstvo, dovoljno je dati jednu od procjena. U situaciji tako velikog napretka nauke, u korištenju prirode u službi čovječanstva, ostaje problem čovjeka koji je sve više zbunjen. Promjene počinju da se zamagljuju. Nepoznati razvoj nauke nema negativan uticaj na intelektualni razvoj društava, već naprotiv – negativne pojave, poput sekundarne nepismenosti, se množe.

* (M. Faraday, Eksperimentalna istraživanja u elektricitetu, Vol. Akademija nauka SSSR, 1947, str.)

Dakle, Faraday je jasno izrazio ideju "elektrifikacije" materije, atomska struktura elektricitet, a atom elektriciteta, ili, kako Faraday kaže, "apsolutna količina električne energije", ispada da je "isto tako definitivno u svom djelovanju, kao bilo koji od te količine koji, ostajući povezani sa česticama materije, daju im svoje hemijski afinitet." Elementarno električni naboj, kao što je prikazano dalji razvoj fizike, može se zaista odrediti iz Faradejevih zakona.

Deveta serija Faradejevih studija bila je veoma važna. Ova serija, započeta 18. decembra 1834. godine, bavila se fenomenom samoindukcije, sa dodatnim strujama zatvaranja i otvaranja. Faraday ističe kada opisuje ove pojave da iako imaju karakteristike inercija, Međutim, fenomen samoindukcije razlikuje se od mehaničke inercije po tome što zavise od forme kondukter. Faraday napominje da je "ekstrakt identičan sa ... indukovanom strujom" *. Kao rezultat toga, Faraday je razvio ideju o vrlo širokom značaju procesa indukcije. U jedanaestom nizu svojih studija, započetih 30. novembra 1837., on navodi: „Indukcija igra najopštiju ulogu u svim električnim pojavama, sudjelujući, po svemu sudeći, u svakoj od njih, a zapravo nosi obilježja primarne i suštinske princip” ** . Konkretno, prema Faradayu, svaki proces punjenja je proces indukcije, offsets suprotnih naboja: „supstance se ne mogu naelektrisati apsolutno, već samo relativno, po zakonu identičnom indukciji. Sve pojave napon uključuju početak indukcija" ***. Značenje ovih Faradejevih izjava je da svako električno polje ("fenomen napona" - u Faradejevoj terminologiji) nužno prati proces indukcije u mediju ("pomeranje" - u Maksvelovom kasnijem Ovaj proces je određen svojstvima sredine, njenom „induktivnom sposobnošću“, u Faradejevoj terminologiji, ili „dielektričnom konstantom“, u savremenoj terminologiji, Faradejevim eksperimentima sa sfernim kondenzatorom je određena dielektrična konstanta većeg broja supstanci. u odnosu na zrak Ovi eksperimenti su ojačali Faradejevu ideju o suštinskoj ulozi medija u elektromagnetnim procesima.

* (M. Faraday, Eksperimentalna istraživanja u elektricitetu, Vol. Akademija nauka SSSR, 1947, str.)

** (M. Faraday, Eksperimentalna istraživanja u elektricitetu, Vol. Akademija nauka SSSR, 1947, str.)

*** (M. Faraday, Eksperimentalna istraživanja u elektricitetu, Vol. Akademija nauka SSSR, 1947, str.)

Zakon elektromagnetne indukcije značajno je razvio ruski fizičar sa Sankt Peterburške akademije Emilie Christianovich Lentz(1804-1865). Lenz je 29. novembra 1833. prijavio Akademiji nauka svoje istraživanje “O određivanju smjera galvanskih struja pobuđenih elektrodinamičkom indukcijom”. Lenz je pokazao da je Faradejeva magnetoelektrična indukcija usko povezana sa Amperovim elektromagnetnim silama. “Položaj kojim se magnetoelektrični fenomen svodi na elektromagnetni je sljedeći: ako se metalni provodnik kreće blizu galvanske struje ili magneta, tada se u njemu pobuđuje galvanska struja u takvom smjeru da bi, ako bi vodič bio nepomičan, struja mogla uzrokovati njegovo kretanje u suprotnom smjeru; pretpostavlja se da se provodnik u mirovanju može kretati samo u smjeru kretanja ili u suprotnom smjeru" *.

* (E. H. Lenz, Izabrana djela, ur. Akademija nauka SSSR, 1950, str. 148-149.)

Ovaj Lenzov princip otkriva energetiku indukcijskih procesa i odigrao je važnu ulogu u Helmholtzovom radu na uspostavljanju zakona održanja energije. Sam Lenz je iz svog pravila izveo dobro poznati princip u elektrotehnici o reverzibilnosti elektromagnetnih mašina: ako rotirate zavojnicu između polova magneta, on stvara struju; naprotiv, ako se u njega pošalje struja, on će se rotirati. Električni motor se može pretvoriti u generator i obrnuto. Proučavajući djelovanje magnetoelektričnih strojeva, Lenz je 1847. otkrio reakciju armature.

Godine 1842-1843. Lenz je proizveo klasičnu studiju “O zakonima oslobađanja toplote galvanskom strujom” (izvještavano 2. decembra 1842., objavljeno 1843.), koju je započeo mnogo prije Jouleovih sličnih eksperimenata (Jouleov izvještaj se pojavio u oktobru 1841.) i nastavio je uprkos publikacije Joule, „budući da bi eksperimenti potonjeg mogli naići na neke opravdane prigovore, kao što je već pokazao naš kolega, gospodin akademik Hess“ *. Lenz mjeri jačinu struje pomoću tangentnog kompasa, uređaja koji je izumio profesor iz Helsingforsa Johann Nervander (1805-1848), a u prvom dijelu svoje poruke ispituje ovaj uređaj. U drugom dijelu, “Oslobađanje topline u žicama”, objavljenom 11. augusta 1843., dolazi do svog čuveni zakon:

Zagrijavanje žice galvanskom strujom proporcionalno je otporu žice.
Zagrijavanje žice galvanskom strujom proporcionalno je kvadratu struje koja se koristi za grijanje"**.

* (E. H. Lenz, Izabrana djela, ur. Akademija nauka SSSR, 1950, str.)

** (E. H. Lenz, Izabrana djela, ur. Akademija nauka SSSR, 1950, str.)

Joule-Lenzov zakon je igrao važnu ulogu u uspostavljanju zakona održanja energije. Cjelokupni razvoj nauke o električnim i magnetskim pojavama doveo je do ideje o jedinstvu prirodnih sila, do ideje očuvanja ovih "sila".

Gotovo istovremeno s Faradejem, elektromagnetnu indukciju je primijetio američki fizičar Joseph Henry(1797-1878). Henri je napravio veliki elektromagnet (1828) koji je, pokretan galvanskom ćelijom niskog otpora, izdržao opterećenje od 2.000 funti. Faraday spominje ovaj elektromagnet i ističe da uz njegovu pomoć možete dobiti jaku iskru pri otvaranju.

Henry je prvi uočio (1832) fenomen samoindukcije, a njegov prioritet je označen imenom jedinice samoindukcije “Henry”.

Godine 1842. Henry je osnovao oscilatornog karaktera Leyden tipa tegle. Tanka staklena igla kojom je proučavao ovaj fenomen magnetizirana je različitim polaritetima, dok je smjer pražnjenja ostao nepromijenjen. “Praznjenje, bez obzira na njegovu prirodu”, zaključuje Henry, “ne izgleda (koristeći Franklinovu teoriju. - P.K.) kao jedan prijenos bestežinskog fluida s jedne ploče na drugu, otkriveni fenomen nas tjera da pretpostavimo postojanje glavnog; pražnjenje u jednom smjeru, a zatim nekoliko čudnih pokreta naprijed-nazad, svaki slabiji od prethodnog, koji se nastavlja dok se ne postigne ravnoteža."

Fenomeni indukcije postaju vodeća tema u fizičkim istraživanjima. 1845. godine, njemački fizičar Franz Neumann(1798-1895) dao matematički izraz zakon indukcije, sumirajući istraživanja Faradaya i Lenza.

Elektromotornu silu indukcije Neumann je izrazio u obliku vremenskog izvoda neke funkcije koja indukuje struju i međusobne konfiguracije struja koje djeluju. Neumann je ovu funkciju nazvao elektrodinamički potencijal. Takođe je pronašao izraz za koeficijent međusobne indukcije. U svom eseju “O očuvanju sile” iz 1847. Helmholc je izveo Nojmanov izraz za zakon elektromagnetne indukcije iz energetskih razmatranja. U istom djelu, Helmholtz navodi da pražnjenje kondenzatora „nije... jednostavno kretanje elektriciteta u jednom smjeru, već... njegov tok u jednom ili drugom smjeru između dvije ploče u obliku oscilacija koje postaju sve manje i manje, dok konačno sva živa sila ne bude uništena zbirom otpora."

Godine 1853 William Thomson(1824-1907) dao je matematičku teoriju oscilatornog pražnjenja kondenzatora i ustanovio zavisnost perioda oscilovanja od parametara oscilatornog kola (Thomsonova formula).

Godine 1858 P. Blazerna(1836-1918) eksperimentalno je snimio rezonantnu krivu električnih oscilacija, proučavajući efekat kola za indukciju pražnjenja koje sadrži niz kondenzatora i provodnike koji spajaju provodnike na bočno kolo, sa promjenjivom dužinom induciranog provodnika. Takođe 1858 Wilhelm Feddersen(1832-1918) je posmatrao varničko pražnjenje Leydenske posude u rotirajućem ogledalu, a 1862. godine fotografisao je sliku varničnog pražnjenja u rotirajućem ogledalu. Tako je jasno utvrđena oscilatorna priroda pražnjenja. U isto vrijeme, Thomsonova formula je eksperimentalno testirana. Dakle, korak po korak, doktrina o električne vibracije, predstavlja naučnu osnovu elektrotehnike i radiotehnike naizmjenične struje.

Nakon otkrića Oersteda i Amperea, postalo je jasno da elektricitet ima magnetsku silu. Sada je bilo potrebno potvrditi utjecaj magnetskih pojava na električne. Faraday je briljantno riješio ovaj problem.

Michael Faraday (1791-1867) rođen je u Londonu, u jednom od njegovih najsiromašnijih dijelova. Otac mu je bio kovač, a majka kćerka zakupca. Kada je Faraday stigao u školu, poslan je u osnovnu školu. Kurs koji je Faraday ovdje pohađao bio je vrlo uzak i bio je ograničen samo na učenje čitanja, pisanja i početka brojanja.

Nekoliko koraka od kuće u kojoj je živjela porodica Faraday nalazila se knjižara, koja je ujedno bila i knjigoveznica. Tu je završio Faraday, koji je završio osnovnu školu, kada se postavilo pitanje o izboru zanimanja za njega. Michael je u to vrijeme imao samo 13 godina.

Već u mladosti, kada je Faraday tek počinjao svoje samoobrazovanje, nastojao je da se oslanja isključivo na činjenice i svojim iskustvima provjerava poruke drugih. Ove težnje dominirale su njime celog života kao glavne karakteristike njegovog naučnog delovanja.

Faraday je počeo izvoditi fizičke i kemijske eksperimente kao dječak pri svom prvom poznanstvu s fizikom i hemijom. Jednog dana Majkl je prisustvovao jednom od predavanja Hamfrija Dejvija, velikog engleskog fizičara. Faraday je napravio detaljnu bilješku predavanja, povezao ga i poslao Davyju. Bio je toliko impresioniran da je pozvao Faradaya da radi s njim kao sekretar. Ubrzo je Davy otišao na put po Evropi i poveo Faradaya sa sobom. Tokom dvije godine posjetili su najveće evropske univerzitete.

Na osnovu iskustava svojih prethodnika i kombinujući nekoliko sopstvenih iskustava, Majkl je do septembra 1821. objavio „Povijest napretka elektromagnetizma“. Već u to vrijeme formirao je potpuno ispravan koncept suštine fenomena otklona magnetske igle pod utjecajem struje. Postigavši ovaj uspjeh, Faraday je deset godina napustio studije iz oblasti elektrike, posvetivši se proučavanju niza predmeta različite vrste.

Godine 1823. Faraday je napravio jedno od najvažnijih otkrića na polju fizike - bio je prvi koji je ukapnio plin, a ujedno je uspostavio jednostavnu, ali djelotvornu metodu za pretvaranje plinova u tekućinu.

Godine 1824. Faraday je napravio nekoliko otkrića u oblasti fizike. Između ostalog, utvrdio je i činjenicu da svjetlost utiče na boju stakla, mijenjajući je.

Sljedeće godine, Faraday se ponovo okrenuo od fizike ka hemiji, a rezultat njegovog rada u ovoj oblasti bilo je otkriće benzina i sumporno-naftalenske kiseline.

Godine 1831. Faraday je objavio raspravu o "Posebnoj vrsti optičke iluzije", koja je poslužila kao osnova za odličan i radoznali optički projektil nazvan "hromotrop". Iste godine objavljena je još jedna rasprava naučnika, "O vibrirajućim pločama".

Mnoga od ovih djela mogla bi i sama ovekovečiti ime svog autora. Ali najvažniji od Faradejevih naučnih radova su njegove studije u oblasti elektromagnetizma i električne indukcije. Strogo govoreći, važnu granu fizike koja se bavi fenomenom elektromagnetizma i induktivnog elektriciteta, a koja je trenutno od tako ogromne važnosti za tehnologiju, stvorio je Faraday ni iz čega.

Istovremeno se znalo da žica kroz koju prolazi struja i koja ujedno predstavlja naelektrizirano tijelo nema nikakvog utjecaja na druge žice smještene u blizini. Šta je uzrokovalo ovaj izuzetak? To je pitanje koje je zanimalo Faradaya i čije ga je rješenje dovelo do najvažnijih otkrića u oblasti indukcijskog elektriciteta.

Kao što je bio njegov običaj, Faraday je započeo niz eksperimenata osmišljenih da razjasni suštinu stvari. Faraday je namotao dvije izolirane žice paralelne jedna s drugom na istu drvenu oklagiju. Spojio je krajeve jedne žice na bateriju od deset ćelija, a krajeve druge na osjetljivi galvanometar. Kada je struja prošla kroz prvu žicu, Faraday je svu svoju pažnju usmjerio na galvanometar, očekujući da će po njegovim vibracijama primijetiti pojavu struje u drugoj žici. Međutim, ništa od toga se nije dogodilo: galvanometar je ostao miran. Faraday je odlučio povećati jačinu struje i uveo 120 galvanskih elemenata u kolo. Rezultat je bio isti. Faraday je ponovio ovaj eksperiment desetine puta i dalje sa istim uspjehom. Bilo ko drugi na njegovom mjestu bi napustio eksperimente uvjeren da struja koja prolazi kroz žicu nema utjecaja na susjednu žicu. Ali Faraday je uvijek pokušavao iz svojih eksperimenata i zapažanja izvući sve što su mogli dati, i stoga je, ne primajući direktan učinak na žicu spojenu na galvanometar, počeo tražiti nuspojave.

Odmah je primijetio da je galvanometar, ostajući potpuno miran za vrijeme cijelog prolaska struje, počeo oscilirati kada se sam krug zatvori i kada se otvori. Pokazalo se da se u trenutku kada struja prođe u prvu žicu, a takođe i kada se ovaj prijenos zaustavi, pobuđuje struja i u drugoj žici, koja u prvom slučaju ima suprotan smjer od prve struje i isto sa njim u drugom slučaju i traje samo jedan trenutak.

Budući da su trenutne, momentalno nestaju nakon pojave, induktivne struje ne bi imale praktičan značaj da Faraday nije pronašao način da uz pomoć genijalnog uređaja (komutatora) stalno prekida i iznova vodi primarnu struju koja dolazi iz baterije duž prva žica, zahvaljujući kojoj se druga žica kontinuirano pobuđuje sve više novih induktivnih struja i tako postaje konstantna. Tako je pronađen novi izvor električne energije, pored ranije poznatih (trenje i hemijski procesi), - indukcija, i nova vrsta te energije - induktivna električna energija.

Ova otkrića su zauzvrat dovela do novih. Ako je moguće izazvati induktivnu struju kratkim spojem i zaustavljanjem galvanske struje, zar se onda isti rezultat ne bi dobio magnetiziranjem i demagnetizacijom željeza? Rad Oersteda i Amperea već je uspostavio vezu između magnetizma i elektriciteta. Bilo je poznato da željezo postaje magnet kada se oko njega namota izolirana žica i kroz njega prođe galvanska struja, te da magnetna svojstva ovog željeza prestaju čim struja prestane. Na osnovu toga, Faraday je smislio ovu vrstu eksperimenta: dvije izolirane žice bile su namotane oko željeznog prstena; sa jednom žicom omotanom oko jedne polovine prstena, a drugom oko druge.

Struja iz galvanske baterije prolazila je kroz jednu žicu, a krajevi druge spojeni na galvanometar. I tako, kada se struja zatvorila ili zaustavila, i kada je, posljedično, željezni prsten magnetiziran ili demagnetiziran, igla galvanometra je brzo oscilirala, a zatim brzo stala, odnosno, iste trenutne induktivne struje su se pobuđivale u neutralnoj žici - ovoga puta : već pod uticajem magnetizma. Tako je ovdje po prvi put magnetizam pretvoren u električnu energiju.

Dobivši ove rezultate, Faraday je odlučio da diverzificira svoje eksperimente. Umjesto gvozdenog prstena, počeo je da koristi gvozdenu traku. Umjesto da uzbudi magnetizam u željezu galvanskom strujom, on je magnetizirao željezo dodirujući ga na trajni čelični magnet. Rezultat je bio isti: uvijek u žici omotanoj oko gvožđa! struja je bila pobuđena u trenutku magnetizacije i demagnetizacije gvožđa. Tada je Faraday u žičanu spiralu uveo čelični magnet - približavanje i uklanjanje potonjeg izazvalo je inducirane struje u žici. Jednom riječju, magnetizam, u smislu uzbudljivih indukcijskih struja, djelovao je na potpuno isti način kao i galvanska struja.

U to vrijeme, fizičari su bili intenzivno zainteresovani za jedan misteriozni fenomen, koji je 1824. otkrio Arago i koji se, uprkos tome, nije mogao objasniti; činjenica da su ovo objašnjenje intenzivno tražili tako istaknuti naučnici tog vremena kao što su sam Arago, Amper, Poisson, Babage i Herschel. Slučaj sam bio sledeći. Magnetna igla, koja slobodno visi, brzo se zaustavlja ako se ispod nje stavi krug od nemagnetnog metala; Ako se krug tada rotira, magnetska igla počinje da se kreće iza njega. U mirnom stanju nije bilo moguće otkriti ni najmanju privlačnost ili odbijanje između 5. kruga i strijele, dok je isti krug, u kretanju, vukao za sobom ne samo laku strijelu, već i teški magnet. Tadašnjim naučnicima ovaj zaista čudesan fenomen izgledao je kao misteriozna misterija, nešto izvan granica prirodnog. Faraday je, na osnovu gore navedenih podataka, napravio pretpostavku da se krug od nemagnetnog metala, pod uticajem magneta, tokom rotacije vrti okolo induktivnim strujama, koje utiču na magnetnu iglu i vuku je duž magneta. I zaista, uvođenjem ruba kruga između polova velikog potkovičastog magneta i povezivanjem središta i ruba kruga galvanometrom sa žicom, Faraday je dobio konstantnu električnu struju kada se krug okreće.

Nakon toga, Faraday se fokusirao na još jedan fenomen koji je tada izazivao opću radoznalost. Kao što znate, ako pospite željezne strugotine po magnetu, one se grupiraju duž određenih linija koje se nazivaju magnetske krivulje. Faraday je, skrećući pažnju na ovaj fenomen, 1831. godine magnetskim krivuljama dao naziv "linije magnetske sile", koje je kasnije ušlo u opću upotrebu. Proučavanje ovih “linija” dovelo je Faradaya do novog otkrića da za pobuđivanje induciranih struja nije potrebno približavanje izvora i udaljenost od magnetnog pola. Za pobuđivanje struje dovoljno je preći linije magnetske sile na poznat način.

Dalji rad Faradejeva nastojanja u gore pomenutom pravcu dobila su, sa savremene tačke gledišta, karakter nečeg apsolutno čudesnog. Početkom 1832. demonstrirao je uređaj u kojem su se induktivne struje pobuđivale bez pomoći magneta ili galvanske struje.

Uređaj se sastojao od željezne trake postavljene u žičani namotaj.

Ovaj uređaj, u uobičajenim uslovima, nije davao ni najmanji znak pojave struja u njemu; ali čim joj je dat smjer koji odgovara smjeru magnetske igle, struja se pobuđuje u žici. Zatim je Faraday jednom zavojnici dao položaj magnetske igle, a zatim u nju uveo željeznu traku: struja je ponovo bila pobuđena. Razlog koji je uzrokovao struju u ovim slučajevima bio je zemaljski magnetizam, koji je uzrokovao induktivne struje poput običnog magneta ili galvanske struje. Da bi to jasnije pokazao i dokazao, Faraday je poduzeo još jedan eksperiment, koji je u potpunosti potvrdio njegova razmišljanja. On je zaključio da ako krug nemagnetnog metala, kao što je bakar, koji rotira u položaju u kojem siječe linije magnetske sile susednog magneta, proizvodi induktivnu struju, tada isti krug, rotira u odsustvu magnet, ali u poziciji u kojoj će krug prelaziti linije zemaljskog magnetizma, mora dati i induktivnu struju. I zaista, bakreni krug rotiran u horizontalnoj ravni proizvodio je induktivnu struju koja je proizvela primjetan otklon igle galvanometra.

Faraday je završio svoju seriju studija u području električne indukcije otkrićem, napravljenim 1835. godine, „induktivnog utjecaja struje na samu sebe“. Otkrio je da kada se galvanska struja zatvori ili otvori, trenutne induktivne struje se pobuđuju u samoj žici, koja služi kao provodnik za ovu struju.

Ruski fizičar Emil Hristoforovič Lenc (1804-1861) dao je pravilo za određivanje pravca indukcione struje.

„Indukcijska struja je uvijek usmjerena na takav način da magnetsko polje koje stvara komplikuje ili inhibira kretanje koje uzrokuje indukciju“, primjećuje A.A. Korobko-Stefanov u svom članku o elektromagnetnoj indukciji. - Na primjer, kada se zavojnica približi magnetu, rezultirajuća inducirana struja ima takav smjer da će magnetsko polje koje stvara biti suprotno magnetskom polju magneta. Kao rezultat, između zavojnice i magneta nastaju sile odbijanja.

Lenzovo pravilo proizlazi iz zakona održanja i transformacije energije. Ako bi inducirane struje ubrzale kretanje koje ih je izazvalo, onda bi rad nastao ni iz čega. Sam kalem bi, nakon blagog pritiska, pojurio prema magnetu, a istovremeno bi indukcijska struja u njemu oslobađala toplinu. U stvarnosti, indukovana struja nastaje zbog rada približavanja magneta i zavojnice.

Zašto nastaje indukovana struja? Duboko objašnjenje fenomena elektromagnetne indukcije dao je engleski fizičar James Clerk Maxwell, tvorac kompletne matematičke teorije elektromagnetno polje.

Da biste bolje razumjeli suštinu stvari, razmotrite vrlo jednostavan eksperiment. Neka se zavojnica sastoji od jednog zavoja žice i probijena naizmjeničnim magnetskim poljem okomito na ravninu zavoja. U zavojnici prirodno nastaje indukovana struja. Maxwell je ovaj eksperiment protumačio izuzetno hrabro i neočekivano. Kada se magnetsko polje promijeni u prostoru, prema Maxwellu, nastaje proces za koji prisustvo žičane zavojnice nema značaja. Glavna stvar ovdje je pojava zatvorenih prstenastih linija električnog polja, koje pokrivaju promjenjivo magnetsko polje.

Pod utjecajem nastalog električnog polja, elektroni se počinju kretati, a u zavojnici nastaje električna struja. Zavojnica je jednostavno uređaj koji detektuje električno polje. Suština fenomena elektromagnetne indukcije je da naizmjenično magnetsko polje uvijek stvara električno polje sa zatvorenim krugovima u okolnom prostoru. dalekovodi. Takvo polje se naziva vrtložno polje.”

Istraživanja u oblasti indukcije koju proizvodi zemaljski magnetizam dala su Faradeju priliku da izrazi ideju o telegrafu još 1832. godine, koji je tada bio osnova ovog izuma.

Općenito, nije uzalud da se otkriće elektromagnetne indukcije smatra jednim od najistaknutijih otkrića 19. stoljeća - na ovom fenomenu temelji se rad miliona elektromotora i generatora električne struje širom svijeta...

Fenomen elektromagnetne indukcije otkrio je Mile Faraday 1831. Čak 10 godina ranije, Faraday je razmišljao o načinu da pretvori magnetizam u električnu energiju. Vjerovao je da magnetsko i električno polje moraju biti nekako povezani.

Otkriće elektromagnetne indukcije

Na primjer, pomoću električnog polja možete magnetizirati gvozdeni predmet. Vjerovatno bi trebalo biti moguće generirati električnu struju pomoću magneta.

Prvo je Faraday otkrio fenomen elektromagnetne indukcije u provodnicima koji su nepomični jedni u odnosu na druge. Kada se u jednom od njih pojavila struja, indukovana je struja i u drugom kalemu. Štaviše, u budućnosti je nestao i ponovo se pojavio tek kada je napajanje jedne zavojnice bilo isključeno.

Nakon nekog vremena, Faraday je eksperimentima dokazao da kada se zavojnica bez struje pomiče u krugu u odnosu na drugi, čiji su krajevi napajani naponom, električna struja će također nastati u prvom kolutu.

Sljedeći eksperiment je bio uvođenje magneta u zavojnicu, a istovremeno se u njemu pojavila struja. Ovi eksperimenti su prikazani na sljedećim slikama.

Faraday je formulirao glavni razlog za pojavu struje u zatvorenom kolu. U zatvorenom provodnom kolu struja nastaje kada se promijeni broj vodova magnetske indukcije koji prodiru u ovaj krug.

Što je ova promjena veća, to je jača indukovana struja. Nije bitno kako ćemo postići promjenu u broju linija magnetne indukcije. Na primjer, to se može učiniti pomicanjem kruga u neujednačenom magnetskom polju, kao što se dogodilo u eksperimentu s magnetom ili pomicanjem zavojnice. I možemo, na primjer, promijeniti jačinu struje u zavojnici koja je susjedna krugu, a magnetsko polje koje stvara ovaj kalem će se promijeniti.

Izjava zakona

Hajde da sumiramo sažetak. Fenomen elektromagnetne indukcije je pojava pojave struje u zatvorenom kolu, kada se mijenja magnetsko polje u kojem se ovo kolo nalazi.

Za precizniju formulaciju zakona elektromagnetne indukcije potrebno je uvesti veličinu koja bi karakterisala magnetsko polje – fluks vektora magnetne indukcije.

Magnetski fluks

Vektor magnetske indukcije označen je slovom B. On će karakterizirati magnetsko polje u bilo kojoj tački u prostoru. Sada razmotrite zatvorenu petlju koja ograničava površinu površine S. Postavimo je u jednolično magnetsko polje.

Postojaće određeni ugao a između vektora normale na površinu i vektora magnetske indukcije. Magnetski fluks F kroz površinu površine S naziva se fizička količina, jednak proizvodu veličine vektora magnetske indukcije na površinu i kosinus ugla između vektora magnetske indukcije i normale na konturu.

F = B*S*cos(a).

Proizvod B*cos(a) je projekcija vektora B na normalu n. Stoga se obrazac za magnetni tok može prepisati na sljedeći način:

Jedinica magnetskog fluksa je weber. Označeno sa 1 Wb. Magnetni tok od 1 Wb stvara magnetsko polje sa indukcijom od 1 T kroz površinu od 1 m^2, koja se nalazi okomito na vektor magnetske indukcije.