Fenomenul inducției electromagnetice. Descoperire, experiență, aplicare

\
\
\
\
\
\
\L

S Curentul era, totuși, slab, dar principiul găsit mai târziu a făcut posibilă construirea de generatoare puternice. Fără ele, electricitatea ar fi încă un lux pe care puțini oameni și-l pot permite.
Într-o buclă închisă conducătoare, apare un curent electric dacă bucla se află într-un câmp magnetic alternativ sau se mișcă într-un câmp care este constant în timp, astfel încât numărul de linii de inducție magnetică care pătrund în buclă se modifică. Acest fenomen se numește inducție electromagnetică.

Istoria descoperirii inducției electromagnetice. Descoperirile lui Hans Christian Oersted și André Marie Ampère au arătat că electricitatea are o forță magnetică. Influența fenomenelor magnetice asupra fenomenelor electrice a fost descoperită de Michael Faraday. Hans Christian Oersted André Marie Ampère

Michael Faraday () „Transformă magnetismul în electricitate”, a scris el în jurnalul său în 1822. Fizician englez, fondator al teoriei câmpului electromagnetic, membru de onoare străin al Academiei de Științe din Sankt Petersburg (1830).

Descrierea experimentelor lui Michael Faraday bloc de lemnînfăşurat cu două fire de cupru. Unul dintre fire era conectat la un galvanometru, celălalt la o baterie puternică. Când circuitul a fost închis, s-a observat o acțiune bruscă, dar extrem de slabă asupra galvanometrului, și aceeași acțiune s-a observat la oprirea curentului. Odată cu trecerea continuă a curentului printr-una dintre spirale, nu a fost posibilă detectarea abaterilor acului galvanometrului

Descrierea experimentelor lui Michael Faraday Un alt experiment a constat în înregistrarea supratensiunilor de curent la capetele unei bobine, în interiorul căreia a fost introdus un magnet permanent. Faraday a numit astfel de explozii „valuri de electricitate”

inducția EMF FEM de inducție care provoacă supratensiuni de curent („valuri de electricitate”) nu depinde de mărimea fluxului magnetic, ci de rata de schimbare a acestuia.

1. Determinați direcția liniilor de inducție ale câmpului extern B (ele părăsesc N și intră în S). 2. Determinați dacă fluxul magnetic prin circuit crește sau scade (dacă magnetul este împins în inel, atunci Ф> 0, dacă este scos, atunci Ф 0, dacă este scos, atunci Ф 0, dacă este este scos, apoi Ф 0, dacă este scos, atunci Ф 0 , dacă este extins, atunci Ф
3. Determinați direcția liniilor de inducție camp magnetic B creat de curent de inducție (dacă F>0, atunci liniile B și B sunt direcționate în direcții opuse; dacă F 0, atunci liniile B și B sunt direcționate în direcții opuse; dacă F 0, atunci liniile B și B sunt direcționate în sens opus direcții; dacă Ф 0, atunci liniile В și В sunt îndreptate în direcții opuse; dacă Ф 0, atunci liniile В și В sunt direcționate în direcții opuse; dacă Ф

Întrebări Formulați legea inducției electromagnetice. Cine este fondatorul acestei legi? Ce este curentul indus și cum să-i determinăm direcția? Ce determină mărimea EMF de inducție? Ce principiu de funcționare aparate electrice bazat pe legea inducției electromagnetice?

Fenomenul inducției electromagnetice a fost descoperit de Mile Faraday în 1831. Chiar și cu 10 ani mai devreme, Faraday se gândea la o modalitate de a transforma magnetismul în electricitate. El credea că câmpul magnetic şi câmp electric trebuie conectat cumva.

Descoperirea inducției electromagnetice

De exemplu, un obiect de fier poate fi magnetizat folosind un câmp electric. Probabil, ar trebui să se poată obține un curent electric cu ajutorul unui magnet.

În primul rând, Faraday a descoperit fenomenul inducției electromagnetice în conductori care sunt staționari unul față de celălalt. Când a apărut un curent într-una dintre ele, a fost indus un curent și în cealaltă bobină. Mai mult, în viitor a dispărut și a apărut din nou numai atunci când alimentarea unei bobine a fost oprită.

După ceva timp, Faraday a demonstrat în experimente că atunci când o bobină fără curent este deplasată într-un circuit față de altul, la capetele căruia se aplică tensiune, în prima bobină va apărea și un curent electric.

Următorul experiment a fost introducerea unui magnet în bobină și, în același timp, a apărut și un curent în el. Aceste experimente sunt prezentate în figurile următoare.

Faraday a formulat motivul principal pentru apariția curentului într-un circuit închis. Într-un circuit conductor închis, curentul apare atunci când se modifică numărul de linii de inducție magnetică care pătrund în acest circuit.

Cu cât această modificare este mai mare, cu atât curentul de inducție va fi mai puternic. Nu contează cum realizăm o schimbare a numărului de linii de inducție magnetică. De exemplu, acest lucru se poate face prin deplasarea conturului într-un câmp magnetic neuniform, așa cum sa întâmplat în experimentul cu un magnet sau mișcarea unei bobine. Și putem, de exemplu, să schimbăm puterea curentului în bobina adiacentă circuitului, în timp ce câmpul magnetic creat de această bobină se va modifica.

Formularea legii

Să rezumam rezumat. Fenomenul de inducție electromagnetică este fenomenul de apariție a curentului într-un circuit închis, cu modificarea câmpului magnetic în care se află acest circuit.

Pentru o formulare mai precisă a legii inducției electromagnetice este necesară introducerea unei valori care să caracterizeze câmpul magnetic - fluxul vectorului de inducție magnetică.

flux magnetic

Vectorul de inducție magnetică este notat cu litera B. Acesta va caracteriza câmpul magnetic în orice punct din spațiu. Acum considerăm un contur închis care mărginește suprafața cu aria S. Să o plasăm într-un câmp magnetic uniform.

Va exista un unghi a între vectorul normal la suprafață și vectorul de inducție magnetică. flux magneticФ printr-o suprafață cu o suprafață S este o mărime fizică egală cu produsul dintre modulul vectorului de inducție magnetică și aria suprafeței și cosinusul unghiului dintre vectorul de inducție magnetică și normala la contur.

F \u003d B * S * cos (a).

Produsul B*cos(a) este proiecția vectorului B pe normala n. Prin urmare, forma fluxului magnetic poate fi rescrisă după cum urmează:

Unitatea de măsură a fluxului magnetic este weber-ul. Notat 1 Wb. Un flux magnetic de 1 Wb este creat de un câmp magnetic cu o inducție de 1 T printr-o suprafață cu o suprafață de 1 m ^ 2, care este situată perpendicular pe vectorul de inducție magnetică.

Până acum, am luat în considerare câmpurile electrice și magnetice care nu se modifică în timp. S-a constatat că se creează câmpul electric sarcini electrice, iar câmpul magnetic - sarcini în mișcare, adică curent electric. Să trecem la familiarizarea cu câmpurile electrice și magnetice, care se schimbă în timp.

Cel mai fapt important, care a fost descoperit, este cea mai strânsă relație dintre câmpurile electrice și magnetice. Un câmp magnetic variabil în timp generează un câmp electric, iar un câmp electric în schimbare generează un câmp magnetic. Fără această conexiune între câmpuri, varietatea manifestărilor forțelor electromagnetice nu ar fi atât de extinsă pe cât este în realitate. Nu ar exista unde radio sau lumină.

Nu este o coincidență că primul pas decisiv în descoperirea de noi proprietăți ale interacțiunilor electromagnetice a fost făcut de fondatorul ideilor despre câmpul electromagnetic - Faraday. Faraday era încrezător în natura unificată a fenomenelor electrice și magnetice. Datorită acestui fapt, a făcut o descoperire, care a stat mai târziu la baza proiectării generatoarelor tuturor centralelor electrice din lume, transformând energia mecanică în energie de curent electric. (Alte surse: celule galvanice, baterii etc. - asigură o pondere neglijabilă din energia generată.)

Curentul electric, a argumentat Faraday, este capabil să magnetizeze o bucată de fier. Ar putea un magnet la rândul său să provoace un curent electric?

Multă vreme, această conexiune nu a putut fi găsită. A fost greu să ne gândim la principalul lucru, și anume: doar un magnet în mișcare sau un câmp magnetic care se schimbă în timp poate excita un curent electric în bobină.

Ce fel de accidente ar putea împiedica descoperirea, arată următorul fapt. Aproape simultan cu Faraday, fizicianul elvețian Colladon încerca să obțină un curent electric într-o bobină folosind un magnet. Când lucra, a folosit un galvanometru, al cărui ac magnetic ușor a fost plasat în interiorul bobinei dispozitivului. Pentru a împiedica magnetul să exercite o influență directă asupra acului, capetele bobinei, în care Colladon a împins magnetul, în speranța că va intra în el un curent, au fost conduse în camera alăturată și conectate acolo la galvanometru. După ce a introdus magnetul în bobină, Colladon a intrat în camera alăturată și, cu regret,

asigurați-vă că galvanometrul nu indică curent. Dacă ar fi urmărit tot timpul galvanometrul și ar fi cerut pe cineva să lucreze la magnet, s-ar fi făcut o descoperire remarcabilă. Dar acest lucru nu s-a întâmplat. Un magnet în repaus în raport cu o bobină nu provoacă curent în ea.

Fenomenul de inducție electromagnetică constă în apariția unui curent electric într-un circuit conductor, care fie se odihnește într-un câmp magnetic care se modifică în timp, fie se mișcă într-un câmp magnetic constant în așa fel încât numărul liniilor de inducție magnetică care pătrund în modificări de circuit. A fost descoperit pe 29 august 1831. Este un caz rar când data unei noi descoperiri remarcabile este cunoscută atât de precis. Iată o descriere a primului experiment dat de Faraday însuși:

„Un fir de cupru lung de 203 picioare a fost înfășurat pe o bobină largă de lemn, iar între spirele lui a fost înfășurat un fir de aceeași lungime, dar izolat de primul fir de bumbac. Una dintre aceste spirale era conectată la un galvanometru, iar cealaltă la o baterie puternică formată din 100 de perechi de plăci... Când circuitul a fost închis, a fost posibil să se observe o acțiune bruscă, dar extrem de slabă asupra galvanometrului, iar același lucru a fost observat când curentul s-a oprit. Odată cu trecerea continuă a curentului printr-una dintre bobine, nu a fost posibil să se constate niciun efect asupra galvanometrului sau, în general, vreun efect inductiv asupra celeilalte bobine, în ciuda faptului că încălzirea întregii bobine conectate la baterie, și strălucirea scânteii care sări între cărbuni, mărturisește puterea bateriei „(Faraday M. „Cercetări experimentale asupra electricității”, seria I).

Deci, inițial, inducția a fost descoperită în conductori care erau nemișcați unul față de celălalt în timpul închiderii și deschiderii circuitului. Apoi, înțelegând clar că apropierea sau îndepărtarea conductorilor cu curent ar trebui să conducă la același rezultat ca și închiderea și deschiderea circuitului, Faraday a demonstrat prin experimente că curentul apare atunci când bobinele se mișcă între ele.

relativ la un prieten. Familiar cu lucrările lui Ampère, Faraday a înțeles că un magnet este o colecție de curenți mici care circulă în molecule. Pe 17 octombrie, după cum este înregistrat în jurnalul său de laborator, un curent de inducție a fost detectat în bobină în timpul introducerii (sau retragerii) magnetului. În decurs de o lună, Faraday a descoperit experimental toate trăsăturile esențiale ale fenomenului de inducție electromagnetică.

În prezent, experimentele lui Faraday pot fi repetate de oricine. Pentru a face acest lucru, trebuie să aveți două bobine, un magnet, o baterie de elemente și un galvanometru suficient de sensibil.

În instalația prezentată în Figura 238, în una dintre bobine apare un curent de inducție la închidere sau deschidere. circuit electric o alta bobina, fixata fata de prima. În instalația din Figura 239, un reostat modifică curentul într-una dintre bobine. În figura 240, a, curentul de inducție apare atunci când bobinele se mișcă una față de cealaltă, iar în figura 240, b - când se deplasează magnet permanent referitor la bobină.

Faraday însuși a înțeles deja lucrul comun care determină apariția unui curent de inducție în experimente care arată diferit în exterior.

Într-un circuit conductor închis, un curent apare atunci când se modifică numărul de linii de inducție magnetică care pătrund în zona delimitată de acest circuit. Și cu cât numărul de linii de inducție magnetică se modifică mai repede, cu atât este mai mare curentul de inducție rezultat. În acest caz, motivul modificării numărului de linii de inducție magnetică este complet indiferent. Aceasta poate fi o modificare a numărului de linii de inducție magnetică care pătrund în zona unui circuit conductor fix datorită unei modificări a puterii curentului într-o bobină adiacentă (Fig. 238) și o modificare a numărului de linii de inducție datorită mișcării circuitului într-un câmp magnetic neomogen, a cărui densitate a liniilor variază în spațiu (Fig. 241).

După descoperirile lui Oersted și Ampère, a devenit clar că electricitatea are o forță magnetică. Acum a fost necesar să se confirme influența fenomenelor magnetice asupra celor electrice. Această problemă a fost rezolvată cu brio de Faraday.

Michael Faraday (1791-1867) s-a născut la Londra, una dintre cele mai sărace părți ale acesteia. Tatăl său era fierar, iar mama lui era fiica unui fermier. Când Faraday ajunse varsta scolara A fost trimis la școala primară. Cursul urmat de Faraday aici a fost foarte restrâns și limitat doar la predarea cititului, scrisului și începutului numărării.

La câțiva pași de casa în care locuia familia Faraday se afla o librărie, care era și un loc de legătorie. Aici a ajuns Faraday, după ce a terminat cursul scoala elementara când a apărut întrebarea despre alegerea unei profesii pentru el. Michael avea la acea vreme doar 13 ani.

Deja în tinerețe, când Faraday tocmai începuse autoeducația, s-a străduit să se bazeze numai pe fapte și să verifice rapoartele altora cu propriile sale experiențe. Aceste aspirații l-au dominat toată viața ca trăsături principale ale activității sale științifice.

Faraday a început să facă experimente fizice și chimice de când era băiat, la prima cunoaștere cu fizica și chimia. Odată, Michael a participat la una dintre prelegerile lui Humphrey Davy, marele fizician englez. Faraday a notat detaliat prelegerea, a legat-o și i-a trimis-o lui Davy. A fost atât de impresionat încât ia oferit lui Faraday să lucreze cu el ca secretar. Curând, Davy a plecat într-o călătorie în Europa și l-a luat pe Faraday cu el. Timp de doi ani au vizitat cele mai mari universități europene.

Întors la Londra în 1815, Faraday a început să lucreze ca asistent într-unul dintre laboratoarele Royal Institution din Londra. La acea vreme era unul dintre cele mai bune laboratoare de fizică din lume.Din 1816 până în 1818 Faraday a publicat o serie de mici note și mici memorii despre chimie. Prima lucrare a lui Faraday despre fizică datează din 1818.

Pe baza experiențelor predecesorilor săi și combinând mai multe dintre propriile sale experiențe, până în septembrie 1821, Michael tipărise „Povestea de succes a electromagnetismului”. Deja în acel moment, el a alcătuit un concept complet corect despre esența fenomenului de deviere a unui ac magnetic sub acțiunea unui curent. După ce a obținut acest succes, Faraday și-a părăsit studiile în domeniul electricității timp de zece ani, dedicându-se studiului mai multor subiecte de alt fel.

În 1823, Faraday a făcut una dintre cele mai importante descoperiri în domeniul fizicii - a realizat pentru prima dată lichefierea unui gaz și, în același timp, a stabilit o metodă simplă, dar validă pentru transformarea gazelor într-un lichid.

În 1824, Faraday a făcut mai multe descoperiri în domeniul fizicii. Printre altele, a stabilit faptul că lumina afectează culoarea sticlei, schimbând-o.

În 1831, Faraday a publicat un tratat despre „A Special Kind of Optical Deception”, care a servit drept bază pentru un proiectil optic frumos și curios numit „cromotrop”. În același an, a fost publicat un alt tratat al omului de știință „Despre plăcile vibrante”.

Multe dintre aceste lucrări ar putea de la sine imortaliza numele autorului lor. Dar cel mai important dintre lucrări științifice Faraday sunt cercetările sale în domeniul electromagnetismului și inducției electrice. Strict vorbind, o ramură importantă a fizicii care tratează fenomenele de electromagnetism și electricitate inductivă și care este în prezent de o importanță atât de mare pentru tehnologie, a fost creată de Faraday din nimic.

În momentul în care Faraday s-a dedicat în cele din urmă cercetării în domeniul electricității, s-a stabilit că în condiții obișnuite prezența unui corp electrificat este suficientă pentru ca influența sa să excite electricitatea în orice alt corp.

Totodată, se știa că firul prin care trece curentul și care este tot un corp electrificat nu are niciun efect asupra altor fire amplasate în apropiere. Ce a cauzat această excepție? Aceasta este întrebarea care l-a interesat pe Faraday și a cărei soluție l-a condus la cele mai importante descoperiri în domeniul electricității de inducție.

Ca de obicei, Faraday a început o serie de experimente care trebuiau să clarifice esența problemei. Faraday a înfășurat două fire izolate paralele între ele pe același sucisor de lemn. El a conectat capetele unui fir la o baterie de zece elemente, iar capetele celuilalt la un galvanometru sensibil. Când curentul a fost trecut prin primul fir, Faraday și-a îndreptat toată atenția către galvanometru, așteptându-se să observe din oscilațiile acestuia apariția unui curent în al doilea fir. Cu toate acestea, nu a existat nimic de acest fel: galvanometrul a rămas calm. Faraday a decis să mărească curentul și a introdus 120 de celule galvanice în circuit. Rezultatul este același. Faraday a repetat acest experiment de zeci de ori, toate cu același succes. Oricine altcineva în locul lui ar fi părăsit experimentul, convins că curentul care trece prin fir nu are niciun efect asupra firului adiacent. Dar Faraday a încercat întotdeauna să extragă din experimentele și observațiile sale tot ceea ce puteau oferi și, prin urmare, neavând un efect direct asupra firului conectat la galvanometru, a început să caute efecte secundare.

A observat imediat că galvanometrul, rămânând perfect nemișcat pe toată durata trecerii curentului, intră în oscilație chiar la închiderea circuitului și la deschiderea acestuia. S-a dovedit că în momentul în care un curent este trecut în primul fir și, de asemenea, atunci când această transmisie se oprește, un curent este de asemenea excitat în al doilea fir, care în primul caz are direcția opusă cu primul curent și este la fel și în cel de-al doilea caz și durează doar o clipă, curenții instantanei secundari, cauzați de influența celor primari, au fost numiți de Faraday inductivi, iar acest nume a fost păstrat pentru ei până acum.

Fiind instantanei, dispărând instantaneu după apariția lor, curenții inductivi nu ar avea nicio semnificație practică dacă Faraday nu ar fi găsit o cale, cu ajutorul unui dispozitiv (comutator) ingenios, să întrerupă constant și să conducă din nou curentul primar care vine din baterie prin intermediul primul fir, datorită căruia în al doilea fir este excitat continuu de curenți din ce în ce mai mulți inductivi, devenind astfel constant. Așa că a fost găsită o nouă sursă energie electrica, pe lângă cunoscute anterior (procese de frecare și chimice), - inducție și noul fel din această energie este electricitatea de inducție.

Continuând experimentele sale, Faraday a descoperit în continuare că o simplă abordare a unui fir răsucit într-o curbă închisă la altul, de-a lungul căruia curge un curent galvanic, este suficientă pentru a excita un curent inductiv în direcția opusă curentului galvanic dintr-un fir neutru, că îndepărtarea unui fir neutru excită din nou un curent inductiv în el. curentul este deja în aceeași direcție cu curentul galvanic care curge de-a lungul unui fir fix și că, în cele din urmă, acești curenți inductivi sunt excitați numai în timpul apropierii și eliminării fir la conductorul curentului galvanic și, fără această mișcare, curenții nu sunt excitați, indiferent cât de aproape sunt firele unul de celălalt. Astfel, a fost descoperit un nou fenomen, asemănător cu fenomenul de inducție descris mai sus în timpul închiderii și încetării curentului galvanic.

Aceste descoperiri au dat naștere la rândul lor la altele noi. Dacă se poate produce un curent inductiv prin închiderea și oprirea curentului galvanic, nu s-ar obține același rezultat din magnetizarea și demagnetizarea fierului? Lucrările lui Oersted și Ampère stabiliseră deja relația dintre magnetism și electricitate. Se știa că fierul a devenit un magnet când un fir izolat a fost înfășurat în jurul lui și un curent galvanic a trecut prin el și că proprietățile magnetice ale acestui fier au încetat imediat ce curentul a încetat. Pe baza acestui lucru, Faraday a venit cu acest tip de experiment: două fire izolate au fost înfășurate în jurul unui inel de fier; în plus, un fir era înfăşurat în jurul unei jumătăţi a inelului, iar celălalt în jurul celeilalte.

După ce a primit aceste rezultate, Faraday a decis să-și diversifice experimentele. În loc de un inel de fier, a început să folosească o bandă de fier. În loc să excite magnetismul în fier cu un curent galvanic, el a magnetizat fierul atingându-l de un magnet permanent din oțel. Rezultatul a fost același: în sârma înfășurată în jurul fierului de călcat, mereu! curentul a fost excitat în momentul magnetizării şi demagnetizării fierului. Apoi Faraday a introdus un magnet de oțel în spirala sârmei - apropierea și îndepărtarea acestuia din urmă a provocat curenți de inducție în sârmă. Într-un cuvânt, magnetismul, în sensul de excitare a curenților inductivi, a acționat exact în același mod ca și curentul galvanic.

La acea vreme, fizicienii erau intens ocupați de un fenomen misterios, descoperit în 1824 de Arago și care nu a găsit o explicație, în ciuda; că această explicație a fost căutată intens de oameni de știință eminenti ai vremii precum Arago însuși, Ampère, Poisson, Babaj și Herschel. Cazul I a fost după cum urmează. Un ac magnetic, agățat liber, se oprește rapid dacă este adus sub el un cerc de metal nemagnetic; dacă cercul este apoi pus în mișcare de rotație, acul magnetic începe să-l urmeze. Într-o stare calmă, era imposibil să se descopere cea mai mică atracție sau repulsie între al 5-lea cerc și săgeată, în timp ce același cerc, care era în mișcare, a tras nu numai o săgeată ușoară, ci și un magnet greu. Acest fenomen cu adevărat miraculos li s-a părut oamenilor de știință de atunci o ghicitoare misterioasă, ceva dincolo de firesc. Faraday, pe baza datelor sale de mai sus, a făcut presupunerea că un cerc de metal nemagnetic, sub influența unui magnet, circulă în timpul rotației de curenți inductivi care afectează acul magnetic și îl atrag în spatele magnetului. Într-adevăr, inserând marginea cercului între polii unui magnet mare în formă de potcoavă și conectând centrul și marginea cercului cu un galvanometru cu un fir, Faraday a primit un curent electric constant în timpul rotației cercului.

În urma acesteia, Faraday s-a hotărât asupra unui alt fenomen care stârnea atunci curiozitatea generală. După cum știți, dacă pilitura de fier este presărată pe un magnet, acestea sunt grupate pe anumite linii, numite curbe magnetice. Faraday, atrăgând atenția asupra acestui fenomen, în 1831 a dat denumirea de „linii de forță magnetică” curbelor magnetice, care au intrat apoi în uz general. Studiul acestor „linii” a condus Faraday la o nouă descoperire, s-a dovedit că pentru excitarea curenților inductivi nu este necesară apropierea și îndepărtarea sursei de la polul magnetic. Pentru a excita curenții, este suficient să traversați liniile de forță magnetică într-un mod cunoscut.

Lucru în continuare Faraday în direcția menționată a căpătat, din punct de vedere contemporan, caracterul a ceva cu totul miraculos. La începutul anului 1832, a demonstrat un aparat în care curenții inductivi erau excitați fără ajutorul unui magnet sau curent galvanic.

Dispozitivul consta dintr-o bandă de fier plasată într-o bobină de sârmă.

Faraday a finalizat o serie de studii în domeniul inducției electrice odată cu descoperirea, făcută în 1835, a „efectului inductiv al curentului asupra lui însuși”. El a aflat că atunci când un curent galvanic este închis sau deschis, curenții inductivi instantanei sunt excitați în firul însuși, care servește drept conductor pentru acest curent.

Fizicianul rus Emil Khristoforovici Lenz (1804-1861) a dat o regulă pentru determinarea direcției curentului indus.

„Curentul de inducție este întotdeauna direcționat în așa fel încât câmpul magnetic pe care îl creează împiedică sau încetinește mișcarea care provoacă inducția”, notează A.A. Korobko-Stefanov în articolul său despre inducția electromagnetică. - De exemplu, atunci când bobina se apropie de magnet, curentul inductiv rezultat are o astfel de direcție încât câmpul magnetic creat de acesta va fi opus câmpului magnetic al magnetului. Ca rezultat, între bobină și magnet apar forțe de respingere.

Regula lui Lenz decurge din legea conservării și transformării energiei. Dacă curenții de inducție ar accelera mișcarea care i-a cauzat, atunci munca ar fi creată din nimic. Bobina însăși, după o mică împingere, s-ar repezi spre magnet și, în același timp, curentul de inducție ar elibera căldură în el. În realitate, curentul de inducție este creat datorită muncii de apropiere a magnetului și a bobinei.

De ce există un curent indus? O explicație profundă a fenomenului de inducție electromagnetică a fost oferită de fizicianul englez James Clerk Maxwell, creatorul unei teorii matematice complete a câmpului electromagnetic.

Pentru a înțelege mai bine esența problemei, luați în considerare un experiment foarte simplu. Lăsați bobina să fie formată dintr-o spire de sârmă și să fie străpunsă de un câmp magnetic alternativ perpendicular pe planul spirei. În bobină, desigur, există un curent de inducție. Maxwell a interpretat acest experiment cu curaj și neașteptare excepționale. Când câmpul magnetic se modifică în spațiu, potrivit lui Maxwell, apare un proces pentru care prezența unei bobine de sârmă nu are importanță. Principalul lucru aici este apariția liniilor inelare închise ale câmpului electric, care acoperă câmpul magnetic în schimbare.

Sub acțiunea câmpului electric emergent, electronii încep să se miște, iar în bobină ia naștere un curent electric. O bobină este doar un dispozitiv care vă permite să detectați un câmp electric. Esența fenomenului de inducție electromagnetică este că un câmp magnetic alternativ generează întotdeauna în spațiul înconjurător un câmp electric cu linii de forță. Un astfel de câmp se numește câmp vortex.

Cercetările în domeniul inducției produse de magnetismul terestru i-au oferit lui Faraday ocazia de a exprima ideea unui telegraf încă din 1832, care a stat apoi la baza acestei invenții.

În general, descoperirea inducției electromagnetice nu este fără motiv atribuită celor mai remarcabile descoperiri ale secolului al XIX-lea - munca a milioane de motoare electrice și generatoare de curent electric din întreaga lume se bazează pe acest fenomen ...