Jambo la induction ya sumakuumeme. Ugunduzi, uzoefu, maombi

\
\
\
\
\
\
\L

Mshale wa S unaoelekeza. Ya sasa ilikuwa, hata hivyo, dhaifu, lakini kanuni iliyopatikana ilifanya iwezekane kuunda jenereta zenye nguvu. Bila wao, umeme bado ungekuwa anasa inayopatikana kwa watu wachache.
Mkondo wa umeme hutokea katika kitanzi kilichofungwa ikiwa kitanzi kiko kwenye uwanja wa sumaku unaopishana au husogea kwenye uwanja unaodumu kwa muda ili idadi ya mistari ya uingilizi wa sumaku inayopenya kitanzi ibadilike. Jambo hili linaitwa induction ya sumakuumeme.

Historia ya ugunduzi wa induction ya sumakuumeme. Ugunduzi wa Hans Christian Ørsted na André Marie Ampere ulionyesha kuwa umeme una nguvu ya sumaku. Ushawishi wa matukio ya sumaku kwenye umeme uligunduliwa na Michael Faraday. Hans Christian Oersted Andre Marie Ampère

Michael Faraday () "Badilisha sumaku kuwa umeme," aliandika katika shajara yake mnamo 1822. Mwanafizikia wa Kiingereza, mwanzilishi wa mafundisho ya uwanja wa umeme, mwanachama wa heshima wa kigeni wa Chuo cha Sayansi cha St. Petersburg (1830).

Maelezo ya majaribio ya Michael Faraday block ya mbao waya mbili za shaba zimejeruhiwa. Moja ya waya iliunganishwa na galvanometer, nyingine kwa betri yenye nguvu. Wakati mzunguko ulifungwa, hatua ya ghafla lakini dhaifu sana ilionekana kwenye galvanometer, na athari sawa ilionekana wakati sasa imesimamishwa. Kwa kifungu kinachoendelea cha mkondo kupitia moja ya ond, haikuwezekana kugundua kupotoka kwa sindano ya galvanometer.

Maelezo ya majaribio ya Michael Faraday Jaribio lingine lilikuwa la kurekodi miindoko ya sasa kwenye ncha za koili ambamo sumaku ya kudumu iliingizwa. Faraday aliita milipuko kama hiyo "mawimbi ya umeme"

iliyosababishwa emf Emf iliyosababishwa ambayo husababisha kuongezeka kwa sasa ("mawimbi ya umeme") inategemea si ukubwa wa flux magnetic, lakini kwa kiwango cha mabadiliko yake.

1. Kuamua mwelekeo wa mistari ya induction ya shamba la nje B (wanaondoka N na kuingia S). 2. Tambua ikiwa mzunguko wa sumaku kupitia mzunguko huongezeka au hupungua (ikiwa sumaku huingia kwenye pete, basi Ф> 0, ikiwa inatoka, basi Ф 0, ikiwa inatoka, basi Ф 0, ikiwa inatoka nje; kisha Ф 0, ikiwa itatoka, basi Ф 0 , ikiwa inaenea, basi F
3. Kuamua mwelekeo wa mistari ya induction shamba la sumaku B iliyoundwa na sasa ya induction (ikiwa Ф> 0, basi mistari B na B inaelekezwa ndani pande tofauti; ikiwa Ф 0, basi mistari B na B inaelekezwa kwa mwelekeo tofauti; ikiwa Ф 0, basi mistari B na B inaelekezwa kwa mwelekeo tofauti; ikiwa Ф 0, basi mistari B na B inaelekezwa kwa mwelekeo tofauti; ikiwa Ф 0, basi mistari B na B inaelekezwa kwa mwelekeo tofauti; ikiwa F

Maswali Tengeneza sheria ya induction ya sumakuumeme. Ni nani mwanzilishi wa sheria hii? Ni nini kinachosababishwa sasa na jinsi ya kuamua mwelekeo wake? Ni nini huamua ukubwa wa emf iliyosababishwa? Kanuni ya uendeshaji ambayo vifaa vya umeme kulingana na sheria ya induction ya sumakuumeme?

Hali ya induction ya sumakuumeme iligunduliwa na Mile Faraday mnamo 1831. Hata miaka 10 mapema, Faraday alikuwa akifikiria juu ya njia ya kugeuza sumaku kuwa umeme. Aliamini kuwa uwanja wa sumaku na uwanja wa umeme lazima iunganishwe kwa njia fulani.

Ugunduzi wa induction ya sumakuumeme

Kwa mfano, kwa kutumia uwanja wa umeme unaweza magnetize kitu cha chuma. Labda itawezekana kutoa mkondo wa umeme kwa kutumia sumaku.

Kwanza, Faraday aligundua uzushi wa induction ya sumakuumeme katika kondakta ambazo hazina mwendo kuhusiana na kila mmoja. Wakati mkondo ulipoonekana katika mmoja wao, mkondo pia uliingizwa kwenye coil nyingine. Aidha, katika siku zijazo ilipotea, na ilionekana tena tu wakati nguvu ya coil moja ilizimwa.

Baada ya muda fulani, Faraday alithibitisha kupitia majaribio kwamba wakati coil bila sasa inakwenda kwenye mzunguko wa jamaa hadi mwingine, mwisho wake ambao hutolewa kwa voltage, sasa ya umeme pia itatokea katika coil ya kwanza.

Jaribio lililofuata lilikuwa kuanzishwa kwa sumaku kwenye coil, na wakati huo huo sasa ilionekana ndani yake. Majaribio haya yanaonyeshwa katika takwimu zifuatazo.

Faraday alitengeneza sababu kuu ya kuonekana kwa sasa katika mzunguko uliofungwa. Katika mzunguko wa uendeshaji uliofungwa, sasa hutokea wakati idadi ya mistari ya induction ya magnetic ambayo hupenya mzunguko huu inabadilika.

Zaidi ya mabadiliko haya, nguvu ya sasa iliyosababishwa. Haijalishi jinsi tunavyopata mabadiliko katika idadi ya mistari ya induction ya sumaku. Kwa mfano, hii inaweza kufanywa kwa kuhamisha mzunguko kwenye uwanja wa sumaku usio sare, kama ilivyotokea katika jaribio la sumaku au kusonga coil. Na tunaweza, kwa mfano, kubadilisha nguvu ya sasa katika coil iliyo karibu na mzunguko, na shamba la magnetic linaloundwa na coil hii litabadilika.

Taarifa ya sheria

Hebu tujumuishe muhtasari. Jambo la induction ya sumakuumeme ni jambo la tukio la sasa katika mzunguko uliofungwa, wakati uwanja wa magnetic ambao mzunguko huu iko unabadilika.

Kwa uundaji sahihi zaidi wa sheria ya induction ya sumakuumeme, ni muhimu kuanzisha kiasi ambacho kitakuwa na sifa ya uwanja wa magnetic - flux ya vector ya induction magnetic.

Fluji ya sumaku

Vector ya induction ya magnetic imeteuliwa na barua B. Itakuwa na sifa ya shamba la magnetic wakati wowote wa nafasi. Sasa fikiria contour iliyofungwa inayofunga uso wa eneo S. Hebu tuiweke kwenye uwanja wa magnetic sare.

Kutakuwa na pembe fulani kati ya vekta ya kawaida kwenye uso na vekta ya induction ya sumaku. Fluji ya sumakuФ kupitia uso wa eneo S inaitwa wingi wa kimwili, sawa na bidhaa ya ukubwa wa vector ya induction magnetic na eneo la uso na cosine ya angle kati ya vector induction magnetic na kawaida kwa contour.

Ф = B*S*cos(a).

Bidhaa B*cos(a) ni makadirio ya vekta B kwenye n ya kawaida. Kwa hivyo, fomu ya flux ya sumaku inaweza kuandikwa tena kama ifuatavyo:

Kitengo cha flux magnetic ni weber. Imeonyeshwa na 1 Wb. Fluji ya sumaku ya 1 Wb huundwa na uwanja wa sumaku na induction ya 1 T kupitia eneo la 1 m ^ 2, ambalo liko perpendicular kwa vector ya induction ya sumaku.

Hadi sasa tumezingatia mashamba ya umeme na sumaku ambayo hayabadiliki kwa wakati. Ilibainika kuwa uwanja wa umeme umeundwa malipo ya umeme, na shamba la magnetic - kwa kusonga mashtaka, yaani sasa umeme. Wacha tuendelee kufahamiana na uwanja wa umeme na sumaku, ambao hubadilika kwa wakati.

Wengi ukweli muhimu, ambayo iligunduliwa, ni uhusiano wa karibu zaidi kati ya mashamba ya umeme na magnetic. Uga wa sumaku unaotofautiana wakati huzalisha uwanja wa umeme, na uwanja wa umeme unaobadilika huzalisha uwanja wa sumaku. Bila muunganisho huu kati ya nyanja, aina mbalimbali za udhihirisho wa nguvu za sumakuumeme hazingekuwa pana kama zilivyo. Hakungekuwa na mawimbi ya redio au mwanga.

Sio bahati mbaya kwamba hatua ya kwanza, ya uamuzi katika ugunduzi wa mali mpya ya mwingiliano wa sumakuumeme ilichukuliwa na mwanzilishi wa dhana ya uwanja wa sumakuumeme - Faraday. Faraday alikuwa na ujasiri katika hali ya umoja ya matukio ya umeme na magnetic. Shukrani kwa hili, alifanya ugunduzi, ambao baadaye uliunda msingi wa muundo wa jenereta kwa mimea yote ya nguvu duniani, kubadilisha nishati ya mitambo kuwa nishati ya umeme. (Vyanzo vingine: seli za mabati, betri, n.k. - hutoa sehemu ndogo ya nishati inayozalishwa.)

Mkondo wa umeme, Faraday alisababu, unaweza kuongeza sumaku kipande cha chuma. Je! sumaku haikuweza kusababisha mkondo wa umeme?

Kwa muda mrefu muunganisho huu haukuweza kugunduliwa. Ilikuwa vigumu kujua jambo kuu, yaani: tu sumaku ya kusonga au shamba la magnetic linaloweza kutofautiana wakati linaweza kusisimua sasa umeme katika coil.

Ukweli ufuatao unaonyesha ni aina gani ya ajali zingeweza kuzuia ugunduzi huo. Karibu wakati huo huo na Faraday, mwanafizikia wa Uswizi Colladon alijaribu kuzalisha sasa ya umeme katika coil kwa kutumia sumaku. Wakati wa kufanya kazi, alitumia galvanometer, sindano ya sumaku ya mwanga ambayo iliwekwa ndani ya coil ya kifaa. Ili sumaku isiwe na athari ya moja kwa moja kwenye sindano, mwisho wa coil ambayo Colladon ilisukuma sumaku, akitumaini kupokea mkondo ndani yake, ililetwa kwenye chumba kinachofuata na hapo iliunganishwa na galvanometer. Baada ya kuingiza sumaku kwenye koili, Colladon aliingia kwenye chumba kilichofuata na, kwa huzuni,

Nilihakikisha kwamba galvanometer haikuonyesha sasa yoyote. Ikiwa alipaswa kutazama tu galvanometer wakati wote na kumwomba mtu afanye kazi kwenye sumaku, ugunduzi wa ajabu ungefanywa. Lakini hii haikutokea. Sumaku katika mapumziko kuhusiana na coil haitoi sasa ndani yake.

Tukio la induction ya sumakuumeme linajumuisha kutokea kwa mkondo wa umeme katika mzunguko wa kuendeshwa, ambao unapumzika katika uwanja wa sumaku unaotofautiana wa wakati au husogea katika uwanja wa sumaku wa kila wakati kwa njia ambayo idadi ya mistari ya induction ya sumaku inayopenya. mabadiliko ya mzunguko. Iligunduliwa mnamo Agosti 29, 1831. Ni kesi ya nadra wakati tarehe ya ugunduzi mpya wa ajabu inajulikana kwa usahihi. Hapa kuna maelezo ya jaribio la kwanza lililotolewa na Faraday mwenyewe:

"Waya wa shaba wenye urefu wa futi 203 ulijeruhiwa kwenye spool pana ya mbao, na kati ya zamu zake ulijeruhiwa waya wa urefu sawa, lakini uliwekwa maboksi kutoka kwa wa kwanza kwa uzi wa pamba. Moja ya ond hizi iliunganishwa na galvanometer, na nyingine kwa betri yenye nguvu iliyo na jozi 100 za sahani ... Wakati mzunguko ulifungwa, hatua ya ghafla lakini dhaifu sana ilionekana kwenye galvanometer, na hiyo hiyo ilionekana wakati mkondo ulisimama. Kwa njia inayoendelea ya mkondo kupitia moja ya ond, haikuwezekana kugundua athari kwenye galvanometer, au athari yoyote ya kufata kwenye ond nyingine, licha ya ukweli kwamba joto la ond nzima lililounganishwa na betri. na mwangaza wa kuruka kwa cheche kati ya makaa ulionyesha nguvu ya betri" (Faraday M. "Utafiti wa Majaribio katika Umeme", mfululizo wa 1).

Kwa hivyo, mwanzoni, induction iligunduliwa katika waendeshaji ambao hawana mwendo wa jamaa kwa kila mmoja wakati wa kufunga na kufungua mzunguko. Kisha, kwa kuelewa wazi kwamba kuleta kondakta zinazobeba sasa karibu au zaidi kunapaswa kusababisha matokeo sawa na kufunga na kufungua mzunguko, Faraday alithibitisha kupitia majaribio ambayo sasa hutokea wakati coil zinasonga.

kuhusu rafiki. Akifahamu kazi za Ampere, Faraday alielewa kuwa sumaku ni mkusanyiko wa mikondo midogo inayozunguka katika molekuli. Mnamo Oktoba 17, kama ilivyorekodiwa katika daftari lake la maabara, mkondo ulioingizwa uligunduliwa kwenye koili huku sumaku ikisukumwa ndani (au kuvutwa nje). Ndani ya mwezi mmoja, Faraday aligundua kwa majaribio vipengele vyote muhimu vya uzushi wa induction ya sumakuumeme.

Hivi sasa, kila mtu anaweza kurudia majaribio ya Faraday. Ili kufanya hivyo, unahitaji kuwa na coil mbili, sumaku, betri ya vipengele na galvanometer ya kutosha nyeti.

Katika usakinishaji ulioonyeshwa kwenye Mchoro 238, mkondo unaosababishwa hutokea katika mojawapo ya coil wakati wa kufunga au kufungua. mzunguko wa umeme coil nyingine, stationary jamaa na ya kwanza. Katika ufungaji katika Mchoro 239, nguvu ya sasa katika moja ya coils inabadilishwa kwa kutumia rheostat. Katika Mchoro 240, a, sasa induction inaonekana wakati coils kusonga jamaa kwa kila mmoja, na katika Mchoro 240, b - wakati wa kusonga. sumaku ya kudumu kuhusiana na coil.

Faraday mwenyewe tayari alielewa jambo la jumla ambalo kuonekana kwa sasa ya induction inategemea majaribio ambayo yanaonekana tofauti kwa nje.

Katika mzunguko wa uendeshaji uliofungwa, sasa hutokea wakati idadi ya mistari ya induction ya sumaku inayopiga eneo lililopunguzwa na mzunguko huu inabadilika. Na kasi ya idadi ya mistari ya induction ya sumaku inabadilika, ndivyo sasa inavyosababishwa zaidi. Katika kesi hii, sababu ya mabadiliko katika idadi ya mistari ya induction ya sumaku ni tofauti kabisa. Hii inaweza kuwa mabadiliko katika idadi ya mistari ya induction ya sumaku inayopenya eneo la mzunguko unaoendesha wa stationary kwa sababu ya mabadiliko ya nguvu ya sasa kwenye coil iliyo karibu (Mchoro 238), au mabadiliko katika idadi ya mistari ya induction inayotokana. kwa harakati ya mzunguko katika uwanja wa magnetic usio na sare, wiani wa mistari ambayo inatofautiana katika nafasi (Mchoro 241).

Baada ya uvumbuzi wa Oersted na Ampere, ikawa wazi kuwa umeme una nguvu ya sumaku. Sasa ilikuwa ni lazima kuthibitisha ushawishi wa matukio ya magnetic kwenye umeme. Faraday alitatua tatizo hili kwa ustadi.

Michael Faraday (1791-1867) alizaliwa London, katika mojawapo ya sehemu zake maskini zaidi. Baba yake alikuwa mhunzi, na mama yake alikuwa binti wa mkulima mpangaji. Faraday alipofika umri wa shule, alipelekwa shule ya msingi. Kozi ambayo Faraday alichukua hapa ilikuwa finyu sana na ilikuwa na ukomo wa kujifunza kusoma, kuandika na kuanza kuhesabu.

Hatua chache kutoka kwenye nyumba ambayo familia ya Faraday iliishi, kulikuwa na duka la vitabu, ambalo pia lilikuwa kiwanda cha kuweka vitabu. Hapa ndipo Faraday alipoishia baada ya kumaliza kozi yake shule ya msingi, swali lilipotokea kuhusu kumchagulia taaluma. Michael alikuwa na umri wa miaka 13 tu wakati huu.

Tayari katika ujana wake, Faraday alipokuwa anaanza tu kujisomea, alijaribu kutegemea tu ukweli na kuthibitisha ujumbe wa wengine na uzoefu wake mwenyewe. Matarajio haya yalimtawala maisha yake yote kama sifa kuu za shughuli zake za kisayansi.

Faraday alianza kufanya majaribio ya kimwili na kemikali akiwa mvulana wakati wa kufahamiana kwake kwa mara ya kwanza na fizikia na kemia. Siku moja Michael alihudhuria mojawapo ya mihadhara ya Humphry Davy, mwanafizikia mkuu wa Kiingereza. Faraday aliandika maelezo ya kina ya hotuba hiyo, akaifunga na kuituma kwa Davy. Alivutiwa sana hivi kwamba alimwalika Faraday afanye kazi naye akiwa katibu. Hivi karibuni Davy alifunga safari kwenda Ulaya na kumchukua Faraday pamoja naye. Katika kipindi cha miaka miwili, walitembelea vyuo vikuu vikubwa zaidi vya Uropa.

Kurudi London mnamo 1815, Faraday alianza kufanya kazi kama msaidizi katika moja ya maabara ya Taasisi ya Kifalme huko London. Wakati huo ilikuwa moja ya maabara bora zaidi ya fizikia duniani Kuanzia 1816 hadi 1818, Faraday ilichapisha idadi ya maelezo madogo na kumbukumbu fupi juu ya kemia. Kazi ya kwanza ya Faraday juu ya fizikia ilianza 1818.

Kulingana na uzoefu wa watangulizi wake na kuchanganya uzoefu wake kadhaa, kufikia Septemba 1821 Michael alichapisha "Historia ya Maendeleo ya Usumakuumeme." Tayari kwa wakati huu, aliunda dhana sahihi kabisa ya kiini cha uzushi wa kupotoka kwa sindano ya sumaku chini ya ushawishi wa sasa. Baada ya kupata mafanikio haya, Faraday aliacha masomo yake katika uwanja wa umeme kwa miaka kumi, akijitolea kusoma masomo kadhaa ya aina tofauti.

Mnamo 1823, Faraday aligundua moja ya uvumbuzi muhimu zaidi katika uwanja wa fizikia - alikuwa wa kwanza kufyonza gesi, na wakati huo huo akaanzisha njia rahisi lakini nzuri ya kubadilisha gesi kuwa kioevu.

Mnamo 1824, Faraday alifanya uvumbuzi kadhaa katika uwanja wa fizikia. Miongoni mwa mambo mengine, alianzisha ukweli kwamba mwanga huathiri rangi ya kioo, kubadilisha.

Mnamo 1831, Faraday alichapisha nakala juu ya "Aina Maalum ya Udanganyifu wa Macho," ambayo ilitumika kama msingi wa projectile bora na ya kushangaza ya macho inayoitwa "chromotrope." Katika mwaka huo huo, risala nyingine ya mwanasayansi, "Kwenye Sahani za Vibrating," ilichapishwa.

Nyingi za kazi hizi zinaweza kuficha jina la mwandishi wao. Lakini muhimu zaidi kazi za kisayansi Utafiti wa Faraday uko katika nyanja za sumaku-umeme na induction ya umeme. Kwa kusema kweli, tawi muhimu la fizikia ambalo linashughulikia matukio ya sumaku-umeme na umeme wa kufata neno, na ambalo kwa sasa lina umuhimu mkubwa sana kwa teknolojia, liliundwa na Faraday bila chochote.

Kufikia wakati Faraday hatimaye alijitolea kufanya utafiti katika uwanja wa umeme, ilianzishwa kuwa chini ya hali ya kawaida kuwepo kwa mwili wa umeme ni wa kutosha kwa ushawishi wake wa kusisimua umeme katika mwili mwingine wowote.

Wakati huo huo, ilijulikana kuwa waya ambayo sasa inapita na ambayo pia inawakilisha mwili wa umeme haina athari yoyote kwenye waya nyingine zilizowekwa karibu. Ni nini kilisababisha ubaguzi huu? Hili ndilo swali ambalo Faraday alipenda na ufumbuzi wake ulimpeleka kwenye uvumbuzi muhimu zaidi katika uwanja wa umeme wa induction.

Kama ilivyokuwa desturi yake, Faraday alianza mfululizo wa majaribio yaliyokusudiwa kufafanua kiini cha jambo hilo. Faraday alijeruhi waya mbili za maboksi sambamba na kila mmoja kwenye pini ya kukunja ya mbao. Aliunganisha ncha za waya moja kwa betri ya seli kumi, na mwisho wa nyingine kwa galvanometer nyeti. Wakati mkondo ulipopitishwa kupitia waya wa kwanza, Faraday alielekeza umakini wake wote kwa galvanometer, akitarajia kuona kwa mitetemo yake kuonekana kwa mkondo kwenye waya wa pili. Walakini, hakuna kitu cha aina hiyo kilichotokea: galvanometer ilibaki shwari. Faraday aliamua kuongeza nguvu za sasa na kuanzisha vipengele 120 vya galvanic kwenye mzunguko. Matokeo yalikuwa yale yale. Faraday alirudia jaribio hili mara kadhaa na bado na mafanikio sawa. Mtu mwingine yeyote katika nafasi yake angeacha majaribio akiwa na hakika kwamba mkondo wa sasa unaopita kwenye waya hauna athari kwenye waya wa jirani. Lakini Faraday daima alijaribu kutoa kutoka kwa majaribio na uchunguzi wake kila kitu ambacho wangeweza kutoa, na kwa hiyo, bila kupokea athari ya moja kwa moja kwenye waya iliyounganishwa na galvanometer, alianza kutafuta madhara.

Mara moja aliona kwamba galvanometer, iliyobaki utulivu kabisa wakati wa kifungu kizima cha sasa, ilianza kuzunguka wakati mzunguko yenyewe ulifungwa na ulipofunguliwa. Ilibadilika kuwa wakati ambapo mkondo unapitishwa kwenye waya wa kwanza, na pia wakati maambukizi haya yanasimama, mkondo pia unasisimua kwenye waya wa pili, ambayo katika kesi ya kwanza ina mwelekeo kinyume na mkondo wa kwanza na sawa. nayo katika kesi ya pili na hudumu mara moja tu ya Sekondari ya papo hapo inayosababishwa na ushawishi wa zile za msingi ziliitwa kufata na Faraday, na jina hili limebaki nao hadi leo.

Kuwa papo hapo, kutoweka mara moja baada ya kuonekana kwao, mikondo ya kufata haingekuwa na umuhimu wowote ikiwa Faraday hangepata njia, kwa msaada wa kifaa cha busara (kibadilishaji), kukatiza kila wakati na tena kuendesha mkondo wa msingi kutoka kwa betri pamoja. waya wa kwanza, shukrani ambayo waya ya pili inaendelea kusisimua na mikondo zaidi na zaidi ya inductive, hivyo kuwa mara kwa mara. Kwa hivyo chanzo kipya kilipatikana nishati ya umeme, pamoja na kujulikana hapo awali (msuguano na michakato ya kemikali), - induction, na sura mpya Nishati hii ni umeme wa kufata neno.

Akiendelea na majaribio yake, Faraday aligundua zaidi kwamba kuleta tu waya iliyosokotwa ndani ya curve iliyofungwa karibu na nyingine ambayo mkondo wa galvanic inapita inatosha kusisimua mkondo wa kufata katika waya wa upande wowote katika mwelekeo ulio kinyume na mkondo wa galvanic, na kwamba kuondoa waya wa upande wowote tena husisimua mkondo wa kufata ndani yake wa sasa tayari uko katika mwelekeo sawa na mkondo wa galvani unaozunguka waya wa stationary, na kwamba, mwishowe, mikondo hii ya kufata inasisimka tu wakati wa mbinu na kuondolewa kwa waya kwa kondakta. ya mkondo wa galvanic, na bila harakati hii mikondo haifurahishi, bila kujali jinsi waya ziko karibu kwa kila mmoja. Kwa hiyo, jambo jipya liligunduliwa, sawa na jambo lililoelezwa hapo juu la induction wakati sasa ya galvanic inafunga na kuacha.

Ugunduzi huu kwa upande wake ulizua mpya. Ikiwa inawezekana kusababisha sasa inductive kwa mzunguko mfupi na kusimamisha mkondo wa galvanic, basi je, matokeo sawa hayatapatikana kwa magnetizing na demagnetizing chuma? Kazi ya Oersted na Ampere ilikuwa tayari imeanzisha uhusiano kati ya sumaku na umeme. Ilijulikana kuwa chuma huwa sumaku wakati waya wa maboksi umejeruhiwa karibu nayo na mkondo wa galvanic unapita kupitia mwisho, na hiyo. mali ya magnetic ya chuma hiki kuacha mara tu mkondo unaposimama. Kulingana na hili, Faraday alikuja na aina hii ya majaribio: waya mbili za maboksi zilijeruhiwa karibu na pete ya chuma; kwa waya mmoja kuzunguka nusu ya pete, na nyingine karibu na nyingine.

Baada ya kupokea matokeo haya, Faraday aliamua kubadilisha majaribio yake. Badala ya pete ya chuma, alianza kutumia kamba ya chuma. Badala ya sumaku ya kusisimua katika chuma kwa mkondo wa galvanic, alipiga chuma kwa sumaku kwa kuigusa kwa sumaku ya kudumu ya chuma. Matokeo yake yalikuwa sawa: daima katika waya iliyozunguka chuma! sasa ilikuwa na msisimko wakati wa magnetization na demagnetization ya chuma. Kisha Faraday alianzisha sumaku ya chuma kwenye ond ya waya - mbinu na kuondolewa kwa mwisho kunasababisha mikondo iliyosababishwa kwenye waya. Kwa neno, magnetism, kwa maana ya mikondo ya kusisimua ya induction, ilifanya kwa njia sawa na sasa ya galvanic.

Wakati huo, wanafizikia walipendezwa sana na jambo moja la ajabu, lililogunduliwa mwaka wa 1824 na Arago na ambalo halikuweza kuelezewa, licha ya; ukweli kwamba maelezo haya yalitafutwa sana na wanasayansi mashuhuri wa wakati huo kama Arago mwenyewe, Ampere, Poisson, Babage na Herschel. Kesi nilikuwa kama ifuatavyo. Sindano ya sumaku, kunyongwa kwa uhuru, inakuja haraka kupumzika ikiwa mduara wa chuma kisicho na sumaku huwekwa chini yake; Ikiwa mduara huwekwa kwenye mzunguko, sindano ya magnetic huanza kusonga nyuma yake. Katika hali ya utulivu, haikuwezekana kugundua kivutio kidogo au kukataa kati ya mzunguko wa 5 na mshale, wakati mduara huo huo, kwa mwendo, ulivuta nyuma yake sio tu mshale wa mwanga, lakini pia sumaku nzito. Jambo hili la muujiza kweli lilionekana wanasayansi wa hilo wakati kama kitendawili cha ajabu, kitu zaidi ya asili. Faraday, kulingana na data hapo juu, ilifanya dhana kwamba mduara wa chuma kisicho na sumaku, chini ya ushawishi wa sumaku, wakati wa mzunguko unaendeshwa na mikondo ya inductive, ambayo huathiri sindano ya magnetic na kuivuta kando ya sumaku. Na hakika, kwa kuanzisha makali ya mduara kati ya miti ya sumaku kubwa ya farasi na kuunganisha katikati na makali ya mduara na galvanometer yenye waya, Faraday alipata sasa ya umeme ya mara kwa mara wakati mduara ulipozunguka.

Kufuatia hili, Faraday alikazia jambo lingine ambalo wakati huo lilikuwa likiamsha udadisi wa jumla. Kama unavyojua, ukinyunyiza vichungi vya chuma kwenye sumaku, hukusanyika pamoja na mistari fulani inayoitwa curve za sumaku. Faraday, akivutia uzushi huu, alitoa mikondo ya sumaku jina "mistari ya nguvu ya sumaku" mnamo 1831, ambayo baadaye ilianza kutumika kwa jumla. Utafiti wa "mistari" hii ulisababisha Faraday kwa ugunduzi mpya; ikawa kwamba ili kusisimua mikondo iliyosababishwa, njia ya chanzo na umbali kutoka kwa pole ya magnetic sio lazima. Ili kusisimua mikondo, inatosha kuvuka mistari ya nguvu ya magnetic kwa namna inayojulikana.

Kazi zaidi Juhudi za Faraday katika mwelekeo uliotajwa zilipata, kutoka kwa mtazamo wa kisasa, tabia ya kitu cha ajabu kabisa. Mwanzoni mwa 1832, alionyesha kifaa ambacho mikondo ya inductive ilisisimka bila msaada wa sumaku au galvanic sasa.

Kifaa hicho kilikuwa na kipande cha chuma kilichowekwa kwenye koili ya waya.

Faraday alimaliza mfululizo wake wa masomo katika uwanja wa introduktionsutbildning umeme na ugunduzi, uliofanywa katika 1835, ya "mvuto kufata ya sasa juu yake yenyewe." Aligundua kwamba wakati sasa ya galvanic imefungwa au kufunguliwa, mikondo ya inductive ya papo hapo inasisimua kwenye waya yenyewe, ambayo hutumika kama conductor kwa sasa hii.

Mwanafizikia wa Kirusi Emil Khristoforovich Lenz (1804-1861) alitoa sheria ya kuamua mwelekeo wa sasa wa induction.

"Sasa ya induction inaelekezwa kila wakati kwa njia ambayo uwanja wa sumaku unaounda unachanganya au kuzuia harakati inayosababisha induction," anabainisha A.A. Korobko-Stefanov katika makala yake juu ya uingizaji wa umeme. - Kwa mfano, wakati coil inakaribia sumaku, sasa inayosababishwa ina mwelekeo ambao uwanja wa sumaku unaounda utakuwa kinyume na uwanja wa sumaku wa sumaku. Matokeo yake, nguvu za kukataa hutokea kati ya coil na sumaku.

Utawala wa Lenz unafuata kutoka kwa sheria ya uhifadhi na mabadiliko ya nishati. Ikiwa mikondo iliyosababishwa iliharakisha mwendo uliowasababisha, basi kazi ingeundwa bila chochote. Coil yenyewe, baada ya kushinikiza kidogo, ingeweza kukimbilia kuelekea sumaku, na wakati huo huo sasa induction itatoa joto ndani yake. Kwa kweli, sasa iliyosababishwa imeundwa kutokana na kazi ya kuleta sumaku na coil karibu zaidi.

Kwa nini sasa inayosababishwa inatokea? Ufafanuzi wa kina wa jambo la induction ya sumakuumeme ulitolewa na mwanafizikia Mwingereza James Clerk Maxwell, muundaji wa nadharia kamili ya hisabati ya uwanja wa sumakuumeme.

Ili kuelewa vyema kiini cha jambo hilo, fikiria jaribio rahisi sana. Hebu coil iwe na zamu moja ya waya na iingizwe na shamba la sumaku linalobadilishana perpendicular kwa ndege ya zamu. Sasa iliyosababishwa hutokea kwa kawaida katika coil. Maxwell alitafsiri jaribio hili kwa ujasiri na bila kutarajia. Wakati uwanja wa sumaku unabadilika katika nafasi, kulingana na Maxwell, mchakato unatokea ambao uwepo wa coil ya waya hauna maana. Jambo kuu hapa ni kuibuka kwa mistari iliyofungwa ya umeme ya annular, inayofunika shamba la sumaku linalobadilika.

Chini ya ushawishi wa uwanja wa umeme unaosababishwa, elektroni huanza kusonga, na sasa umeme hutokea kwenye coil. Coil ni kifaa tu ambacho hutambua shamba la umeme. Kiini cha uzushi wa induction ya sumakuumeme ni kwamba uwanja wa sumaku unaobadilika kila wakati hutoa uwanja wa umeme na saketi zilizofungwa katika nafasi inayozunguka. mistari ya nguvu. Sehemu kama hiyo inaitwa uwanja wa vortex.

Utafiti katika uwanja wa ujanibishaji unaotokezwa na sumaku ya kidunia ulimpa Faraday fursa ya kueleza wazo la telegrafu huko nyuma mnamo 1832, ambayo iliunda msingi wa uvumbuzi huu.

Kwa ujumla, ugunduzi wa induction ya sumakuumeme sio bila sababu kuchukuliwa kuwa moja ya uvumbuzi bora zaidi wa karne ya 19 - kazi ya mamilioni ya motors za umeme na jenereta za sasa za umeme kote ulimwenguni ni msingi wa jambo hili ...