Реферати українською » История техники » Відкриття електромагнітної індукції


Реферат Відкриття електромагнітної індукції

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Після відкриттівЭрстеда іАмпера зрозуміли, що електрику має магнітної силою. Тепер потрібно було підтвердити вплив магнітних явищ на електричні. Це завдання блискуче вирішив Фарадей.

Майкл Фарадей (1791—1867) народився Лондоні, на одній із найбідніших його частин. Його тато був ковалем, а мати — дочкоюземледельца-арендатора. Коли Фарадей досяг шкільного віку, його віддали початкову школу. Курс, пройденийФарадеем тут, було дуже вузьке і обмежувався лише навчанням читання, письма та засадам рахунки.

У кількох кроках від їхньої домівки, у якому жила сім'яФарадеев, перебувала книжкова лавка, колишня водночас іпереплетним закладом.Сюда-то і він потрапив Фарадей, закінчивши курс початковій школи, коли питання про вибір професії йому. Майклу тим часом минуло лише 13 років. Вже юнацькому віці, коли Фарадей хіба що починав своє самоосвіта, він намагався спиратися виключно на факти і що перевіряти повідомлення інших власними дослідами.

Ці прагнення домінували у ньому все життя як основні риси його науковій діяльності Фізичні і хімічні досліди Фарадей почав вершити ще хлопчиком за першого ж знайомство з фізикою і хімією. Якось Майкл відвідав жодну з лекційГемфри Деві, великого англійського фізика.

Фарадей зробив докладну запис лекції, зшив її її й відіслав Деві. Те було настільки вражений, що запропонувавФарадею працювати із ним ролі секретаря. Невдовзі Деві вирушив у мандри в Європі і взяв із собою Фарадея. За двох років вони у найбільші європейські університети.

Після повернення Лондон в 1815 року, Фарадей почав працювати асистентом на одній із лабораторій Королівського інституту, у Лондоні. Тоді це був одну з найкращих фізичних лабораторій світу З 1816 по 1818 рік Фарадей надрукував низка дрібних нотаток і вимагає невеликих мемуарів по хімії. До 1818 року належить перша робота Фарадея із фізики.

Маючи досліди своїх попередників іскомбинировав кілька власних дослідів, у вересні 1821 року Майкл надрукував «Історію успіхів електромагнетизму». Вже цей час він становив зовсім правильна поняття про сутності явища відхилення магнітної стрілки під впливом струму.

Домігшись цього, Фарадей аж десятиліття залишає заняття у сфері електрики, присвятивши себе дослідженню цілого ряду предметів іншого. У 1823 рокуФарадеем було виконано одне з найважливіших відкриттів у галузі фізики — він уперше домігся скраплення газу, разом із тим встановив простий, але дійсний метод звернення газів у рідина. У 1824 року Фарадей зробив кілька відкриттів у галузі фізики.

Серед іншого йому належить те що, що світло впливає колір скла, змінюючи його. Наступного року Фарадей знову звертається від фізики до хімії, і результатом його найкращих робіт у цій галузі є відкриття бензину, ісерно-нафталиновой кислоти.

У 1831 року Фарадей опублікував трактат «Про особливий оптичному обмані», що послужив підставою прекрасного і зацікавленого оптичного снаряда, так званої «>хромотропом». У тому ж року вийшов іще одна трактат вченого «Про вібруючих платівках». Чимало з цих робіт могли самі- собою обезсмертити ім'я їх автора. Але найбільше важливими з наукових робіт Фарадея є її дослідження у сфері електромагнетизму і електричної індукції.

У принципі, важливий відділ фізики, який трактує явища електромагнетизму і індукційного електрики, і що у час таке величезне значення для техніки, створилиФарадеем з нічого.

На той час, коли Фарадей остаточно присвятив себе дослідженням у сфері електрики, було встановлено, що з звичайних умовах досить присутності наелектризованого тіла, щоб вплив його було порушено електрику у кожному іншому тілі. Разом про те було відомо, що дріт, через яку проходить струм і який також представляє собою наелектризоване тіло, не надає ніякого впливу вміщені поруч інші дроту.

Чому залежало це виняток? Ось запитання, який зацікавив Фарадея і рішення якого привело його до найважливішим відкриттям у сфері індукційного електрики. З власного звичаю Фарадей почав ряд дослідів,долженствовавших з'ясувати справи.

На те ж дерев'яну качалку Фарадей намотав паралельно одна одній дві ізольовані дроту. Кінці однієї дроту він поєднав з батареєю на десяток елементів, а кінці інший — з чутливим гальванометром. Коли було перепущено струм через першу дріт,

Фарадей звернув всю свою увагу на гальванометр, очікуючи помітити за коливаннями її появу струму і в другій дроті. Проте такого був: гальванометр залишався спокійним. Фарадей вирішив збільшити силу струму і увів у ланцюг 120 гальванічних елементів. Результат хоча б. Фарадей повторив цим досвідом десятки разів, і усе з тим самим успіхом.

Кожен інший з його місці залишив би досліди, переконаний, що струм, проходить через дріт, не надає ніяк на сусідню дріт. Але фарадей намагався завжди отримати від своїх досліджень і спостережень усе, що можуть дати, і тому, не отримавши прямої дії на дріт, сполучений з гальванометром, почав шукати побічні явища.

Відразу ж вона зауважив, що гальванометр, залишаючись цілком спокійним в усі час проходження струму, входить у коливання при самому замиканні кайдани й посадили приразмикании її Виявилося, що того момент, як у першу дріт пропускається струм, і навіть коли це пропускання припиняється, на другий дроті також порушується струм, що у першому випадку протилежний зміст з цим струмом і однакове з нею у другий випадок і триває лише одне мить.

Ці вторинні миттєві струми, викликані впливом первинних, названі булиФарадееминдуктивними, і цю назву збереглося по них досі. Будучи миттєвими, моментально зникаючи услід за появою, індуктивні струми або не мали б жодного практичного значення, якби Фарадей не знайшов спосіб з допомогою дотепного пристосування (комутатори) безперервно переривати і знову проводити первинний струм, що йде від батареї по першої дроті, завдяки чому на другий дроті безперервно порушуються дедалі нові індуктивні струми, стають, в такий спосіб, постійними. Так знайшли новий джерело електричної енергії, крім раніше відомих (тертя і хімічних процесів), — індукція, і розпочнеться новий вид цієї енергії — індукційне електрику.

Продовжуючи свої досліди, Фарадей відкрив далі, що достатньо простої наближення дроту, закрученої в замкнуту криву, в іншу, за якою відбувається гальванічний струм, щоб у нейтральній дроті порушити індуктивний струм напрями, зворотного гальванічного струму, що видалення нейтральній дроту знову збуджує у ній індуктивний струм вже однакового напряму з гальванічним, що йде по нерухомій дроті, І що, нарешті, ці індуктивні струми порушуються лише під час наближення і видалення дроту до провідника гальванічного струму, а самотужки руху струми не порушуються, хіба що близько друг до друга дроту перебували.

Отже, було відкрито нове явище, аналогічне вищеописаному явища індукції при замиканні і припинення гальванічного струму. Ці відкриття викликали у своє чергу нові. Якщо можна викликати індуктивний струм замиканням і припиненням гальванічного струму, то ми не вийде хоча б результат віднамагничивания і розмагнічування заліза?

РоботиЭрстеда іАмпера встановили вже кревність магнетизму і електрики. Було відомо, що залізо робиться магнітом, коли навколо неї обмотана ізольована дріт і з останньої проходить гальванічний струм, І що магнітні властивості цього заліза припиняються, щойно припиняється струм.

Виходячи з цього, Фарадей придумав що така досвід: навколо залізного кільця були обмотані дві ізольовані дроту; причому одна дріт була обмотана навколо однієї половини кільця, іншу — навколо інший. Через одну дріт пропускався струм від гальванічної батареї, а кінці інший з'єднали з гальванометром. І тепер, коли струм замикалася чи припинявся і коли, отже, залізну обручкунамагничивалось чиразмагничивалось, стрілка гальванометра швидко коливалася і далі швидко зупинялася, тобто у нейтральній дроті порушувалися ті самі миттєві індуктивні струми — цього разу: вже близько впливом магнетизму.

Отже, тут упершемагнетизмбил перетворений на електрику. Отримавши цих результатів, Фарадей вирішив урізноманітнити свої досліди. Замість залізного кільця він став вживати залізну смугу. Замість порушення в залозі магнетизму гальванічним струмом віннамагничивал залізо доторком його до постійному сталевому магніту. Результат виходив хоча б: в дроті,обмативавшей залізо, завжди! збуджувався струм в останній моментнамагничивания і розмагнічування заліза.

Потім Фарадей вносив в дротяну спіраль сталевої магніт — наближення і видалення останнього викликало в дроті індукційні струми. Одне слово, магнетизм, себто порушення індукційних , струмів, діяв цілком як і, як і гальванічний струм.

Тоді фізиків посилено займало одне загадкове явище, відкрите в 1824 року Араго інаходившее пояснення, попри; те, що цього пояснення посилено шукали такі видатні вчені на той час, як сам Араго, Ампер,Пуассон,Бабедж іГершель.

Річ полягала наступного. Магнітна стрілка, вільно висяча, швидко входить у стан спокою, коли під неї підвести коло знемагнитного металу; якщо потім коло привести у обертальне рух, магнітна стрілка починає рухатися його.

У спокійному стані не міг відкрити ані найменшого тяжіння чи відштовхування між колом і стрілкою, тоді як хоча б коло, котрий у русі, тягнув за межі не лише легку стрілку, а й важкий магніт. Це воістину чудесний явище здавалося ученим на той час таємничої загадкою, чимось які виходять межі природного.

Фарадей, виходячи із власних вищевикладених даних, зробив припущення, що гуртокнемагнитного металу, під впливом магніту, під час обертанняобегаетсяиндуктивними струмами, які мають вплив на магнітну стрілку і тягнуть за магнітом.

І це дійсно, запровадивши край гуртка між полюсами великогоподковообразного магніту і з'єднавшипроволокою центр і край гуртка з гальванометром, Фарадей отримав під час обертання гуртка постійний електричний струм.

Після тим Фарадей зупинився іншоювизивавшем тоді загальне цікавість явище. Як відомо, якщо посипати на магніт залізних тирси, вони групуються з певних лініях, званим магнітними кривими. Фарадей, звернувши увагу до це явище, дав основи в 1831 року магнітним кривим назва «ліній магнітної сили», яке увійшло потім у загальний ужиток.

Вивчення цих «ліній» привело Фарадея до нового відкриттю, виявилося, що з порушення індуктивних струмів наближення і видалення джерела від магнітного полюси необов'язкові. Для порушення струмів досить перетнути відомо як лінії магнітної сили.

Подальші роботи Фарадея у згаданій напрямі набували, із сучасною йому погляду, характер чогось цілком чудесного. На початку 1832 року демонстрував прилад, у якому порушувалися індуктивні струми без допомоги магніту чи гальванічного струму.

Прилад складалася з залізної смуги, вміщеній в дротяною котушці. Прилад цей при звичайних умовах б не давав ані найменшого ознаки появи у ньому струмів; але тільки тільки Мариновському давалося напрям, відповідне напрямку магнітної стрілки, в дроті збуджувався струм.

Потім Фарадей давав становище магнітної стрілки однієї котушці і потім вводив у ній залізну смугу: струм знову збуджувався.Причиною,визивавшею у випадках струм, був земної магнетизм, викликав індуктивні струми подібно звичайному магніту чи гальванічного струму. Щоб наочніше показати й довести це, Фарадей зробив іще одна досвід, цілком підтвердив його міркування.

Він розмірковував, що й коло знемагнитного металу, наприклад, з міді, обертаючись вагітною, коли перетинає лінії магнітної сили сусіднього магніту, дає індуктивний струм, то хоча б коло, обертаючись за відсутності магніту, але у становищі, у якому коло буде перетинати лінії земного магнетизму, також має дати індуктивний струм.

І це дійсно, мідний коло,вращаемий горизонтальної площині, дав індуктивний струм, котрий виробляв помітне відхилення стрілки гальванометра. Ряд досліджень у сфері електричної індукції Фарадей закінчив відкриттям, зробленою в 1835 року, «>индуктирующего впливу струму на себе».

Він з'ясував, що з замиканні чиразмикании гальванічного струму у самій дроті, яка є провідником при цьому струму, порушуються моментальні індуктивні струми.

Російський фізик ЕмільХристофоровичЛенц (1804—1861) дав правило визначення напрями індукційного струму. «>Индукционний струм завжди спрямований отже утворюваного ним магнітне полі утрудняє чи гальмує що викликає індукцію рух, — зазначає А.А.Коробко-Стефанов у статті про електромагнітної індукції. — Наприклад, з наближенням котушки до магніту що виникає індукційний струм має напрям, що створене їм магнітне полі буде протилежно магнітному полю магніту. Через війну між котушками і магнітом виникають сили відштовхування.

ПравилоЛенца випливає на закон збереження та перетворення енергії. Якби індукційні струми прискорювали що викликає їх рух, то створювалася б робота з нічого.Катушка сам собою після невеликого поштовху спрямовувалася б назустріч магніту, і водночас індукційний струм виділяв в ній теплоту. Тоді як індукційний струм створюється з допомогою роботи з зближенню магніту і котушки.

Чому виникає індукційний струм? Глибоке пояснення явища електромагнітної індукції дав англійський фізик Джемс Клерк Максвелл — творець закінченою математичної теорії електромагнітного поля.

Щоб краще зрозуміти справи, розглянемо дуже проста досвід. Нехай котушка складається з одного витка дроту і пронизується змінним магнітним полем,перпендикулярним до площині витка. У котушці, природно, виникає індукційний струм. Винятково сміливо та, несподівано витлумачив цей експеримент Максвелл.

При зміні магнітного поля була в просторі, на думку Максвелла, виникає процес, котрій присутність дротяного витка немає жодного значення. Головне тут — виникнення замкнутих кільцевих ліній електричного поля, що охоплюють змінюється магнітне полі. Під впливом виникає електричного поля починають рухатися електрони, й у витку виникає електричний струм.Виток — це прилад, дозволяє знайти електричне полі.

Сутність самого явища електромагнітної індукції у цьому, що змінне

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація