Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея) – формула, физический смысл
История развития и опыты Фарадея
До середины XIX века считалось, что электрическое и магнитное поле не имеют никакой связи, и природа их существования различна. Но М. Фарадей был уверен в единой природе этих полей и их свойств. Явление электромагнитной индукции, обнаруженное им, впоследствии стало фундаментом для устройства генераторов всех электростанций. Благодаря этому открытию знания человечества о электромагнетизме шагнули далеко вперед.
Фарадей проделал следующий опыт: он замыкал цепь в катушке I и вокруг нее возрастало магнитное поле. Далее линии индукции данного магнитного поля пересекали катушку II, в которой возникал индукционный ток.
Рис. 1. Схема опыта Фарадея
На самом деле, одновременно с Фарадеем, но независимо от него, другой ученый Джозеф Генри обнаружил это явление. Однако Фарадей опубликовал свои исследования раньше. Таким образом, автором закона электромагнитной индукции стал Майкл Фарадей.
Сколько бы экспериментов не проводил Фарадей, неизменным оставалось одно условие: для образования индукционного тока важным является изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый проводящий контур (катушку).
Закон Фарадея
Явление электромагнитной индукции определяется возникновением электрического тока в замкнутом электропроводящем контуре при изменении магнитного потока через площадь этого контура.
Основной закон Фарадея заключается в том, что электродвижущая сила (ЭДС) прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока.
Формула закона электромагнитной индукции Фарадея выглядит следующим образом:
Рис. 2. Формула закона электромагнитной индукции
И если сама формула, исходя из вышесказанных объяснений не порождает вопросов, то знак «-» может вызвать сомнения. Оказывается существует правило Ленца – русского ученого, который проводил свои исследования, основываясь на постулатах Фарадея. По Ленцу знак «-» указывает на направление возникающей ЭДС, т.е. индукционный ток направлен так, что магнитный поток, который он создает, через площадь, ограниченную контуром, стремится препятствовать тому изменению потока, которое вызывает данный ток.
Закон Фарадея-Максвелла
В 1873 Дж.К.Максвелл по-новому изложил теорию электромагнитного поля. Уравнения, которые он вывел, легли в основу современной радиотехники и электротехники. Они выражаются следующим образом:
- Edl = -dФ/dt – уравнение электродвижущей силы
- Hdl = -dN/dt – уравнение магнитодвижущей силы.
Где E – напряженность электрического поля на участке dl; H – напряженность магнитного поля на участке dl; N – поток электрической индукции, t – время.
Симметричный хаpaктер данных уравнений устанавливает связь электрических и магнитных явлений, а также магнитных с электрическими. физический смысл, которым определяются эти уравнения, можно выразить следующими положениями:
- если электрическое поле изменяется, то это изменение всегда сопровождается магнитным полем.
- если магнитное поле изменяется, то это изменение всегда сопровождается электрическим полем.
Рис. 3. Возникновение вихревого магнитного поля
Также Максвелл установил, что распространение электромагнитного поля равна скорости распространения света.
Что мы узнали?
Ученикам 11 класса необходимо знать, что электромагнитную индукцию впервые как явление обнаружил Майкл Фарадей. Он доказал, что электрическое и магнитное поле имеют общую природу. Самостоятельные исследования на основе опытов Фарадея также проводили такие великие деятели как Ленц и Максвелл, которые расширили наши познания в области электромагнитного поля.
Для того, чтобы человечество знало, какие представители флоры и фауны нуждаются в самом бережном отношении, была создана Международная Красная книга...
26 04 2024 22:28:36
Время Past Perfect Tense – яркий тому пример...
25 04 2024 3:41:18
Также он снимался в фильмах «Сокровище» и «Голодные игры»...
24 04 2024 14:42:26
Не будь плодородной почвы на планете, растительный и животный мир был бы невероятно бедным, а рельеф земного шара – однообразным...
23 04 2024 8:51:11
В настоящий момент запасы энергетического и минерального сырья достаточно истощены, чем объясняется высокая доля импорта таких ресурсов в регионе...
22 04 2024 19:36:17
Каковы его особенности и химические свойства рассмотрим в данной статье...
21 04 2024 11:26:29
У человека выделение происходит через почки, лёгкие, кожу...
20 04 2024 21:27:43
Большинство животных и растений – эукариоты...
19 04 2024 15:12:50
Оно было присвоено в честь героини древнегреческого мифа, искусной пряхи Арахны...
18 04 2024 10:35:33
Широкой полосой она простирается на севере Евразии, в Скандинавии и североамериканском континенте...
17 04 2024 1:58:35
Отличительной его чертой являются предельно низкие температуры и уникальные природные явления...
16 04 2024 13:28:11
Мышечная ткань составляет значительную часть массы тела – до 47 % у мужчин и до 35 % у женщин...
15 04 2024 23:47:44
Основная функция нервной системы – управление жизнедеятельностью всего организма...
14 04 2024 19:32:30
Однако даже на небольшой площади концентрируется достаточно высокая численность населения – 13%: в этом вопросе Европа уступает лишь Африке и Азии...
13 04 2024 0:14:38
В связи с этим появилось несколько моделей мирового хозяйства, которых объединяет прострaнcтвенная связь...
12 04 2024 9:32:27
Дополняет знания из курса за 7 класс географии...
11 04 2024 18:14:19
Отражает значимость совершенных ими открытий...
10 04 2024 3:22:39
Бизнесмен или предприниматель – предприимчивый человек, умеющий делать деньги...
09 04 2024 5:14:55
Современную жизнь уже трудно представить без автотрaнcпорта...
08 04 2024 10:15:22
Втянутыми в войну оказались множество полисов, входивших в каждый из двух союзов...
06 04 2024 18:53:47
Это огромная территория, на которой находится большое количество государств...
05 04 2024 22:12:26
Обществознание предлагает начинать с изучения типов семей...
04 04 2024 17:41:51
Горные хребты тянутся от побережья холодного Карского моря вплоть до бескрайних степей Казахстана...
02 04 2024 13:51:10
Он вошел в историю как один из первых европейцев, которому удалось совершить длительное путешествие в Персию, Турцию и Индию...
31 03 2024 16:52:36
Рассмотрим конкретно по классам и определим роль члeнистоногих в природе...
30 03 2024 13:26:33
Строение митохондрий позволяет работать органелле в полуавтономном режиме...
29 03 2024 7:17:12
На её обширной территории расположены 44 независимых государства...
28 03 2024 2:23:38
В результате возникает немало трудностей при определении разряда имени числительного...
27 03 2024 12:19:28
Он активно ведет хозяйственную деятельность, тем самым изменяя хаpaктеристики природных зон...
26 03 2024 18:37:13
Первоначальной фамилией в биографии Босха была ван Акен...
25 03 2024 6:42:17
В своей биографии Хелен Ньюингтон Уиллз известна также под именем Хелен Уиллз Муди Роарк...
24 03 2024 8:28:27
Это одна из оболочек планеты, образованная твердыми компонентами...
23 03 2024 20:52:35
22 03 2024 14:30:12
...
21 03 2024 0:48:17
Ученые понимают, что экономика отвечает за многие процессы, происходящие в странах...
20 03 2024 0:23:21
С помощью нижеизложенного материала вы сможете подготовить дополнительную информацию к уроку биологии, повторить изученные темы и термины по типу Члeнистоногих за 7 класс...
19 03 2024 5:11:26
Это событие оказало огромное влияние на исторический путь России...
18 03 2024 7:37:36
Он граничит с Евразией и Северной Америкой...
17 03 2024 9:33:42
И это неспроста – большую ее часть занимают океаны, моря, реки и озера...
14 03 2024 4:22:26
Статья содержит достоверные исторические справки...
13 03 2024 14:53:40
Органами кровеносной системы млекопитающих являются сердце и три типа сосудов...
12 03 2024 14:28:47
С их помощью люди решают почти все свои хозяйственные нужды: строят, отапливают помещения, ездят на трaнcпорте, создают много полезных бытовых вещей...
11 03 2024 10:19:32
Внешняя оболочка земного шара состоит из множества пород и самых различных минералов, каждый из которых представляет большой интерес для науки...
10 03 2024 17:32:36
Разнообразие их очень велико, и каждое растение уникально и неповторимо...
09 03 2024 7:32:53
Наиболее известен как стареющий «новичок», который снялся в фильме «Непобедимый»...
08 03 2024 21:30:45
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 :: Знания -10 :: Знания -11 :: Знания -12 :: Знания -13 :: Знания -14 :: Знания -15 :: Знания -16 :: Знания -17 :: Знания -18 :: Знания -19 :: Знания -20 :: Знания -21 ::