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.
Находясь в окружении многочисленных врагов, внутри страны происходили важные процессы, повлиявшие на дальнейшее развитие государства...
27 03 2024 23:11:38
лет назад (меловой период) на Земле появились первые представители класса Однодольные...
25 03 2024 15:17:58
Между предложениями в составе такого бессоюзного сложного предложения всегда ставится тире...
23 03 2024 22:32:54
Они создают идеальные условия для формирования магмы – природного огненно-жидкого сплава...
22 03 2024 19:36:15
На этой территории зарождалась мировая цивилизация, делались великие открытия, создавались городские агломерации, проводились перевороты в промышленности...
21 03 2024 2:50:59
Активные белки – антитела – находятся в плазме крови и выделяются специальными клетками – лейкоцитами...
17 03 2024 16:46:51
В отместку за свою правозащитную деятельность и критику талибов была ранена боевиками “Талибана”...
16 03 2024 11:33:58
Большинство людей являются участниками семейных правоотношений, поэтому государство заботиться о том, чтобы все споры в этой сфере были четко и быстро разрешены...
15 03 2024 3:58:30
Статья рассказывает о событиях мирового масштаба...
13 03 2024 20:23:26
Богатый органическим веществом – гумусом – он создает оптимальные условия для полноценного роста и развития всех видов растений...
12 03 2024 10:59:59
Также описана методика морфемного разбора деепричастия с привидением примеров...
11 03 2024 18:54:17
Статья приводит данные о том, какие объемы занимают земельные ресурсы России от общемирового количества...
10 03 2024 16:47:13
Своё название они получили за форму цветка, в котором крест-накрест расположены 4 лепестка и 4 чашелистика...
09 03 2024 2:15:48
Рассказывает о факторах, влияющих на возникновение течений...
08 03 2024 8:17:53
Линия экватора, проходящая через центр Чёрного континента, симметрично делит его площадь на разные природные зоны...
07 03 2024 9:29:10
К этому времени науке было известно 63 элемента, и Дмитрий Иванович Менделеев упорядочил их на основе относительной атомной массы...
06 03 2024 16:51:41
Ее итогом стало подписание Вестфальского мира, сильно повлиявшего на будущую европейскую историю...
05 03 2024 13:33:39
Разъясняет, какие из ветвей власти осуществляют политическое управление Германией...
04 03 2024 10:23:19
Оно оказало существенное влияние на развитие Запада и Востока...
03 03 2024 5:34:35
Биография Достоевского, детство 30 октября (по старому стилю 11 ноября) 1821 года родился известнейший российский писатель – Ф...
02 03 2024 15:36:34
Существующая система сложилась из-за обширной территории нашей страны, из-за ее особенных национальных, региональных, экономических условий...
01 03 2024 21:19:41
Благодаря мягкому континентальному климату природа этого края отличается приятным разнообразием, а природные зоны Польши представлены широколиственными лесами и участками высотной зональности в горах...
29 02 2024 2:28:57
В предложении однородные члeны могут быть связаны сочинительной союзной или бессоюзной связью...
28 02 2024 11:24:58
Это уникальный по своей красоте и самобытной культуре край, занимающий внушительную территорию между тремя морями: Каспийским, Азовским и Черным...
27 02 2024 3:35:25
Строение рибосомы связано с синтезом белка...
26 02 2024 12:32:37
Для того чтобы эти нормы действительно помогали устанавливать порядок в обществе, необходимо, чтобы они были точно и конкретно сформулированы и законодательно закреплены...
25 02 2024 12:56:11
Территории, обладающие общими условиями, называются природными зонами...
23 02 2024 12:34:35
Она является одним из знаменитых объектов мира...
22 02 2024 6:46:58
Эпоха преобразований Петра I существенно повлияла на все стороны государственной и общественной жизни...
21 02 2024 12:57:41
Она занимает территорию площадью пять миллионов квадратных километров, на которой проживает 520 миллионов человек...
20 02 2024 1:46:29
В данной статье мы расскажем об органоидах движения, их строении и выполняемых функциях...
19 02 2024 1:57:18
Он жил и творил в очень смутное время, и, наверное, не случайно, что именно в это время им было предложено совершенно новое направление в искусстве – супрематизм, предтеча современного авангарда...
18 02 2024 16:29:12
Такой процесс деления в биологии называют митозом...
17 02 2024 2:56:56
На Земле скорпионы живут более 400 млн...
16 02 2024 12:17:52
Благодаря её жизнедеятельности происходит рост растения и образование всех остальных тканей...
15 02 2024 10:36:16
Родился Аркадий 22 января 1904 года в городе Льгов Курской губернии...
14 02 2024 15:16:36
Восточная или Византийская империя сумела сберечь традиции римской культуры и государственности за годы своего существования...
11 02 2024 10:21:15
На ее территории сменяются три крупнейшие природные зоны: тайга, лесостепь и степь...
10 02 2024 17:53:56
Рассмотрим кратко понятие духовной культуры общества...
09 02 2024 19:25:12
С помощью нижеизложенного материала вы сможете подготовить дополнительную информацию к уроку биологии, повторить изученные темы и термины по типу Члeнистоногих за 7 класс...
08 02 2024 22:28:54
Лес можно сравнить с живым организмом с очень сложным строением, который живет по своим правилам...
07 02 2024 3:37:25
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 ::