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.
Каковы его особенности и химические свойства рассмотрим в данной статье...
18 04 2024 13:53:22
Правописание наречий зависит от нескольких факторов, каждый из которых описан в данной статье...
17 04 2024 3:16:27
На такой внушительной территории находится множество больших и малых городов, каждый из которых обладает неповторимым колоритом, историей, культурой...
16 04 2024 7:37:38
Также эти ткани способствуют всасыванию и выделению воды (какую иногда приходится удерживать), осуществляют газообмен...
14 04 2024 9:13:54
Это огромная территория, на которой находится большое количество государств...
12 04 2024 20:48:10
Затрагивает вопросы, которые имеют отношение к сложной экологической ситуации в регионе...
11 04 2024 7:20:48
А сделал он это за очень короткий срок; в то время его империя была крупнейшим государственным образованием...
10 04 2024 4:38:22
Широкой полосой она простирается на севере Евразии, в Скандинавии и североамериканском континенте...
08 04 2024 15:45:13
В сельской местности проживала основная часть населения Европы...
07 04 2024 14:20:52
Приводятся примеры позитивного и негативного влияния процесса на мировое сообщество...
06 04 2024 16:55:54
Наиболее известен как спортсмен, которому запретили заниматься бейсболом из-за увлечения азapтными играми...
05 04 2024 2:57:35
Франция не желала появления сильного политического противника у своих границ, поэтому война между ними была неизбежной...
04 04 2024 23:58:31
Это невидимое глазу, прозрачное покрывало толщиной 300 км...
03 04 2024 6:56:18
Совокупность таких норм, не прописанных в документах, но регулирующих поведение человека называют моралью и нравственностью...
02 04 2024 11:12:35
Её следующий мини-альбом “The Fame Monster” был шесть раз номинирован на премию «Грэмми»...
01 04 2024 3:27:21
После падения Эдессы в 1144 г...
31 03 2024 2:36:50
Что нужно знать учащимся 6 класса про это время? В чем заключаются правила определения этого времени от других? Ответ на этот вопрос – в статье...
30 03 2024 3:46:56
Степи широко распространены на всех частях суши, кроме Антарктиды...
29 03 2024 0:50:55
Благодаря его стараниям было открыто немало новых территорий, которые в дальнейшем стали использоваться в хозяйственных целях...
28 03 2024 17:58:33
Единое государство распалось на несколько независимых частей, ведущих между собой ожесточенную борьбу...
27 03 2024 22:29:57
Все моря, реки, озера и океаны образуют Мировой океан, и только 6% этого объема составляет пресная вода...
26 03 2024 8:35:25
Тундра отличается суровыми климатическими условиями, очень скудной растительностью и животным миром...
25 03 2024 10:47:10
Внешняя оболочка земного шара состоит из множества пород и самых различных минералов, каждый из которых представляет большой интерес для науки...
24 03 2024 13:54:51
Для большего удобства к каждому правилу прилагается несколько наглядных примеров...
22 03 2024 15:50:37
Воссоздать баланс в управлении провинциями можно было лишь в условиях империи...
21 03 2024 1:56:57
И очень важно знать и помнить, кем были близкие и дальние родственники, какие семейства оказались переплетены между собой родственными узами...
20 03 2024 12:33:16
Уже с детства биография Троцкого была наполнена творчеством: он рисовал, много читал, сам писал (стихи)...
17 03 2024 17:40:55
Знаменит не только своим творчеством, но и величайшей силой духа, благодаря которой не сломился под ударами судьбы...
16 03 2024 0:43:43
Сегодня говорим кратко о Февральской революции 1917 года: причины народного восстания, ход событий и последствия...
15 03 2024 0:36:50
На вид причастия влияет вид глагола, от которого оно было образовано...
14 03 2024 23:25:10
Казалось, сожженная и разоренная русская земля никогда уже не возродится, однако несчастья не сломили славян...
13 03 2024 23:10:20
Поясняет, какая из стран региона расположена на материке...
10 03 2024 21:11:21
Эти слова могут переводиться на русский язык как страдательное причастие: made – сделанный, taken – взятый, got – полученный...
08 03 2024 17:52:53
Биография Рафаэля – это классический образец того, как жили и творили мастера Ренессанса...
07 03 2024 14:55:49
Окончил Российскую академию народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации...
06 03 2024 9:52:35
04 03 2024 12:31:52
За время своей карьеры он пережил многие политические скандалы, а также многочисленные суды...
03 03 2024 9:29:36
Земледелие Северной Америки очень развито, особенно это видно по таким развитым странам, как Канада и Соединенный Штаты Америки...
02 03 2024 11:42:42
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 ::