Elektromaqnit induksiyanın kəşf tarixi. Faraday. elektromaqnit induksiyasının kəşfi

Oersted və Amperin kəşflərindən sonra elektrikin maqnit qüvvəsi olduğu aydın oldu. İndi maqnit hadisələrinin elektrik hadisələrinə təsirini təsdiqləmək lazım idi. Bu problem Faraday tərəfindən parlaq şəkildə həll edildi.

Maykl Faraday (1791-1867) Londonun ən kasıb bölgələrindən biri olan Londonda anadan olub. Atası dəmirçi, anası isə kirayəçinin qızı idi. Faraday çatanda məktəb yaşıİbtidai məktəbə göndərildi. Faradeyin burada keçdiyi kurs çox dar idi və yalnız oxumağı, yazmağı və saymağın başlanğıcını öyrətməklə məhdudlaşırdı.

Faraday ailəsinin yaşadığı evdən bir neçə addım aralıda kitab dükanı var idi, o da kitab cildləmə müəssisəsi idi. Faradeyin kursu bitirdiyi yer budur orta məktəb onun üçün peşə seçməklə bağlı sual yarananda. O zaman Mayklın cəmi 13 yaşı var idi. Artıq gəncliyində, Faraday özünü təhsilə yenicə başlayanda, yalnız faktlara arxalanmağa və başqalarının hesabatlarını öz təcrübələri ilə yoxlamağa çalışırdı.

Bu istəklər onun əsas xüsusiyyətləri kimi bütün həyatı boyu ona hakim olmuşdur elmi fəaliyyət Faraday fizika və kimya ilə ilk tanışlıqda oğlan ikən fiziki və kimyəvi təcrübələr etməyə başladı. Bir dəfə Maykl böyük ingilis fiziki Humphry Davy-nin mühazirələrindən birində iştirak etdi.

Faraday mühazirəni ətraflı qeyd etdi, onu bağladı və Davyyə göndərdi. O, o qədər təsirləndi ki, Faradeyə onunla katibə işləməyi təklif etdi. Tezliklə Davy Avropaya səyahətə çıxdı və Faradayı özü ilə apardı. İki il ərzində onlar Avropanın ən böyük universitetlərində olublar.

1815-ci ildə Londona qayıdan Faraday Londondakı Kral İnstitutunun laboratoriyalarından birində assistent kimi işləməyə başlayır. O zaman bu, dünyanın ən yaxşı fiziki laboratoriyalarından biri idi.1816-1818-ci illərdə Faraday kimyaya dair bir sıra kiçik qeydlər və kiçik xatirələr nəşr etdirdi. Faradeyin fizika üzrə ilk işi 1818-ci ilə təsadüf edir.

Sələflərinin təcrübələrinə əsaslanaraq və bir neçəsini birləşdirir öz təcrübələri, 1821-ci ilin sentyabrına qədər Maykl "Elektromaqnetizmin Uğur Hekayəsi"ni çap etdi. Artıq bu zaman o, kifayət qədər etdi düzgün konsepsiya cərəyanın təsiri altında maqnit iynəsinin əyilməsi fenomeninin mahiyyəti haqqında.

Bu uğuru əldə edən Faraday, on il ərzində elektrik enerjisi sahəsindəki təhsilini tərk edərək, özünü bir sıra fərqli fənlərin öyrənilməsinə həsr etdi. 1823-cü ildə Faraday fizika sahəsində ən mühüm kəşflərdən birini etdi - o, ilk dəfə qazın mayeləşdirilməsinə nail oldu və eyni zamanda qazları mayeyə çevirmək üçün sadə, lakin etibarlı üsul yaratdı. 1824-cü ildə Faraday fizika sahəsində bir sıra kəşflər etdi.

Digər şeylər arasında o, işığın şüşənin rənginə təsir etdiyini, onu dəyişdirdiyini müəyyən etdi. AT növbəti il Faraday yenidən fizikadan kimyaya üz tutur və onun bu sahədəki işinin nəticəsi benzin və sulfat naftalin turşusunun kəşfidir.

1831-ci ildə Faraday “Xüsusi növ haqqında” traktatını nəşr etdirdi optik illüziya”, “xromotrop” adlı gözəl və maraqlı optik mərmi üçün əsas rol oynadı. Elə həmin il alimin “Titreşən lövhələr haqqında” adlı başqa bir risaləsi də nəşr olundu. Bu əsərlərin bir çoxu öz-özünə müəllifinin adını əbədiləşdirə bilirdi. Amma ən əsası elmi əsərlər Faraday onun elektromaqnetizm və elektrik induksiyası sahəsində tədqiqatlarıdır.

Sözün düzü, fizikanın elektromaqnetizm və induktiv elektrik hadisələrini müalicə edən və hazırda texnologiya üçün çox böyük əhəmiyyəti olan mühüm bir sahəsi Faraday tərəfindən yoxdan yaradılmışdır.

Faraday nəhayət özünü elektrik enerjisi sahəsində tədqiqata həsr edən zaman müəyyən edildi ki, adi şəraitdə elektrikləşdirilmiş bir cismin olması onun hər hansı digər bədəndə elektrik cərəyanını həyəcanlandırmaq üçün təsiri üçün kifayətdir. Eyni zamanda məlum olub ki, cərəyanın keçdiyi və həm də elektrikləşdirilmiş cisim olan naqilin yaxınlıqdakı digər naqillərə heç bir təsiri yoxdur.

Bu istisnaya nə səbəb oldu? Faradeyi maraqlandıran və həlli onu bu suala vadar edən sualdır böyük kəşflər induksiya elektrik enerjisi sahəsində. Həmişə olduğu kimi, Faraday məsələnin mahiyyətinə aydınlıq gətirməli olan bir sıra təcrübələrə başladı.

Faraday eyni taxta yayma sancağına bir-birinə paralel iki izolyasiya edilmiş teli sardı. Bir naqilin uclarını on elementdən ibarət batareyaya, digərinin uclarını isə həssas qalvanometrə birləşdirdi. Birinci naqildən cərəyan keçdikdə,

Faraday bütün diqqətini qalvanometrə yönəltdi, onun salınımlarından ikinci naqildə də cərəyanın görünməsini hiss etməyi gözləyirdi. Bununla belə, belə bir şey yox idi: qalvanometr sakit qaldı. Faraday cərəyanı artırmaq qərarına gəldi və dövrəyə 120 qalvanik element təqdim etdi. Nəticə eynidir. Faraday bu təcrübəni onlarla dəfə təkrarladı, hamısı eyni müvəffəqiyyətlə.

Onun yerində başqa hər kəs məftildən keçən cərəyanın qonşu məftil üzərində heç bir təsiri olmadığına əmin olaraq təcrübəni tərk edərdi. Lakin Faraday həmişə təcrübələrindən və müşahidələrindən verə biləcəkləri hər şeyi və buna görə də almadan çıxarmağa çalışırdı birbaşa fəaliyyət galvanometrə bağlı bir tel üzərində, yan təsirləri axtarmağa başladı.

O, dərhal fərq etdi ki, cərəyanın bütün keçidi ərzində tamamilə sakit qalan qalvanometr, dövrənin çox bağlandığı anda və onun açılışında rəqsə girir.Məlum oldu ki, cərəyan birinci naqilə keçən anda həm də bu zaman ikinci naqil də birinci halda birinci cərəyana əks istiqamətə malik olan və ikinci halda onunla eyni olan və yalnız bir an davam edən cərəyanla həyəcanlanır.

Birincillərin təsiri ilə yaranan bu ikincili ani cərəyanları Faraday induktiv adlandırırdı və bu ad onlar üçün indiyədək qorunub saxlanılmışdır. Ani olan, göründükdən sonra dərhal yox olan induktiv cərəyanlar praktiki dəyər, Faraday bir yol tapmasaydı, dahiyanə bir cihazın (açar) köməyi ilə batareyadan gələn ilkin cərəyanı daim kəsmək və yenidən birinci naqil vasitəsilə aparmaq, bunun sayəsində daha çox induktiv cərəyanlar davamlı olaraq həyəcanlanır. ikinci tel, beləliklə sabit olur. Beləliklə, əvvəllər məlum olanlardan əlavə yeni elektrik enerjisi mənbəyi tapıldı (sürtünmə və kimyəvi proseslər), induksiyadır və yeni növ bu enerjinin induksiya elektrikidir.

Təcrübələrini davam etdirən Faraday daha sonra kəşf etdi ki, qapalı əyriyə bükülmüş naqilin digərinə sadə yaxınlaşması, boyunca qalvanik cərəyanın axdığı bir induktiv cərəyanı neytral naqildə qalvanik cərəyana əks istiqamətdə həyəcanlandırmaq üçün kifayətdir. neytral naqilin çıxarılması onda yenidən induktiv cərəyanı həyəcanlandırır.cərəyan artıq sabit naqil boyunca axan qalvanik cərəyanla eyni istiqamətdədir və nəhayət, bu induktiv cərəyanlar yalnız naqilin yaxınlaşması və çıxarılması zamanı həyəcanlanır. tel galvanik cərəyanın keçiricisinə və bu hərəkət olmadan naqillər bir-birinə nə qədər yaxın olsa da, cərəyanlar həyəcanlanmır.

Beləliklə, qalvanik cərəyanın bağlanması və dayandırılması zamanı yuxarıda təsvir edilən induksiya hadisəsinə bənzər yeni bir hadisə kəşf edildi. Bu kəşflər öz növbəsində yenilərinin yaranmasına səbəb oldu. Qalvanik cərəyanı bağlayaraq və dayandırmaqla induktiv cərəyan yaratmaq mümkün olsa, dəmirin maqnitləşməsi və maqnitsizləşməsindən də eyni nəticə alınmazdımı?

Oersted və Amperin işi artıq maqnetizm və elektrik arasında əlaqə yaratmışdı. Dəmirin ətrafına izolyasiya edilmiş məftil sarılaraq maqnit halına gəldiyi və sonuncunun içindən qalvanik cərəyan keçdiyi məlum idi. maqnit xassələri bu dəmir cərəyan dayanan kimi kəsilir.

Buna əsaslanaraq Faraday bu cür təcrübə ilə çıxış etdi: dəmir halqanın ətrafına iki izolyasiya edilmiş naqil sarıldı; üstəlik, bir məftil halqanın bir yarısına, digəri isə digərinə sarılmışdı. Qalvanik batareyadan gələn cərəyan bir naqildən keçdi, digərinin ucları isə qalvanometrə birləşdirildi. Beləliklə, cərəyan bağlandıqda və ya dayandıqda və nəticədə dəmir halqa maqnitləşdirildikdə və ya maqnitsizləşdikdə, qalvanometr iynəsi sürətlə salındı ​​və sonra tez dayandı, yəni neytral naqildə eyni ani induktiv cərəyanlar həyəcanlandı - bu vaxt: artıq maqnetizmin təsiri altındadır.

Beləliklə, burada ilk dəfə olaraq maqnetizm elektrikə çevrildi. Bu nəticələri aldıqdan sonra Faraday təcrübələrini şaxələndirməyə qərar verdi. Dəmir üzük əvəzinə dəmir lentdən istifadə etməyə başladı. Dəmirdə qalvanik cərəyanla həyəcan verici maqnitçilik əvəzinə o, dəmiri daimi polad maqnitinə toxunduraraq maqnitləşdirdi. Nəticə eyni idi: dəmirə bükülmüş teldə, həmişə! dəmirin maqnitləşməsi və maqnitsizləşməsi anında cərəyan həyəcanlandı.

Sonra Faraday tel spiralına bir polad maqnit təqdim etdi - sonuncunun yaxınlaşması və çıxarılması teldə induksiya cərəyanlarına səbəb oldu. Bir sözlə, maqnetizm induktiv cərəyanların həyəcanlanması mənasında qalvanik cərəyanla eyni şəkildə hərəkət edirdi.

O vaxtlar fiziklər biri ilə sıx məşğul idilər sirli fenomen, 1824-cü ildə Araqo tərəfindən kəşf edilmiş və buna baxmayaraq bir izahat tapa bilməmişdir; Bu izahatı Araqonun özü, Amper, Puasson, Babaj və Herşel kimi dövrün görkəmli alimləri intensiv şəkildə axtarırdılar.

Məsələ belə idi. Sərbəst asılan bir maqnit iynəsi, altına qeyri-maqnit metal bir dairə gətirilərsə, tez dayanır; sonra dairə fırlanma hərəkətinə gətirilərsə, maqnit iynəsi onu izləməyə başlayır.

Sakit vəziyyətdə dairə ilə ox arasında ən kiçik bir cazibə və ya itələmə aşkar etmək mümkün deyildi, eyni zamanda hərəkətdə olan eyni dairə onun arxasına nəinki yüngül bir ox, həm də ağır bir maqnit çəkdi. Bu doğrudur möcüzəli fenomen o dövrün alimlərinə sirli tapmaca, təbiətdən kənar bir şey kimi görünürdü.

Faraday, yuxarıdakı məlumatlarına əsaslanaraq, maqnit iynəsinə təsir edən və onu maqnitin arxasına çəkən induktiv cərəyanlar tərəfindən fırlanma zamanı maqnitin təsiri altında qeyri-maqnit metaldan ibarət bir dairənin dövrəyə girdiyini fərz etdi.

Və həqiqətən də, böyük bir at nalı maqnitinin qütbləri arasında dairənin kənarını daxil etməklə və dairənin mərkəzini və kənarını bir galvanometrlə bir tel ilə birləşdirərək, Faraday sabitini əldə etdi. elektrik.

Bunun ardınca Faraday o zamanlar ümumi marağa səbəb olan başqa bir fenomen üzərində dayandı. Bildiyiniz kimi, dəmir qırıntıları bir maqnitin üzərinə səpilirsə, onlar maqnit əyriləri adlanan müəyyən xətlər boyunca qruplaşdırılır. Faraday, bu fenomenə diqqət çəkərək, 1831-ci ildə maqnit əyrilərinin təməlini qoydu, "maqnit qüvvəsi xətləri" adını verdi və sonra ümumi istifadəyə verildi.

Bu "xətlərin" tədqiqi Faradeyni yeni bir kəşfə apardı, məlum oldu ki, induktiv cərəyanların oyanması üçün yaxınlaşma və mənbənin maqnit qütbündən çıxarılması lazım deyil. Cərəyanları həyəcanlandırmaq üçün maqnit qüvvəsi xətlərini məlum bir şəkildə keçmək kifayətdir.

Faradeyin sözügedən istiqamətdə sonrakı işləri müasir nöqteyi-nəzərdən tamamilə möcüzəvi bir xarakter aldı. 1832-ci ilin əvvəlində o, maqnit və ya qalvanik cərəyanın köməyi olmadan induktiv cərəyanların həyəcanlandığı aparatı nümayiş etdirdi.

Cihaz məftil sarğısına yerləşdirilən dəmir zolaqdan ibarət idi. Bu cihaz, adi şəraitdə, içindəki cərəyanların görünüşünün ən kiçik bir əlamətini vermədi; lakin ona maqnit iynəsinin istiqamətinə uyğun istiqamət verilən kimi naqildə cərəyan həyəcanlandı.

Sonra Faraday maqnit iynəsinin mövqeyini bir bobinə verdi və sonra ona bir dəmir zolaq daxil etdi: cərəyan yenidən həyəcanlandı. Bu hallarda cərəyana səbəb olan səbəb adi maqnit və ya qalvanik cərəyan kimi induktiv cərəyanlara səbəb olan yerüstü maqnitizm idi. Bunu daha aydın göstərmək və sübut etmək üçün Faraday öz fikirlərini tam təsdiqləyən başqa bir təcrübə keçirdi.

O hesab edirdi ki, əgər qonşu maqnitin maqnit qüvvəsi xətləri ilə kəsişdiyi mövqedə fırlanan qeyri-maqnit metaldan, məsələn, misdən ibarət bir dairə induktiv cərəyan verirsə, o zaman həmin çevrə yoxluğunda fırlanır. bir maqnit, lakin dairənin yerüstü maqnitizm xətlərini keçəcəyi bir vəziyyətdə də induktiv cərəyan verməlidir.

Və həqiqətən, üfüqi bir müstəvidə fırlanan bir mis dairə, galvanometr iynəsinin nəzərəçarpacaq dərəcədə sapmasını yaradan bir induktiv cərəyan verdi. Faraday 1835-ci ildə kəşf etdiyi "Cərəyanın özünə induktiv təsiri" ilə elektrik induksiyası sahəsində bir sıra tədqiqatları tamamladı.

O, müəyyən etdi ki, qalvanik cərəyan bağlandıqda və ya açıldıqda, bu cərəyan üçün keçirici rolunu oynayan naqilin özündə ani induktiv cərəyanlar həyəcanlanır.

Rus fiziki Emil Xristoforoviç Lenz (1804-1861) istiqaməti təyin etmək üçün bir qayda verdi. induksiya cərəyanı. “İnduksiya cərəyanı həmişə elə yönləndirilir ki, onun yaratdığı maqnit sahəsi induksiyaya səbəb olan hərəkətə mane olur və ya ləngidir”, - A.A. Korobko-Stefanov elektromaqnit induksiyasına dair məqaləsində. - Məsələn, bobin maqnitə yaxınlaşdıqda yaranan induktiv cərəyan elə istiqamətə malikdir ki, onun yaratdığı maqnit sahəsi maqnitin maqnit sahəsinə əks olacaq. Nəticədə bobin və maqnit arasında itələyici qüvvələr yaranır.

Lenz qaydası enerjinin saxlanması və çevrilməsi qanunundan irəli gəlir. Əgər induksiya cərəyanları onlara səbəb olan hərəkəti sürətləndirsəydi, onda iş yoxdan yaranardı. Bobin özü, kiçik bir təkandan sonra maqnitə doğru tələsəcək və eyni zamanda induksiya cərəyanı onun içindəki istiliyi buraxacaq. Əslində, induksiya cərəyanı maqnit və sarğı bir-birinə yaxınlaşdırmaq işi sayəsində yaranır.

Niyə induksiya cərəyanı var? tərəfindən elektromaqnit induksiya hadisəsinin dərin izahı verilmişdir ingilis fiziki James Clerk Maxwell - elektromaqnit sahəsinin tam riyazi nəzəriyyəsinin yaradıcısı.

Məsələnin mahiyyətini daha yaxşı başa düşmək üçün çox sadə bir təcrübəni nəzərdən keçirək. Bobin bir növbəli məftildən ibarət olsun və döngə müstəvisinə perpendikulyar olan alternativ maqnit sahəsi ilə delinsin. Bobində, əlbəttə ki, bir induksiya cərəyanı var. Maksvell bu təcrübəni müstəsna cəsarət və gözlənilməzliklə şərh etdi.

Maksvelə görə kosmosda maqnit sahəsi dəyişdikdə, məftil bobininin olması heç bir əhəmiyyət kəsb etməyən bir proses yaranır. Burada əsas şey qapalı dairəvi xətlərin yaranmasıdır elektrik sahəsi dəyişən maqnit sahəsini əhatə edir. Yaranan elektrik sahəsinin təsiri altında elektronlar hərəkət etməyə başlayır və bobində elektrik cərəyanı yaranır. Bobin yalnız bir elektrik sahəsini aşkar etməyə imkan verən bir cihazdır.

Elektromaqnit induksiyası hadisəsinin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, dəyişən maqnit sahəsi həmişə ətraf məkanda qapalı qüvvə xətləri olan elektrik sahəsi yaradır. Belə sahəyə burulğan sahəsi deyilir.

Yer maqnitizminin yaratdığı induksiya sahəsindəki tədqiqatlar Faradeyə hələ 1832-ci ildə teleqraf ideyasını ifadə etmək imkanı verdi və bu ixtiranın əsasını təşkil etdi. Ümumiyyətlə, elektromaqnit induksiyanın kəşfi heç də 19-cu əsrin ən görkəmli kəşflərinə aid edilmir - dünyada milyonlarla elektrik mühərriki və elektrik cərəyanı generatorunun işi bu fenomenə əsaslanır ...

Məlumat mənbəyi: Samin D. K. “Yüz böyük elmi kəşf”, M.: “Veçe”, 2002.

İndiyə qədər zamanla dəyişməyən elektrik və maqnit sahələrini nəzərdən keçirdik. Məlum olub ki, elektrik sahəsi elektrik yükləri, maqnit sahəsi isə hərəkət edən yüklər, yəni elektrik cərəyanı ilə yaranır. Gəlin zamanla dəyişən elektrik və maqnit sahələri ilə tanışlığa keçək.

Ən çox mühüm fakt, kəşf edilmiş elektrik və maqnit sahələri arasında ən yaxın əlaqədir. Zamanla dəyişən maqnit sahəsi elektrik sahəsini, dəyişən elektrik sahəsi isə maqnit sahəsini yaradır. Sahələr arasında bu əlaqə olmasaydı, elektromaqnit qüvvələrinin təzahürlərinin müxtəlifliyi əslində olduğu qədər geniş olmazdı. Nə radio dalğaları, nə də işıq olardı.

Təsadüfi deyil ki, elektromaqnit qarşılıqlı təsirlərinin yeni xassələrinin kəşfində ilk, həlledici addımı elektromaqnit sahəsi haqqında fikirlərin banisi - Faraday atmışdır. Faraday elektrik və maqnit hadisələrinin vahid təbiətinə əmin idi. Bunun sayəsində o, daha sonra mexaniki enerjini elektrik cərəyanı enerjisinə çevirən dünyanın bütün elektrik stansiyalarının generatorlarının dizaynı üçün əsas olan bir kəşf etdi. (Digər mənbələr: qalvanik elementlər, batareyalar və s. - yaradılan enerjinin cüzi bir hissəsini təmin edir.)

Faradeyin fikrincə, elektrik cərəyanı dəmir parçasını maqnitləşdirməyə qadirdir. Bir maqnit öz növbəsində elektrik cərəyanına səbəb ola bilərmi?

Uzun müddət bu əlaqəni tapmaq mümkün olmadı. Əsas şeyi düşünmək çətin idi, yəni: yalnız hərəkət edən bir maqnit və ya zamanla dəyişən bir maqnit sahəsi bobindəki elektrik cərəyanını həyəcanlandıra bilər.

Nə cür qəzaların kəşfə mane ola biləcəyi aşağıdakı faktı göstərir. Demək olar ki, Faraday ilə eyni vaxtda isveçrəli fizik Kolladon bir maqnitdən istifadə edərək bobində elektrik cərəyanı almağa çalışırdı. İşləyərkən o, yüngül maqnit iynəsi cihazın bobininin içərisinə yerləşdirilən bir qalvanometrdən istifadə etdi. Maqnitin iynəyə birbaşa təsir göstərməsinin qarşısını almaq üçün Kolladonun içərisində cərəyan almaq ümidi ilə maqniti itələdiyi rulonun ucları qonşu otağa aparıldı və orada qalvanometrə birləşdirildi. Maqniti bobinə taxdıqdan sonra Kolladon qonşu otağa keçdi və kədərlə:

qalvanometrin cərəyan göstərmədiyinə əmin oldu. Əgər o, hər zaman qalvanometrə baxsa və kimdənsə maqnit üzərində işləməyi xahiş etsəydi, əlamətdar bir kəşf olardı. Amma bu baş vermədi. Bobinə nisbətən sakit vəziyyətdə olan maqnit onda cərəyan yaratmır.

Elektromaqnit induksiyası fenomeni, ya zamanla dəyişən bir maqnit sahəsində dayanan, ya da sabit bir maqnit sahəsində elə bir şəkildə hərəkət edən keçirici dövrədə elektrik cərəyanının baş verməsindən ibarətdir. dövrə dəyişiklikləri. O, 29 avqust 1831-ci ildə kəşf edilib. Yeni əlamətdar kəşfin tarixinin bu qədər dəqiq məlum olması nadir haldır. Faradeyin özünün verdiyi ilk təcrübənin təsviri belədir:

“203 fut uzunluğunda bir mis məftil geniş taxta rulona sarıldı və onun döngələri arasında eyni uzunluqda, lakin ilk pambıq sapdan izolyasiya edilmiş bir tel sarıldı. Bu spirallərdən biri qalvanometrə, digəri isə 100 cüt lövhədən ibarət güclü akkumulyatora qoşulmuşdu... Dövrə bağlandıqda qalvanometrdə ani, lakin son dərəcə zəif hərəkəti müşahidə etmək mümkün idi və cərəyan dayandıqda eyni şey müşahidə edildi. Bobinlərdən birində cərəyanın fasiləsiz keçməsi ilə, batareyaya qoşulmuş bütün bobinin qızdırılmasına baxmayaraq, qalvanometrə hər hansı bir təsiri və ya ümumiyyətlə digər sarğıya hər hansı bir induktiv təsiri qeyd etmək mümkün olmadı. və kömürlər arasında sıçrayan qığılcımın parlaqlığı batareyanın gücünə şəhadət verdi "(Faraday M. "Elektrik üzərində eksperimental tədqiqat", 1-ci seriya).

Beləliklə, əvvəlcə dövrənin bağlanması və açılması zamanı bir-birinə nisbətən hərəkətsiz olan keçiricilərdə induksiya kəşf edildi. Sonra, cərəyanla keçiricilərin yaxınlaşması və ya çıxarılmasının dövrənin bağlanması və açılması ilə eyni nəticəyə gətirməli olduğunu aydın şəkildə başa düşən Faraday təcrübələr vasitəsilə sübut etdi ki, rulonlar bir-birini hərəkət etdirdikdə cərəyan yaranır.

dosta nisbi. Amperin əsərləri ilə tanış olan Faraday başa düşdü ki, maqnit molekullarda dövr edən kiçik cərəyanlar toplusudur. Oktyabrın 17-də, onun laboratoriya jurnalında qeyd edildiyi kimi, maqnitin daxil edilməsi (və ya çıxarılması) zamanı bobində induksiya cərəyanı aşkar edilmişdir. Bir ay ərzində Faraday eksperimental olaraq elektromaqnit induksiya fenomeninin bütün vacib xüsusiyyətlərini kəşf etdi.

Hazırda Faradeyin təcrübələrini hər kəs təkrarlaya bilər. Bunu etmək üçün iki bobin, bir maqnit, elementlərin batareyası və kifayət qədər həssas bir galvanometrə sahib olmalısınız.

Şəkil 238-də göstərilən quraşdırmada, birinciyə nisbətən stasionar olan digər bobinin elektrik dövrəsi bağlandıqda və ya açıldıqda, rulonlardan birində induksiya cərəyanı meydana gəlir. Şəkil 239-dakı quraşdırmada reostat rulonlardan birində cərəyanı dəyişir. Şəkil 240, a-da induksiya cərəyanı rulonlar bir-birinə nisbətən hərəkət etdikdə və Şəkil 240, b - daimi maqnit bobinə nisbətən hərəkət etdikdə görünür.

Zahirən fərqli görünən təcrübələrdə bir induksiya cərəyanının görünüşünü təyin edən ümumi şeyi Faraday özü artıq başa düşdü.

Qapalı keçirici dövrədə bu dövrə ilə məhdudlaşan sahəyə daxil olan maqnit induksiya xətlərinin sayı dəyişdikdə cərəyan yaranır. Və maqnit induksiyası xətlərinin sayı nə qədər tez dəyişirsə, yaranan induksiya cərəyanı bir o qədər çox olar. Bu vəziyyətdə, maqnit induksiyasının xətlərinin sayının dəyişməsinin səbəbi tamamilə laqeyddir. Bu, bitişik bobindəki cərəyan gücünün dəyişməsi səbəbindən sabit keçirici dövrənin sahəsinə nüfuz edən maqnit induksiya xətlərinin sayında dəyişiklik ola bilər (Şəkil 238) və sayında dəyişiklik. xətlərinin sıxlığı fəzada dəyişən qeyri-homogen maqnit sahəsində dövrənin hərəkəti ilə əlaqədar induksiya xətləri (şək. 241).

IX sinif üçün fizika dərsliyində sözügedən qanunun kəşf tarixinə qısa ekskursiya verilir. Baxış əlavə edilməlidir. Söhbət təbiətin əsas qanunundan gedir və sən onun bütün cəhətlərini yaranma prosesində açmaq lazımdır. Faradeyin qanun axtarışı prosesinin hekayəsi xüsusilə ibrətamizdir və burada vaxt ayırmağa ehtiyac yoxdur.
Maykl Faraday 1791-ci ildə London yaxınlığında dəmirçi ailəsində anadan olub. Atasının təhsil haqqını ödəməyə imkanı yox idi və Faraday 13 yaşında cildçiliklə məşğul olmağa məcbur oldu. Xoşbəxtlikdən o, kitab mağazası sahibinin şagirdi olub. Maraqlı oğlan həvəslə oxuyur, asan ədəbiyyat deyil. ilə bağlı yazıları onu cəlb edirdi təbiət elmləri Britannica Ensiklopediyasında Marsın Kimya üzrə Söhbətlərini öyrəndi. 1811-ci ildə Faraday Londonun məşhur pedaqoq Tatumun fizika üzrə açıq mühazirələrində iştirak etməyə başladı.
Faradeyin həyatında dönüş nöqtəsi 1812-ci il oldu. Kitab mağazası sahibinin müştərisi, Kral İnstitutunun üzvü Dance gənc oğlana məşhur kimyaçı Qamfrn Davinin mühazirələrini dinləməyi tövsiyə etdi. Faraday yaxşı məsləhətə əməl etdi; həvəslə dinləyir və diqqətli qeydlər aparırdı. Eyni Rəqsin məsləhəti ilə o, qeydləri işləyib Davyyə göndərdi, fürsət tələbi əlavə etdi. tədqiqat işi. 1813-cü ildə Faraday Davinin rəhbərlik etdiyi Kral İnstitutunun kimya laboratoriyasında laborant kimi işə düzəldi.
Başlanğıcda Faraday kimyaçıdır. O, tez müstəqil yaradıcılıq yolunu tutur və Devinin qüruru tez-tez tələbənin uğurundan əziyyət çəkməli olur. 1820-ci ildə Faraday Oerstedin kəşfindən xəbər tutdu və o vaxtdan onun düşüncələri elektrik və maqnitizmi uddu. O, fiziki təfəkkürün transformasiyasına səbəb olan məşhur eksperimental tədqiqatlarına başlayır. 1823-cü ildə Faraday London Kral Cəmiyyətinin üzvü seçildi, sonra Kral İnstitutunun fiziki-kimyəvi laboratoriyalarının direktoru təyin edildi. Bu laboratoriyaların divarları arasında ən böyük kəşflər. Faradeyin zahirən monoton həyatı yaradıcı gərginliyi ilə diqqəti çəkir. Bunu addım-addım əks etdirən üçcildlik “Elektrik enerjisi üzrə eksperimental tədqiqat” əsəri sübut edir. yaradıcı yol dahi.
1820-ci ildə Faraday prinsipial olaraq yeni bir problem qoydu: "maqnetizmi elektrikə çevirmək". Bu, cərəyanların maqnit təsirinin kəşfindən az sonra oldu. Oerstedin təcrübəsində elektrik cərəyanı maqnit üzərində hərəkət edir. Faradeyə görə, təbiətin bütün qüvvələri bir-birinə çevrilə bilən olduğundan, əksinə, maqnit qüvvəsi ilə elektrik cərəyanını həyəcanlandırmaq mümkündür.
Faraday qazları mayeləşdirir, incə kimyəvi analizlər aparır, yeni kəşflər edir Kimyəvi xassələri maddələr. Lakin onun beyni amansızcasına qoyulan problemlə məşğuldur. 1822-ci ildə o, cərəyan axınına görə bir "hal" aşkar etmək cəhdini təsvir edir: "çıraqdan gələn işıq şüasını əks etdirməklə qütbləşdirmək və şüşə qabda volta batareyasının dirəkləri arasında yerləşən suyun qütbləşib-keçməyəcəyini öyrənməyə çalışmaq. depolyarlaşdırıcı təsir göstərir ..." Faraday beləliklə cərəyanın xüsusiyyətləri haqqında bir az məlumat almağa ümid edirdi. Ancaq təcrübə heç nə vermədi. Sonra 1825-ci il gəlir. Faraday "Elektromaqnit cərəyanı (maqnitin təsiri altında)" məqaləsini dərc edir və burada aşağıdakı fikri ifadə edir. Əgər cərəyan maqnit üzərində işləyirsə, o zaman reaksiya verməlidir. "Müxtəlif səbəblərə görə," Faraday yazır, "güclü bir maqnitin qütbünün yaxınlaşmasının elektrik cərəyanını azaldacağı fərziyyəsi irəli sürülür." Və bu fikri həyata keçirən bir təcrübəni təsvir edir.
28 noyabr 1825-ci il tarixli gündəlikdə də oxşar hadisə təsvir olunur. Qalvanik elementlərin batareyası bir tel ilə birləşdirildi. Bu naqillə paralel başqa biri (tellər ikiqat kağız təbəqə ilə ayrılmışdı), ucları galvanometrə qoşulmuşdu. Faraday belə düşünmüşdü. Əgər cərəyan elektrik mayesinin hərəkətidirsə və bu hərəkət daimi maqnit üzərində işləyirsə - cərəyanlar dəsti (Amperin fərziyyəsinə görə), onda bir keçiricidə hərəkət edən maye hərəkətsiz olanı digərində, qalvanometr isə hərəkətsiz etməlidir. cərəyanı düzəltməlidir. Faradeyin ilk təcrübəni təqdim edərkən yazdığı "müxtəlif mülahizələr" eyni şeyə çevrildi, yalnız orada daimi bir maqnitin molekulyar cərəyanlarından keçiricidə hərəkət edən elektrik mayesinin reaksiyası gözlənilirdi. Lakin təcrübələr mənfi nəticə verdi.
Həll 1831-ci ildə Faradeyin induksiyanın qeyri-stasionar proseslə baş verməsini təklif etdiyi zaman gəldi. Bu, elektromaqnit induksiya fenomeninin kəşfinə səbəb olan əsas fikir idi.
Mümkündür ki, Amerikadan alınan bir mesaj onu cərəyanı dəyişdirmək fikrinə dönməyə məcbur etdi. Xəbəri amerikalı fizik Cozef Henri (1797 - 1878) verib.
Henri gəncliyində nə müstəsna qabiliyyət, nə də elmə maraq göstərdi. O, kasıblıq içində böyüdü, təsərrüfat işçisi, aktyor idi. Faraday kimi o da özünü tərbiyə edir. O, 16 yaşında Albany Akademiyasında təhsil almağa başlayıb. Yeddi ayda o qədər bilik əldə etdi ki, kənd məktəbində müəllim işə düzəldi. Henri daha sonra kimya professoru Beck üçün mühazirə köməkçisi kimi çalışdı. O, işi akademiyada oxumaqla birləşdirdi. Kursu bitirdikdən sonra Henri Erie kanalında mühəndis və müfəttiş təyin edildi. Bir neçə ay sonra o, Albanydə riyaziyyat və fizika professoru vəzifəsinə dəvəti qəbul edərək bu gəlirli vəzifəni tərk etdi. Bu zaman ingilis ixtiraçısı Uilyam Sturgeon (1783 - 1850) dörd kiloqrama qədər çəkisi olan polad gövdəni qaldıra bilən at nalı maqnitini ixtira etdiyi barədə məlumat verdi.
Henri elektromaqnetizmlə maraqlanmağa başladı. Dərhal artırmağın bir yolunu tapdı qaldırıcı qüvvə tona qədər. Buna o dövrdə yeni texnika ilə nail olundu: maqnitin gövdəsini izolyasiya etmək əvəzinə, məftil izolyasiya edildi. Çox qatlı sarımların yaradılması üsulu kəşf edilmişdir. Hələ 1831-ci ildə Henri elektrik mühərriki yaratmaq imkanını göstərdi, elektromaqnit relesi icad etdi və onun köməyi ilə Morzenin ixtirasını gözləyərək elektrik siqnallarının məsafəyə ötürülməsini nümayiş etdirdi (Morse teleqrafı 1837-ci ildə çıxdı).
Faraday kimi Henri də maqnitdən istifadə edərək elektrik cərəyanı əldə etməyi qarşısına vəzifə qoymuşdu. Ancaq bu, ixtiraçının probleminin ifadəsi idi. Və axtarış çılpaq intuisiya ilə idarə olunurdu. Kəşf Faradeyin təcrübələrindən bir neçə il əvvəl baş verib. Henrinin əsas təcrübəsinin qurulması Şəkil 9-da göstərilmişdir. Burada hər şey indiyə qədər göstərildiyi kimidir. Yalnız qalvanik hüceyrə biz daha rahat akkumulyatora üstünlük veririk və burulma balansları yerinə qalvanometrdən istifadə edirik.
Lakin Henri bu hadisəni heç kimə demədi. “Mən bunu daha tez çap etməliydim,” o, dostlarına təəssüflə dedi, “amma mənim çox az vaxtım var idi! Nəticələri bir növ sistemə gətirmək istədim”.(mənimkini vurğulayın.- AT. D.). Və müntəzəm təhsilin olmaması və daha çox - Amerika elminin utilitar-ixtiraçılıq ruhu pis rol oynadı. Henri, əlbəttə ki, yeni kəşfin dərinliyini və əhəmiyyətini başa düşmədi və hiss etmədi. Əks halda, təbii ki, xəbərdar edərdi akademiyaən böyük fakt haqqında. İnduksiya təcrübələri haqqında səssiz qalan Henri elektromaqnitlə bütöv bir tonu qaldırmağı bacardıqda dərhal xəbər göndərdi.
Faradeyin aldığı mesaj budur. Ola bilsin ki, o, əsas fikrə gətirib çıxaran nəticələr zəncirinin sonuncu halqası rolunu oynadı. 1825-ci il təcrübəsində iki naqil kağızla ayrıldı. İnduksiya olmalı idi, amma təsirin zəifliyinə görə aşkarlanmadı. Henri göstərdi ki, elektromaqnitdə təsir çox qatlı sarımın istifadəsi ilə xeyli artır. Buna görə də, induktiv hərəkət böyük bir uzunluğa ötürülürsə, induksiya artmalıdır. Həqiqətən, bir maqnit cərəyanlar toplusudur. Sarımdan cərəyan keçdikdə polad çubuqda maqnitləşmənin həyəcanlanması cərəyanın cərəyanın induksiyasıdır. Sargıdan keçən cərəyanın yolu daha uzun olarsa, artır.
Faradeyin məntiqi nəticələrinin mümkün zənciri belədir. Burada Tam təsvir ilk uğurlu təcrübə: “Bir parçada iki yüz üç fut mis məftil böyük bir taxta nağara sarıldı; eyni məftildən daha iki yüz üç fut birinci sarımın döngələri arasında spiral şəklində çəkildi, hər yerdə metal kontakt bir kordon vasitəsilə çıxarıldı. Bu rulonlardan biri qalvanometrə, digəri isə ikiqat mis lövhələri olan yüz cüt dörd düymlük kvadrat lövhədən ibarət yaxşı doldurulmuş batareyaya qoşulmuşdu. Kontakt bağlandıqda, galvanometrdə qəfil, lakin çox zəif bir hərəkət oldu və batareya ilə kontakt açıldıqda da oxşar zəif hərəkət baş verdi.
Bu, ilk təcrübə idi müsbət nəticə on il axtarışdan sonra. Faraday müəyyən edir ki, bağlanma və açılma zamanı əks istiqamətli induksiya cərəyanları yaranır. Sonra o, dəmirin induksiyaya təsirini öyrənməyə davam edir.
“Dəyirmi çubuqdan, yumşaq dəmirdən üzük qaynaq edildi; metalın qalınlığı yeddi-səkkiz düym, halqanın xarici diametri isə altı düym idi. Bu halqanın bir hissəsində üç rulon sarılmışdı, hər birində təxminən iyirmi dörd fut qalınlığında bir düymün iyirmidə biri mis məftil var idi. Spirallər dəmirdən və bir-birindən təcrid olunmuş və bir-birinin üstünə qoyulmuşdu ... Onları ayrı-ayrılıqda və birlikdə istifadə etmək olardı; bu qrup etiketlidir VƏ(şək. 10). Halqanın digər hissəsində, təxminən altmış fut eyni mis məftil eyni şəkildə, iki hissəyə bölünərək spiral şəklində sarıldı. AT, spirallərlə eyni istiqamətə malik idi VƏ, lakin onlardan hər iki ucunda təxminən yarım düym çılpaq dəmirlə ayrılmışdı.
Spiral AT halqadan üç fut məsafədə yerləşdirilmiş galvanometrə mis məftillərlə birləşdirilir. Ayrı-ayrı spirallər VƏümumi spiral yaratmaq üçün ucdan uca bağlandı, ucları dörd kvadrat düymlük on cüt plitədən ibarət batareyaya bağlandı. Dəmirsiz on qat daha güclü spiral istifadə edərkən qalvanometr dərhal və yuxarıda müşahidə edildiyindən daha güclü reaksiya verdi.
Nəhayət, Faraday elektromaqnit induksiyası sualının təqdimatının hələ də adətən başladığı bir təcrübə aparır. Bu, Şəkil 9-da təsvir olunan Henrinin təcrübəsinin dəqiq təkrarı idi.
1820-ci ildə Faraday tərəfindən qoyulan problem həll edildi: maqnitizm elektrikə çevrildi.
Əvvəlcə Faraday cərəyanın induksiyasını cərəyandan fərqləndirir (“volta-elektrik induksiyası” və cərəyanı maqnitdən (“maqnit-elektrik induksiya”) adlandırır). Lakin sonra bütün halların bir ümumi qanunauyğunluğa tabe olduğunu göstərir.
Elektromaqnit induksiya qanunu daha sonralar öz-özünə induksiya hadisələri adını almış başqa bir qrup hadisələri əhatə edirdi. Faraday yeni hadisəni belə adlandırdı: “Elektrik cərəyanının özünə induktiv təsiri”.
Bu sual, Jenkin tərəfindən 1834-cü ildə Faradeyə bildirilən aşağıdakı faktla əlaqədar yarandı. Bu fakt aşağıdakı kimi idi. Galvanik batareyanın iki lövhəsi qısa bir tel ilə bağlanır. Eyni zamanda, eksperimentator heç bir hiylə ilə bu naqildən elektrik şoku ala bilməz. Amma naqil yerinə elektromaqnit sarğısını götürsək, onda hər dəfə dövrə açılanda zərbə hiss olunur. Faraday yazırdı: “Eyni zamanda, başqa bir şey müşahidə olunur, elm adamlarına uzun müddətdir məlum olan bir fenomen, yəni: parlaq elektrik qığılcımı ayrılma nöqtəsində sıçrayır "(mənim kursivim - V.D.).
Faraday bu faktları araşdırmağa başladı və tezliklə fenomenin bir sıra yeni cəhətlərini kəşf etdi. “Hadisələrin induksiya hadisələri ilə eyniliyini” müəyyən etmək üçün ona bir az vaxt lazım oldu. Özünü induksiya fenomenini izah etmək üçün həm orta, həm də ali təhsildə hələ də nümayiş etdirilən təcrübələr 1834-cü ildə Faraday tərəfindən yaradılmışdır.
Müstəqil olaraq, oxşar təcrübələr J. Henry tərəfindən həyata keçirilmişdir, lakin induksiya ilə bağlı təcrübələr kimi, onlar vaxtında dərc edilməmişdir. Səbəb eynidir: Henri müxtəlif formalı hadisələri əhatə edən fiziki anlayış tapmadı.
Faraday üçün özünü induksiya axtarışın sonrakı yolunu işıqlandıran bir fakt idi. Müşahidələri yekunlaşdıraraq, o, böyük fundamental əhəmiyyət kəsb edən nəticələrə gəlir. "Şübhə yoxdur ki, naqilin bir hissəsindəki cərəyan yaxınlıqdakı eyni telin digər hissələrinə induksiya ilə təsir edə bilər ... Bu, cərəyanın özünə təsir etdiyi təəssüratını yaradır."
Cərəyanın mahiyyətini bilmədən Faraday yenə də məsələnin mahiyyətinə dəqiq işarə edir: “Cərəyan onunla birlikdə induksiya yolu ilə hərəkət edəndə, onunla birlikdə yerləşən keçirici maddə, deməli, bu keçirici maddədə mövcud olan elektrikə təsir edir. - sonuncunun cərəyan vəziyyətində olmasının və ya hərəkətsiz olmasının fərqi yoxdur; birinci halda cərəyanı gücləndirir və ya zəiflədir, ikincidə onun istiqamətindən asılı olaraq cərəyan yaradır.
Elektromaqnit induksiya qanununun riyazi ifadəsi 1873-cü ildə Maksvell tərəfindən “Elektrik və maqnetizm haqqında traktat”da verilmişdir. Yalnız bundan sonra kəmiyyət hesablamalarının əsasına çevrildi. Beləliklə, elektromaqnit induksiya qanunu Faraday-Maxwell qanunu adlandırılmalıdır.
Metodik qeydlər. Məlumdur ki, sabit maqnit sahəsində hərəkət edən keçiricidə və dəyişən maqnit sahəsində olan stasionar keçiricidə induktiv cərəyanın həyəcanlanması eyni qanuna tabedir. Faraday və Maksvell üçün bu aydın idi, çünki onlar maqnit induksiyasının xətlərini efirdəki həqiqi birləşmələr kimi təsəvvür edirdilər. Cərəyan açıldıqda və ya söndürüldükdə və ya dövrəni təşkil edən keçiricilər ətrafında cərəyan gücü dəyişdikdə, maqnit induksiyası xətləri hərəkət edir. Eyni zamanda, onlar öz-özünə induksiya fenomeninə səbəb olan dövrənin özünü keçirlər. Dəyişən cərəyanı olan dövrə yaxınlığında hər hansı bir keçirici varsa, onu keçən maqnit induksiyası xətləri elektromaqnit induksiyanın EMF-ni həyəcanlandırır.
Elektrik sahəsinin güc xətlərinin və maqnit induksiyası xətlərinin maddiləşməsi tarixin mülkiyyətinə çevrilmişdir. Lakin güc xətlərinə yalnız formal xarakter vermək səhv olardı. Müasir fizika hesab edir ki, elektrik sahəsinin qüvvə xətti və maqnit induksiyası xətti verilmiş sahənin digər nöqtələrdəki vəziyyətdən fərqli vəziyyətə malik olduğu nöqtələrin yeridir. Bu vəziyyət vektorların qiymətləri ilə müəyyən edilir bu nöqtələrdə. Sahə dəyişdikdə vektorlar və dəyişmək, müvafiq olaraq qüvvə xətlərinin konfiqurasiyasını dəyişdirmək. Sahənin vəziyyəti kosmosda işıq sürəti ilə hərəkət edə bilər. Dirijor vəziyyəti dəyişən bir sahədədirsə, dirijorda bir EMF həyəcanlanır.

Sahənin sabit olması və dirijorun bu sahədə hərəkət etməsi halı Maksvell nəzəriyyəsi ilə təsvir edilmir. Bunu ilk olaraq Eynşteyn hiss etdi. Onun "Hərəkət edən cisimlərin elektrodinamikasına dair" əsas işi Maksvellin nəzəriyyəsinin bu nöqtədə qeyri-kafi olduğunun müzakirəsi ilə başlayır. Sabit bir maqnit sahəsində hərəkət edən dirijorda EMF-nin həyəcanlanması fenomeni, nisbilik prinsipi və işıq sürətinin sabitliyi prinsipi ilə tamamlanarsa, elektromaqnit sahəsi nəzəriyyəsi çərçivəsinə daxil edilə bilər.

Elektromaqnit induksiyası- bu, yerləşdiyi maqnit sahəsinin dəyişməsi nəticəsində qapalı keçiricidə elektrik cərəyanının baş verməsindən ibarət olan bir hadisədir. Bu hadisəni 1831-ci ildə ingilis fiziki M.Faradey kəşf etmişdir.Onun mahiyyətini bir neçə sadə təcrübə ilə izah etmək olar.

Faradeyin təcrübələrində təsvir edilmişdir alternativ cərəyanın alınması prinsipi istilik və ya su elektrik stansiyalarında elektrik enerjisi istehsal edən induksiya generatorlarında istifadə olunur. İnduksiya cərəyanının maqnit sahəsi ilə qarşılıqlı əlaqəsi zamanı yaranan generatorun rotorunun fırlanmasına qarşı müqavimət, rotoru döndərən buxar və ya hidravlik turbinin işləməsi sayəsində aradan qaldırılır. Belə generatorlar mexaniki enerjini elektrik enerjisinə çevirmək .

Burulğan cərəyanları və ya Fuko cərəyanları

Kütləvi bir keçirici dəyişən bir maqnit sahəsinə yerləşdirilirsə, bu dirijorda elektromaqnit induksiyası fenomeninə görə burulğan induksiya cərəyanları yaranır. Fuko cərəyanları.

Eddy cərəyanları kütləvi dirijor kosmosda sabit, lakin qeyri-bərabər maqnit sahəsində hərəkət etdikdə də yaranır. Fuko cərəyanlarının elə istiqaməti var ki, maqnit sahəsində onlara təsir edən qüvvə keçiricinin hərəkətini ləngidir. Elektromaqnitin qütbləri arasında salınan qeyri-maqnit materialdan hazırlanmış bərk metal lövhə şəklində olan sarkaç maqnit sahəsi işə salındıqda qəfil dayanır.

Bir çox hallarda, Foucault cərəyanlarının yaratdığı istilik zərərli olduğu ortaya çıxır və onunla mübarizə aparmaq lazımdır. Transformatorların nüvələri, elektrik mühərriklərinin rotorları böyük induksiya cərəyanlarının inkişafına mane olan izolyatorun təbəqələri ilə ayrılmış ayrı-ayrı dəmir lövhələrdən, plitələrin özləri isə yüksək müqavimətə malik ərintilərdən hazırlanır.

Elektromaqnit sahəsi

Sabit yüklərin yaratdığı elektrik sahəsi statikdir və yüklərə təsir edir. Düzgün cərəyan, hərəkət edən yüklərə və cərəyanlara təsir edən zamanla sabit bir maqnit sahəsinin görünüşünə səbəb olur. Elektrik və maqnit sahəsi bu halda bir-birindən asılı olmayaraq mövcuddur.

Fenomen elektromaqnit induksiyası sərbəst yüklərin olduğu maddələrdə, yəni keçiricilərdə müşahidə olunan bu sahələrin qarşılıqlı təsirini nümayiş etdirir. Dəyişən bir maqnit sahəsi alternativ elektrik sahəsi yaradır ki, bu da sərbəst yüklərlə hərəkət edərək elektrik cərəyanı yaradır. Bu cərəyan dəyişən olmaqla öz növbəsində eyni keçiricidə elektrik sahəsi yaradan alternativ maqnit sahəsi yaradır və s.

Bir-birini yaradan alternativ elektrik və alternativ maqnit sahələrinin birləşməsinə deyilir elektromaqnit sahəsi. Sərbəst yüklərin olmadığı mühitdə də mövcud ola bilər və kosmosda formada yayılır elektromaqnit dalğası.

klassik elektrodinamika- insan şüurunun ən yüksək nailiyyətlərindən biridir. O, elektromaqnit dalğalarının mövcudluğunu proqnozlaşdıraraq insan sivilizasiyasının sonrakı inkişafına böyük təsir göstərdi. Bu, sonralar radio, televiziya, telekommunikasiya sistemlərinin, peyk naviqasiyasının, həmçinin kompüterlərin, sənaye və məişət robotlarının və müasir həyatın digər atributlarının yaradılmasına gətirib çıxardı.

təməl daşı Maksvellin nəzəriyyələri Alternativ maqnit sahəsinin keçiricidə induksiya cərəyanı yaradan elektrik sahəsinin mənbəyi kimi xidmət etdiyi kimi, yalnız alternativ elektrik sahəsinin maqnit sahəsinin mənbəyi kimi xidmət edə biləcəyi ifadəsi idi. Bu vəziyyətdə bir dirijorun olması lazım deyil - boş yerdə elektrik sahəsi də yaranır. Dəyişən elektrik sahəsinin xətləri, maqnit sahəsinin xətləri kimi, qapalıdır. Elektromaqnit dalğasının elektrik və maqnit sahələri bərabərdir.

Diaqramlarda və cədvəllərdə elektromaqnit induksiyası

1821-ci ildə Maykl Faraday gündəliyində yazırdı: "Maqnitizmi elektrikə çevirin". 10 ildən sonra bu problem onun tərəfindən həll olundu.
Faradeyin kəşfi
Təsadüfi deyil ki, elektromaqnit qarşılıqlı təsirlərinin yeni xassələrinin kəşfində ilk və ən mühüm addımı elektromaqnit sahəsi haqqında fikirlərin banisi – Faraday atmışdır. Faraday elektrik və maqnit hadisələrinin vahid təbiətinə əmin idi. Oerstedin kəşfindən qısa müddət sonra o yazırdı: “...çox qeyri-adi görünür ki, bir tərəfdən istənilən elektrik cərəyanı cərəyana düz bucaq altında yönəldilmiş müvafiq intensivlikdə maqnit hərəkəti ilə müşayiət olunur və eyni zamanda bu hərəkətin sferasına yerləşdirilən yaxşı elektrik keçiricilərində vaxt, heç bir cərəyan induksiya edilmədi, belə bir cərəyanın gücünə bərabər olan nəzərəçarpacaq hərəkət baş vermədi. On il ərzində zəhmətkeşlik və uğura inam Faradeyni kəşfə gətirib çıxardı ki, bu kəşf sonradan mexaniki enerjini elektrik cərəyanı enerjisinə çevirərək dünyanın bütün elektrik stansiyalarının generatorlarının dizaynının əsasını təşkil etdi. (Digər prinsiplərlə işləyən mənbələr: qalvanik elementlər, batareyalar, termo- və fotosellər - istehsal olunan elektrik enerjisinin əhəmiyyətsiz bir hissəsini verir.)
Uzun müddət elektrik və maqnit hadisələri arasındakı əlaqəni aşkar etmək mümkün olmadı. Əsas məqamı düşünmək çətin idi: yalnız zamanla dəyişən bir maqnit sahəsi sabit bir sarğıda elektrik cərəyanını həyəcanlandıra bilər və ya bobin özü maqnit sahəsində hərəkət etməlidir.
Faradeyin bu fenomeni adlandırdığı elektromaqnit induksiyanın kəşfi 29 avqust 1831-ci ildə edildi. Yeni əlamətdar kəşfin tarixinin belə dəqiq bilindiyi nadir bir hadisə. Burada Qısa Təsvir Faradey tərəfindən verilən ilk təcrübə.
“203 fut uzunluğunda bir mis məftil geniş taxta rulona sarıldı və onun döngələri arasında eyni uzunluqda, lakin ilk pambıq sapdan izolyasiya edilmiş bir tel sarıldı. Bu spirallərdən biri qalvanometrə, digəri isə 100 cüt boşqabdan ibarət güclü akkumulyatora qoşulmuşdu... Dövrə bağlandıqda qalvanometrə qəfil, lakin son dərəcə zəif təsirin olduğunu müşahidə etmək mümkün idi. cərəyan dayandıqda eyni şey müşahidə edildi. Cərəyanın spirallərdən birindən fasiləsiz keçməsi ilə buna baxmayaraq nə qalvanometrə, nə də ümumiyyətlə digər spiralə hər hansı induktiv təsiri qeyd etmək mümkün olmadı. 5.1
akkumulyatora qoşulan bütün bobinin qızdırılması və kömürlər arasında sıçrayan qığılcımın parlaqlığının batareyanın gücünə şahidlik etdiyini müdafiə etdi.
Beləliklə, əvvəlcə dövrənin bağlanması və açılması zamanı bir-birinə nisbətən hərəkətsiz olan keçiricilərdə induksiya kəşf edildi. Sonra, cərəyan keçirən keçiricilərin yaxınlaşması və ya çıxarılmasının dövrənin bağlanması və açılması ilə eyni nəticəyə gətirməli olduğunu aydın şəkildə başa düşən Faraday təcrübələr vasitəsilə sübut etdi ki, cərəyan bobinlər bir-birinə nisbətən hərəkət etdikdə yaranır (şək. 5.1). Amperin əsərləri ilə tanış olan Faraday başa düşdü ki, maqnit molekullarda dövr edən kiçik cərəyanlar toplusudur. Oktyabrın 17-də, onun laboratoriya jurnalında qeyd edildiyi kimi, maqnitin itələnməsi (və ya çəkilməsi) zamanı rulonda induksiya cərəyanı aşkar edilmişdir (şəkil 5.2). Bir ay ərzində Faraday eksperimental olaraq elektromaqnit induksiya fenomeninin bütün vacib xüsusiyyətlərini kəşf etdi. Yalnız qanuna ciddi kəmiyyət forması vermək və hadisənin fiziki mahiyyətini tam şəkildə açmaq qalırdı.
Zahirən fərqli görünən təcrübələrdə bir induksiya cərəyanının görünüşünü təyin edən ümumi şeyi Faraday özü artıq başa düşdü.
Qapalı keçirici dövrədə bu dövrə ilə məhdudlaşan səthə nüfuz edən maqnit induksiya xətlərinin sayı dəyişdikdə cərəyan yaranır. Və maqnit induksiyasının xətlərinin sayı nə qədər tez dəyişirsə, yaranan cərəyan da bir o qədər çox olur. Bu vəziyyətdə, maqnit induksiyasının xətlərinin sayının dəyişməsinin səbəbi tamamilə laqeyddir. Bu, bitişik bobindəki cərəyan gücünün dəyişməsi səbəbindən sabit bir keçiriciyə nüfuz edən maqnit induksiya xətlərinin sayında dəyişiklik və qeyri-homogen bir maqnit sahəsində dövrənin hərəkəti səbəbindən xətlərin sayında dəyişiklik ola bilər. , xətlərinin sıxlığı fəzada dəyişən (şək. 5.3).
Faraday nəinki bu fenomeni kəşf etdi, həm də fırlanmanın mexaniki enerjisini cərəyana çevirən elektrik cərəyanı generatorunun qeyri-kamil, lakin qeyri-kamil modelini ilk dəfə qurdu. Bu, güclü maqnitin qütbləri arasında fırlanan nəhəng mis disk idi (Şəkil 5.4). Diskin oxunu və kənarını qalvanometrə birləşdirərək Faraday bir sapma aşkar etdi.
AT
\

\
\
\
\
\
\
\L

S Bununla belə, cərəyan zəif idi, lakin sonradan tapılan prinsip güclü generatorlar yaratmağa imkan verdi. Onlar olmasaydı, elektrik hələ də az adamın ödəyə biləcəyi bir lüks olardı.
Keçirici qapalı dövrədə, döngə dəyişən bir maqnit sahəsində olarsa və ya zamanla sabit olan bir sahədə hərəkət edərsə, döngəyə daxil olan maqnit induksiya xətlərinin sayı dəyişərsə, elektrik cərəyanı yaranır. Bu fenomen elektromaqnit induksiyası adlanır.