Sejarah penemuan aruhan elektromagnet. Faraday. penemuan aruhan elektromagnet

Selepas penemuan Oersted dan Ampere, menjadi jelas bahawa elektrik mempunyai daya magnet. Sekarang adalah perlu untuk mengesahkan pengaruh fenomena magnetik pada yang elektrik. Faraday menyelesaikan masalah ini dengan cemerlang.

Michael Faraday (1791-1867) dilahirkan di London, di salah satu bahagian termiskin. Ayahnya seorang tukang besi, dan ibunya adalah anak perempuan seorang petani penyewa. Apabila Faraday sampai zaman persekolahan, dia dihantar ke sekolah rendah. Kursus yang Faraday ambil di sini adalah sangat sempit dan terhad hanya untuk belajar membaca, menulis dan mula mengira.

Beberapa langkah dari rumah yang didiami keluarga Faraday, terdapat sebuah kedai buku, yang juga merupakan tempat penjilidan buku. Di sinilah Faraday berakhir selepas menamatkan kursusnya sekolah rendah, apabila timbul persoalan tentang memilih profesion untuknya. Michael baru berusia 13 tahun ketika ini. Sudah di zaman mudanya, ketika Faraday baru memulakan pendidikan kendirinya, dia berusaha untuk bergantung secara eksklusif pada fakta dan mengesahkan mesej orang lain dengan pengalamannya sendiri.

Aspirasi ini menguasainya sepanjang hidupnya sebagai ciri utamanya aktiviti saintifik Faraday mula melakukan eksperimen fizikal dan kimia sebagai seorang budak lelaki pada perkenalan pertamanya dengan fizik dan kimia. Suatu hari Michael menghadiri salah satu kuliah Humphry Davy, ahli fizik Inggeris yang hebat.

Faraday membuat nota terperinci tentang kuliah itu, mengikatnya dan menghantarnya kepada Davy. Dia sangat kagum sehingga dia menjemput Faraday untuk bekerja dengannya sebagai setiausaha. Tidak lama kemudian Davy pergi ke Eropah dan membawa Faraday bersamanya. Sepanjang dua tahun, mereka melawat universiti terbesar Eropah.

Kembali ke London pada tahun 1815, Faraday mula bekerja sebagai pembantu di salah satu makmal Institusi Diraja di London. Pada masa itu ia adalah salah satu makmal fizik terbaik di dunia Dari 1816 hingga 1818, Faraday menerbitkan beberapa nota kecil dan memoir pendek tentang kimia. Kerja pertama Faraday mengenai fizik bermula pada tahun 1818.

Berdasarkan pengalaman pendahulunya dan menggabungkan beberapa pengalaman sendiri, menjelang September 1821, Michael telah menerbitkan The History of the Advances of Electromagnetism. Sudah pada masa ini dia telah menyusun agak konsep yang betul tentang intipati fenomena pesongan jarum magnet di bawah pengaruh arus.

Setelah mencapai kejayaan ini, Faraday meninggalkan pengajiannya dalam bidang elektrik selama sepuluh tahun, menumpukan dirinya untuk mempelajari beberapa subjek yang berbeza. Pada tahun 1823, Faraday membuat salah satu penemuan paling penting dalam bidang fizik - dia adalah orang pertama yang mencairkan gas, dan pada masa yang sama menubuhkan kaedah yang mudah tetapi berkesan untuk menukar gas menjadi cecair. Pada tahun 1824, Faraday membuat beberapa penemuan dalam bidang fizik.

Antara lain, dia menubuhkan fakta bahawa cahaya mempengaruhi warna kaca, mengubahnya. DALAM tahun hadapan Faraday sekali lagi beralih daripada fizik kepada kimia, dan hasil kerjanya dalam bidang ini ialah penemuan petrol dan asid sulfur-naftalena.

Pada tahun 1831, Faraday menerbitkan sebuah risalah "On a Special Kind of ilusi optikal”, yang berfungsi sebagai asas untuk peluru optik yang cantik dan ingin tahu yang dipanggil “kromotrope”. Pada tahun yang sama, satu lagi risalah oleh saintis, "On Vibrating Plates," telah diterbitkan. Kebanyakan karya ini boleh mengabadikan nama pengarangnya. Tetapi yang paling penting karya ilmiah Penyelidikan Faraday adalah dalam bidang elektromagnetisme dan aruhan elektrik.

Tegasnya, satu cabang fizik penting yang menangani fenomena elektromagnetisme dan elektrik induktif, dan yang pada masa ini mempunyai kepentingan yang sangat besar untuk teknologi, telah dicipta oleh Faraday daripada ketiadaan.

Pada masa Faraday akhirnya menumpukan dirinya untuk penyelidikan dalam bidang elektrik, ia telah ditubuhkan bahawa dalam keadaan biasa kehadiran badan elektrik adalah mencukupi untuk pengaruhnya untuk merangsang elektrik dalam mana-mana badan lain. Pada masa yang sama, diketahui bahawa wayar yang melalui arus dan yang juga mewakili badan elektrik tidak mempunyai sebarang kesan pada wayar lain yang diletakkan berdekatan.

Apa yang menyebabkan pengecualian ini? Soalan inilah yang menarik minat Faraday dan penyelesaiannya yang membawanya penemuan yang paling penting dalam bidang elektrik aruhan. Seperti kebiasaannya, Faraday memulakan satu siri eksperimen yang direka untuk menjelaskan intipati perkara itu.

Faraday melilit dua wayar berpenebat selari antara satu sama lain pada pin penggelek kayu yang sama. Dia menyambungkan hujung satu wayar ke bateri sepuluh sel, dan hujung satu lagi ke galvanometer sensitif. Apabila arus dialirkan melalui wayar pertama,

Faraday mengalihkan perhatiannya kepada galvanometer, mengharapkan untuk melihat dari getarannya kemunculan arus dalam wayar kedua. Walau bagaimanapun, tiada apa yang berlaku: galvanometer kekal tenang. Faraday memutuskan untuk meningkatkan kekuatan semasa dan memperkenalkan 120 elemen galvanik ke dalam litar. Hasilnya adalah sama. Faraday mengulangi eksperimen ini berpuluh-puluh kali dan masih dengan kejayaan yang sama.

Sesiapa sahaja di tempatnya akan meninggalkan eksperimen dengan yakin bahawa arus yang melalui wayar tidak mempunyai kesan pada wayar jiran. Tetapi Faraday sentiasa cuba mengekstrak daripada eksperimen dan pemerhatiannya segala yang mereka boleh berikan, dan oleh itu, tanpa menerima tindakan langsung pada wayar yang disambungkan ke galvanometer, saya mula mencari kesan sampingan.

Dia segera menyedari bahawa galvanometer, kekal sepenuhnya tenang semasa keseluruhan laluan arus, mula berayun apabila litar itu sendiri ditutup dan apabila ia dibuka Ternyata pada masa ini apabila arus disalurkan ke wayar pertama, dan juga apabila penghantaran ini berhenti, pada wayar kedua juga teruja oleh arus, yang dalam kes pertama mempunyai arah yang bertentangan dengan arus pertama dan sama dengannya dalam kes kedua dan hanya bertahan satu saat.

Arus segera sekunder ini, yang disebabkan oleh pengaruh yang utama, dipanggil induktif oleh Faraday, dan nama ini kekal bersama mereka hingga ke hari ini. Menjadi serta-merta, serta-merta hilang selepas penampilannya, arus aruhan tidak akan ada kepentingan praktikal, jika Faraday tidak menemui jalan, dengan bantuan peranti cerdik (komutator), untuk sentiasa mengganggu dan mengalirkan semula arus utama yang datang dari bateri di sepanjang wayar pertama, yang menyebabkan semakin banyak arus induktif baru teruja secara berterusan dalam wayar kedua, dengan itu menjadi malar. Oleh itu, sumber tenaga elektrik baru ditemui, sebagai tambahan kepada yang diketahui sebelum ini (geseran dan proses kimia), ialah aruhan, dan jenis baru Tenaga ini ialah elektrik induktif.

Meneruskan eksperimennya, Faraday selanjutnya mendapati bahawa hanya membawa wayar yang dipintal ke dalam lengkung tertutup rapat dengan yang lain melalui arus galvanik yang mengalir adalah mencukupi untuk mengujakan arus aruhan dalam wayar neutral ke arah yang bertentangan dengan arus galvanik, dan yang mengeluarkan wayar neutral sekali lagi merangsang arus aruhan di dalamnya arus sudah berada dalam arah yang sama dengan arus galvanik yang mengalir di sepanjang wayar pegun, dan akhirnya, arus aruhan ini teruja hanya semasa pendekatan dan penyingkiran wayar ke konduktor. daripada arus galvanik, dan tanpa pergerakan ini, arus tidak teruja, tidak kira betapa rapatnya wayar antara satu sama lain.

Oleh itu, fenomena baru ditemui, sama dengan fenomena aruhan yang diterangkan di atas apabila arus galvanik menutup dan berhenti. Penemuan ini seterusnya menimbulkan penemuan baru. Jika boleh menyebabkan arus aruhan dengan melakukan litar pintas dan menghentikan arus galvanik, bukankah hasil yang sama akan diperolehi dengan memagnetkan dan menyahmagnetkan besi?

Kerja Oersted dan Ampere telah pun mewujudkan hubungan antara kemagnetan dan elektrik. Telah diketahui bahawa besi menjadi magnet apabila wayar berpenebat dililit di sekelilingnya dan arus galvanik melaluinya, dan itu sifat magnetik besi ini berhenti sebaik sahaja arus berhenti.

Berdasarkan ini, Faraday menghasilkan eksperimen seperti ini: dua wayar berpenebat dililitkan di sekeliling gelang besi; dengan satu wayar dililitkan pada separuh cincin, dan satu lagi di sekeliling yang lain. Arus dari bateri galvanik disalurkan melalui satu wayar, dan hujung yang lain disambungkan ke galvanometer. Oleh itu, apabila arus ditutup atau berhenti dan apabila, akibatnya, gelang besi dimagnetkan atau dinyahmagnetkan, jarum galvanometer dengan cepat berayun dan kemudian dengan cepat berhenti, iaitu, arus aruhan serta-merta yang sama teruja dalam wayar neutral - kali ini: sudah berada di bawah pengaruh kemagnetan.

Oleh itu, di sini buat kali pertama kemagnetan ditukar kepada elektrik. Setelah menerima keputusan ini, Faraday memutuskan untuk mempelbagaikan eksperimennya. Daripada cincin besi, dia mula menggunakan jalur besi. Daripada kemagnetan yang mengujakan dalam besi oleh arus galvanik, dia memmagnetkan besi dengan menyentuhnya pada magnet keluli kekal. Hasilnya adalah sama: sentiasa dalam wayar yang dililit di sekeliling seterika! arus telah teruja pada saat kemagnetan dan penyahmagnetan besi.

Kemudian Faraday memperkenalkan magnet keluli ke dalam lingkaran wayar - pendekatan dan penyingkiran yang terakhir menyebabkan arus teraruh dalam wayar. Dalam satu perkataan, kemagnetan, dalam erti kata arus aruhan yang menarik, bertindak dengan cara yang sama seperti arus galvanik.

Pada masa itu, ahli fizik sangat berminat dalam satu perkara fenomena misteri, ditemui pada tahun 1824 oleh Arago dan tidak menemui penjelasan, walaupun; hakikat bahawa penjelasan ini sangat dicari oleh saintis yang cemerlang pada masa itu seperti Arago sendiri, Ampère, Poisson, Babage dan Herschel.

Intinya adalah seperti berikut. Jarum magnet, tergantung bebas, cepat berhenti jika bulatan logam bukan magnet diletakkan di bawahnya; Jika bulatan itu dimasukkan ke dalam putaran, jarum magnet mula bergerak di belakangnya.

Dalam keadaan tenang, adalah mustahil untuk menemui sedikit tarikan atau tolakan antara bulatan dan anak panah, manakala bulatan yang sama, dalam gerakan, menarik di belakangnya bukan sahaja anak panah ringan, tetapi juga magnet berat. Ini adalah benar fenomena ajaib Para saintis pada masa itu seolah-olah satu misteri misteri, sesuatu yang melampaui batas semula jadi.

Faraday, berdasarkan data di atas, membuat andaian bahawa bulatan logam bukan magnet, di bawah pengaruh magnet, semasa putaran dijalankan oleh arus induktif, yang menjejaskan jarum magnet dan menyeretnya sepanjang magnet.

Dan sesungguhnya, dengan memperkenalkan tepi bulatan di antara kutub magnet ladam kuda yang besar dan menyambungkan pusat dan tepi bulatan dengan galvanometer dengan wayar, Faraday memperoleh pemalar elektrik.

Berikutan itu, Faraday memberi tumpuan kepada satu lagi fenomena yang kemudiannya menimbulkan rasa ingin tahu umum. Seperti yang anda ketahui, jika anda menaburkan pemfailan besi pada magnet, ia akan berkumpul di sepanjang garis tertentu yang dipanggil lengkung magnet. Faraday, menarik perhatian kepada fenomena ini, memberikan asas pada tahun 1831 kepada lengkung magnet nama "garis daya magnet", yang kemudiannya digunakan secara umum.

Kajian mengenai "garisan" ini membawa Faraday kepada penemuan baru ternyata bahawa untuk merangsang arus teraruh, pendekatan sumber dan jarak dari kutub magnet tidak diperlukan. Untuk merangsang arus, cukup untuk melintasi garisan daya magnet dengan cara yang diketahui.

Kerja lanjut Faraday dalam arah yang disebutkan diperoleh, dari sudut pandangan kontemporari, watak sesuatu yang benar-benar ajaib. Pada awal tahun 1832, beliau menunjukkan peranti di mana arus aruhan teruja tanpa bantuan magnet atau arus galvanik.

Peranti itu terdiri daripada jalur besi yang diletakkan di dalam gegelung dawai. Peranti ini, dalam keadaan biasa, tidak memberikan sedikit pun tanda kemunculan arus di dalamnya; tetapi sebaik sahaja ia diberi arah yang sepadan dengan arah jarum magnet, arus telah teruja dalam wayar.

Kemudian Faraday memberikan kedudukan jarum magnet kepada satu gegelung dan kemudian memperkenalkan jalur besi ke dalamnya: arus kembali teruja. Sebab yang menyebabkan arus dalam kes ini adalah kemagnetan bumi, yang menyebabkan arus aruhan seperti magnet biasa atau arus galvanik. Untuk lebih jelas menunjukkan dan membuktikan ini, Faraday menjalankan satu lagi eksperimen, yang mengesahkan sepenuhnya pertimbangannya.

Dia memberi alasan bahawa jika bulatan logam bukan magnetik, seperti kuprum, berputar dalam kedudukan di mana ia bersilang dengan garisan daya magnet magnet bersebelahan, menghasilkan arus aruhan, maka bulatan yang sama, berputar tanpa kehadiran magnet, tetapi dalam kedudukan di mana bulatan akan melintasi garisan kemagnetan bumi, mesti juga memberikan arus induktif.

Dan sesungguhnya, bulatan kuprum yang diputar dalam satah mendatar menghasilkan arus aruhan yang menghasilkan pesongan ketara jarum galvanometer. Faraday menamatkan siri kajiannya dalam bidang induksi elektrik dengan penemuan, yang dibuat pada tahun 1835, tentang "pengaruh induktif arus pada dirinya sendiri."

Dia mendapati bahawa apabila arus galvanik ditutup atau dibuka, arus aruhan serta-merta teruja dalam wayar itu sendiri, yang berfungsi sebagai konduktor untuk arus ini.

Ahli fizik Rusia Emil Khristoforovich Lenz (1804-1861) memberikan peraturan untuk menentukan arah arus aruhan. "Arus aruhan sentiasa diarahkan sedemikian rupa sehingga medan magnet yang dihasilkannya merumitkan atau menghalang pergerakan yang menyebabkan aruhan," kata A.A. Korobko-Stefanov dalam artikelnya mengenai induksi elektromagnet. - Contohnya, apabila gegelung menghampiri magnet, arus teraruh yang terhasil mempunyai arah sedemikian sehingga medan magnet yang dihasilkannya akan bertentangan dengan medan magnet magnet. Akibatnya, daya tolakan timbul antara gegelung dan magnet.

Peraturan Lenz mengikut undang-undang pemuliharaan dan transformasi tenaga. Jika arus teraruh mempercepatkan gerakan yang menyebabkannya, maka kerja akan tercipta daripada tiada. Gegelung itu sendiri, selepas ditolak sedikit, akan meluru ke arah magnet, dan pada masa yang sama arus aruhan akan membebaskan haba di dalamnya. Pada hakikatnya, arus teraruh tercipta kerana kerja merapatkan magnet dan gegelung.

Mengapakah arus aruhan berlaku? Penjelasan mendalam tentang fenomena aruhan elektromagnet telah diberikan oleh ahli fizik Inggeris James Clerk Maxwell ialah pencipta teori matematik lengkap medan elektromagnet.

Untuk lebih memahami intipati perkara itu, pertimbangkan percubaan yang sangat mudah. Biarkan gegelung terdiri daripada satu pusingan wayar dan ditembusi oleh medan magnet berselang serenjang dengan satah pusingan. Arus teraruh secara semula jadi timbul dalam gegelung. Maxwell mentafsir eksperimen ini dengan sangat berani dan tidak dijangka.

Apabila medan magnet berubah dalam ruang, menurut Maxwell, satu proses timbul yang mana kehadiran gegelung wayar tidak mempunyai kepentingan. Perkara utama di sini ialah kemunculan garis cincin tertutup medan elektrik, meliputi medan magnet yang berubah-ubah. Di bawah pengaruh medan elektrik yang terhasil, elektron mula bergerak, dan arus elektrik timbul dalam gegelung. Gegelung hanyalah peranti yang mengesan medan elektrik.

Intipati fenomena aruhan elektromagnet adalah bahawa medan magnet berselang-seli sentiasa menghasilkan medan elektrik dengan garis-garis daya tertutup di ruang sekeliling. Medan sedemikian dipanggil medan pusaran."

Penyelidikan dalam bidang aruhan yang dihasilkan oleh kemagnetan daratan memberi Faraday peluang untuk menyatakan idea telegraf pada tahun 1832, yang kemudiannya menjadi asas kepada ciptaan ini. Secara umum, penemuan induksi elektromagnet bukan tanpa sebab dianggap sebagai salah satu penemuan paling cemerlang pada abad ke-19 - kerja berjuta-juta motor elektrik dan penjana arus elektrik di seluruh dunia adalah berdasarkan fenomena ini...

Sumber maklumat: Samin D.K. “One Hundred Great Scientific Discoveries.”, M.: “Veche”, 2002.

Setakat ini kita telah mempertimbangkan medan elektrik dan magnet yang tidak berubah mengikut peredaran masa. Didapati bahawa medan elektrik dicipta oleh cas elektrik, dan medan magnet dengan cas bergerak, iaitu, arus elektrik. Mari kita teruskan untuk membiasakan diri dengan medan elektrik dan magnet, yang berubah dari semasa ke semasa.

Paling fakta penting, yang ditemui, adalah hubungan paling rapat antara medan elektrik dan magnet. Medan magnet yang berubah-ubah masa menghasilkan medan elektrik, dan medan elektrik yang berubah-ubah menghasilkan medan magnet. Tanpa hubungan antara medan ini, kepelbagaian manifestasi daya elektromagnet tidak akan seluas yang sebenarnya. Tidak akan ada gelombang radio atau cahaya.

Bukan kebetulan bahawa langkah pertama yang menentukan dalam penemuan sifat baru interaksi elektromagnet telah diambil oleh pengasas konsep medan elektromagnet - Faraday. Faraday yakin dengan sifat bersatu fenomena elektrik dan magnet. Terima kasih kepada ini, dia membuat penemuan, yang kemudiannya membentuk asas untuk reka bentuk penjana untuk semua loji kuasa di dunia, menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik. (Sumber lain: sel galvanik, bateri, dsb. - memberikan bahagian yang tidak penting daripada tenaga yang dijana.)

Arus elektrik, kata Faraday, boleh mengmagnetkan sekeping besi. Tidakkah magnet, seterusnya, boleh menyebabkan arus elektrik?

Untuk masa yang lama sambungan ini tidak dapat ditemui. Sukar untuk memikirkan perkara utama, iaitu: hanya magnet yang bergerak atau medan magnet yang berubah-ubah masa boleh merangsang arus elektrik dalam gegelung.

Fakta berikut menunjukkan jenis kemalangan yang boleh menghalang penemuan itu. Hampir serentak dengan Faraday, ahli fizik Switzerland Colladon cuba menghasilkan arus elektrik dalam gegelung menggunakan magnet. Semasa bekerja, dia menggunakan galvanometer, jarum magnet ringan yang diletakkan di dalam gegelung peranti. Supaya magnet tidak mempunyai kesan langsung pada jarum, hujung gegelung ke mana Colladon menolak magnet, dengan harapan menerima arus di dalamnya, dibawa ke bilik sebelah dan disambungkan ke galvanometer. Setelah memasukkan magnet ke dalam gegelung, Colladon berjalan ke bilik sebelah dan, dengan rasa kecewa,

Saya memastikan bahawa galvanometer tidak menunjukkan sebarang arus. Jika dia hanya perlu menonton galvanometer sepanjang masa dan meminta seseorang untuk bekerja pada magnet, penemuan yang luar biasa akan dibuat. Tetapi ini tidak berlaku. Magnet dalam keadaan diam berbanding dengan gegelung tidak menghasilkan arus di dalamnya.

Fenomena aruhan elektromagnet terdiri daripada berlakunya arus elektrik dalam litar pengalir, yang sama ada dalam keadaan pegun dalam medan magnet yang berubah-ubah masa atau bergerak dalam medan magnet malar sedemikian rupa sehingga bilangan garis aruhan magnet yang menembusi perubahan litar. Ia ditemui pada 29 Ogos 1831. Ia adalah kes yang jarang berlaku apabila tarikh penemuan baru yang luar biasa diketahui dengan begitu tepat. Berikut adalah penerangan tentang eksperimen pertama yang diberikan oleh Faraday sendiri:

“Sebuah dawai tembaga sepanjang 203 kaki telah dililitkan pada gelendong kayu yang lebar, dan di antara lilitannya dilekatkan dawai yang sama panjang, tetapi ditebat daripada yang pertama dengan benang kapas. Satu daripada lingkaran ini disambungkan kepada galvanometer, dan satu lagi kepada bateri yang kuat yang terdiri daripada 100 pasang plat... Apabila litar ditutup, tindakan tiba-tiba tetapi sangat lemah telah diperhatikan pada galvanometer, dan perkara yang sama diperhatikan apabila arus berhenti. Dengan laluan berterusan arus melalui salah satu lingkaran, adalah tidak mungkin untuk melihat sama ada kesan pada galvanometer, atau sama sekali sebarang kesan induktif pada lingkaran lain, walaupun pada hakikatnya pemanasan keseluruhan lingkaran disambungkan ke bateri. dan kecerahan percikan yang melompat di antara arang menunjukkan kuasa bateri" (Faraday M. "Penyelidikan Eksperimen dalam Elektrik", siri pertama).

Jadi, pada mulanya, induksi ditemui dalam konduktor yang tidak bergerak relatif antara satu sama lain apabila menutup dan membuka litar. Kemudian, memahami dengan jelas bahawa membawa konduktor pembawa arus lebih dekat atau lebih jauh harus membawa kepada hasil yang sama seperti menutup dan membuka litar, Faraday membuktikan melalui eksperimen bahawa arus timbul apabila gegelung bergerak antara satu sama lain.

mengenai seorang kawan. Biasa dengan karya Ampere, Faraday memahami bahawa magnet ialah himpunan arus kecil yang beredar dalam molekul. Pada 17 Oktober, seperti yang direkodkan dalam buku nota makmalnya, arus teraruh telah dikesan dalam gegelung semasa magnet ditolak masuk (atau ditarik keluar). Dalam masa satu bulan, Faraday secara eksperimen menemui semua ciri penting fenomena aruhan elektromagnet.

Pada masa ini, semua orang boleh mengulangi eksperimen Faraday. Untuk melakukan ini, anda perlu mempunyai dua gegelung, magnet, bateri elemen dan galvanometer yang agak sensitif.

Dalam pemasangan yang ditunjukkan dalam Rajah 238, arus aruhan berlaku dalam salah satu gegelung apabila litar elektrik gegelung lain, pegun berbanding yang pertama, ditutup atau dibuka. Dalam pemasangan dalam Rajah 239, kekuatan semasa dalam salah satu gegelung diubah menggunakan reostat. Dalam Rajah 240, a, arus aruhan muncul apabila gegelung bergerak relatif antara satu sama lain, dan dalam Rajah 240, b - apabila magnet kekal bergerak relatif kepada gegelung.

Faraday sendiri sudah memahami perkara umum di mana penampilan arus aruhan bergantung pada eksperimen yang secara luaran kelihatan berbeza.

Dalam litar pengalir tertutup, arus timbul apabila bilangan garis aruhan magnetik yang menembusi kawasan yang dihadkan oleh litar ini berubah. Dan lebih cepat bilangan garis aruhan magnet berubah, lebih besar arus aruhan yang terhasil. Dalam kes ini, sebab perubahan dalam bilangan garis aruhan magnet sama sekali tidak peduli. Ini mungkin perubahan dalam bilangan garis aruhan magnetik yang menembusi kawasan litar pengalir pegun disebabkan oleh perubahan dalam kekuatan arus dalam gegelung bersebelahan (Rajah 238), atau perubahan dalam bilangan garisan aruhan terhutang. kepada pergerakan litar dalam medan magnet yang tidak seragam, ketumpatan garisannya berbeza-beza dalam ruang (Rajah 241).

Buku teks fizik untuk kelas IX memberikan lawatan ringkas ke dalam sejarah penemuan undang-undang berkenaan. Adalah dinasihatkan untuk menambah ulasan. Kita bercakap tentang undang-undang asas alam, dan adalah perlu untuk mendedahkan semua sisinya dalam proses pembentukan. Kisah proses pencarian Faraday untuk undang-undang adalah sangat berguna, dan tidak perlu membuang masa di sini.
Michael Faraday dilahirkan pada tahun 1791 berhampiran London dalam keluarga seorang tukang besi. Bapanya tidak mempunyai wang untuk membiayai pengajiannya, dan pada usia 13 tahun Faraday terpaksa mula belajar menjilid buku. Mujurlah dia menjadi perantis kepada pemilik kedai buku. Budak yang ingin tahu membaca dengan lahap, dan kesusasteraan yang sukar pada masa itu. Dia tertarik dengan artikel mengenai Sains semula jadi dalam Encyclopædia Britannica, beliau mempelajari "Perbualan tentang Kimia" Marikh. Pada tahun 1811, Faraday mula menghadiri kuliah umum mengenai fizik oleh guru terkenal London Tatum.
Titik perubahan dalam kehidupan Faraday ialah 1812. Seorang pelanggan pemilik kedai buku, ahli Institut Tarian Diraja, mengesyorkan lelaki muda itu untuk mendengar ceramah oleh ahli kimia terkenal Hamfred Davy. Faraday mengikuti nasihat yang baik; dia mendengar dengan penuh minat dan mengambil nota dengan teliti. Atas nasihat Tarian yang sama, dia memproses rakaman dan menghantarnya kepada Davy, sambil menambah permintaan untuk peluang itu kerja penyelidikan. Pada tahun 1813, Faraday menerima jawatan sebagai pembantu makmal di makmal kimia Institusi Diraja, yang diketuai oleh Davy.
Pada mulanya, Faraday seorang ahli kimia. Dia cepat mengambil jalan kreativiti bebas, dan kebanggaan Davy selalunya harus menderita daripada kejayaan pelajar. Pada tahun 1820, Faraday mengetahui tentang penemuan Oersted, dan sejak itu pemikirannya diserap oleh elektrik dan kemagnetan. Dia memulakan penyelidikan eksperimennya yang terkenal, yang membawa kepada transformasi pemikiran fizikal. Pada tahun 1823, Faraday telah dipilih sebagai ahli Royal Society of London, dan kemudian dilantik sebagai pengarah makmal fizikal dan kimia Institusi Diraja. Di dalam dinding makmal ini, jenayah telah dilakukan penemuan terhebat. Kehidupan Faraday, secara luarannya membosankan, menakjubkan dalam ketegangan kreatifnya. Ia dibuktikan oleh kerja tiga jilid "Penyelidikan Eksperimen mengenai Elektrik," yang mencerminkan langkah demi langkah laluan kreatif genius.
Pada tahun 1820, Faraday menimbulkan masalah baru: "untuk menukar kemagnetan kepada elektrik." Ini tidak lama selepas penemuan tindakan magnet arus. Dalam eksperimen Oersted, arus elektrik bertindak pada magnet. Oleh kerana, menurut Faraday, semua kuasa alam boleh ditukar ganti, adalah mungkin, sebaliknya, untuk merangsang arus elektrik dengan daya magnet.
Faraday mencairkan gas, melakukan analisis kimia yang baik, menemui yang baru Sifat kimia bahan-bahan. Tetapi fikirannya tidak henti-henti sibuk dengan masalah yang ditimbulkan. Pada tahun 1822, beliau menerangkan percubaan untuk menemui "keadaan" yang disebabkan oleh aliran arus: "untuk mempolarisasi sinar cahaya dari lampu dengan pantulan dan cuba untuk mengetahui sama ada air yang diletakkan di antara kutub akan mempunyai kesan penyahkutuban pada voltan. bateri dalam bekas kaca...” Faraday berharap Dengan cara ini, dapatkan sedikit maklumat tentang sifat-sifat arus. Tetapi pengalaman itu tidak memberi apa-apa. Seterusnya datang 1825. Faraday menerbitkan artikel "Arus Elektromagnet (Di Bawah Pengaruh Magnet)," di mana beliau menyatakan pemikiran berikut. Jika arus bertindak pada magnet, maka ia mesti mengalami rintangan. "Atas pelbagai sebab," tulis Faraday, "diandaikan bahawa pendekatan kutub magnet yang kuat akan mengurangkan arus elektrik." Dan dia menerangkan pengalaman yang merealisasikan idea ini.
Diari bertarikh 28 November 1825 menerangkan pengalaman yang serupa. Bateri sel galvanik disambungkan dengan wayar. Selari dengan wayar ini adalah satu lagi (wayar dipisahkan oleh lapisan dua kertas), yang hujungnya disambungkan ke galvanometer. Faraday nampaknya beralasan begini. Jika arus ialah pergerakan cecair elektrik dan pergerakan ini bertindak pada magnet kekal - satu set arus (mengikut hipotesis Ampere), maka cecair yang bergerak dalam satu konduktor harus memaksa cecair pegun di dalam yang lain bergerak, dan galvanometer hendaklah merekodkan arus. "Pelbagai pertimbangan" yang ditulis oleh Faraday semasa membentangkan eksperimen pertama berjumlah perkara yang sama, hanya di sana tindak balas cecair elektrik yang bergerak dalam konduktor dari arus molekul magnet kekal dijangka. Tetapi eksperimen memberikan hasil negatif.
Penyelesaiannya datang pada tahun 1831, apabila Faraday mencadangkan bahawa induksi harus berlaku semasa proses tidak pegun. Ini adalah idea utama yang membawa kepada penemuan fenomena aruhan elektromagnet.
Ada kemungkinan idea untuk mengubah arus didorong oleh mesej yang diterima dari Amerika. Berita itu datang daripada ahli fizik Amerika Joseph Henry (1797 - 1878).
Pada masa mudanya, Henry tidak menunjukkan kebolehan atau minat yang luar biasa dalam sains. Dia dibesarkan dalam kemiskinan, adalah seorang buruh ladang, dan seorang pelakon. Sama seperti Faraday, dia mendidik dirinya sendiri. Dia mula belajar pada usia 16 tahun di Akademi Albany. Dalam masa tujuh bulan dia menimba ilmu yang begitu banyak sehinggakan dia menerima jawatan sebagai guru di sebuah sekolah luar bandar. Henry kemudian bekerja untuk profesor kimia Beck sebagai pembantu pensyarah. Dia menggabungkan kerja dengan pengajian di akademi. Selepas menamatkan kursus, Henry dilantik sebagai jurutera dan juruukur di Terusan Erie. Beberapa bulan kemudian dia meninggalkan jawatan yang menguntungkan ini, menerima jemputan ke jawatan profesor matematik dan fizik di Albany. Pada masa ini, pencipta Inggeris William Sturgeon (1783 - 1850) mengumumkan ciptaannya tentang magnet ladam yang mampu mengangkat badan keluli seberat sehingga empat kilogram.
Henry mula berminat dengan elektromagnetisme. Dia segera mencari cara untuk meningkat lif sehingga satu tan. Ini dicapai menggunakan teknik baru pada masa itu: bukannya penebat badan magnet, wayar telah terlindung. Satu cara untuk mencipta belitan berbilang lapisan telah ditemui. Kembali pada tahun 1831, Henry menunjukkan kemungkinan membina motor elektrik, mencipta geganti elektromagnet, dan dengan bantuannya menunjukkan penghantaran isyarat elektrik pada jarak jauh, menjangkakan ciptaan Morse (telegraf Morse muncul pada tahun 1837).
Seperti Faraday, Henry menetapkan sendiri tugas menghasilkan arus elektrik menggunakan magnet. Tetapi ini adalah rumusan masalah pencipta. Dan pencarian itu dipandu oleh intuisi telanjang. Penemuan itu berlaku beberapa tahun sebelum eksperimen Faraday. Persediaan eksperimen utama Henry digambarkan dalam Rajah 9. Semuanya di sini adalah sama seperti yang ditunjukkan setakat ini. Sahaja sel galvanik kami lebih suka bateri yang lebih mudah, dan bukannya neraca kilasan kami menggunakan galvanometer.
Tetapi Henry tidak melaporkan pengalaman ini kepada sesiapa. "Saya sepatutnya menerbitkan ini lebih awal," katanya dengan sedih kepada rakan-rakannya, "Tetapi saya mempunyai sedikit masa!" Saya mahu menggabungkan hasilnya ke dalam beberapa jenis sistem.(huruf condong saya.- DALAM. D.). Dan kekurangan pendidikan tetap dan, lebih-lebih lagi, semangat utilitarian-inventif sains Amerika memainkan peranan yang buruk. Henry, sudah tentu, tidak memahami atau merasakan kedalaman dan kepentingan penemuan baru itu. Jika tidak, sudah tentu dia akan memberitahu dunia sains tentang fakta yang paling hebat. Mendiamkan diri mengenai eksperimen induksi, Henry segera menghantar mesej apabila dia berjaya mengangkat satu tan dengan elektromagnet.
Ini betul-betul mesej yang diterima oleh Faraday. Mungkin ia berfungsi sebagai pautan terakhir dalam rantaian inferens yang membawa kepada idea utama. Dalam eksperimen pada tahun 1825, dua wayar dipisahkan oleh kertas. Sepatutnya ada induksi, tetapi tidak dikesan kerana kelemahan kesannya. Henry menunjukkan bahawa dalam elektromagnet kesannya meningkat secara mendadak apabila penggulungan berbilang lapisan digunakan. Akibatnya, induksi harus meningkat jika kesan induktif dihantar dalam jangka panjang. Sebenarnya, magnet ialah himpunan arus. Pengujaan kemagnetan dalam rod keluli dengan menghantar arus melalui belitan adalah aruhan arus oleh arus. Ia bertambah kuat jika laluan semasa melalui belitan menjadi lebih panjang.
Ini adalah rangkaian kemungkinan kesimpulan logik Faraday. Di sini Penerangan penuh percubaan pertama yang berjaya: “Dua ratus tiga kaki dawai tembaga dalam satu keping telah dililit pada dram kayu yang besar; dua ratus tiga kaki lagi wayar yang sama diletakkan dalam lingkaran di antara lilitan belitan pertama, sentuhan logam di mana-mana disingkirkan melalui kord. Satu daripada lingkaran ini disambungkan ke galvanometer, dan satu lagi ke bateri seratus pasang plat yang dicas dengan baik, empat inci persegi, dengan plat tembaga berganda. Apabila sesentuh ditutup terdapat kesan mendadak tetapi sangat lemah pada galvanometer, dan kesan lemah yang serupa berlaku apabila sesentuh dengan bateri dibuka.”
Ini adalah pengalaman pertama yang memberi hasil positif selepas sepuluh tahun mencari. Faraday menetapkan bahawa apabila menutup dan membuka, arus teraruh timbul dalam arah yang bertentangan. Dia kemudian meneruskan untuk mengkaji kesan besi pada aruhan.
“Sebuah cincin dikimpal daripada besi lembut bulat; ketebalan logam ialah tujuh hingga lapan inci, dan diameter luar cincin itu ialah enam inci. Sekitar satu bahagian cincin ini dililit tiga heliks, setiap satu mengandungi kira-kira dua puluh empat kaki dawai tembaga setebal dua puluh inci. Lingkaran diasingkan daripada besi dan antara satu sama lain dan ditumpangkan antara satu sama lain... Ia boleh digunakan secara berasingan dan dalam gabungan; kumpulan ini ditunjukkan oleh surat A(Gamb. 10). Di bahagian lain cincin itu dililit dengan cara yang sama kira-kira enam puluh kaki dawai tembaga yang sama menjadi dua keping, membentuk lingkaran. DALAM, yang mempunyai arah yang sama dengan lingkaran A, tetapi dipisahkan daripada mereka pada setiap hujung kira-kira setengah inci dengan besi kosong.
Lingkaran DALAM disambungkan dengan wayar kuprum kepada galvanometer yang diletakkan pada jarak tiga kaki dari gelang itu. Lingkaran individu A bercantum hujung ke hujung sehingga membentuk lingkaran sepunya, yang hujungnya disambungkan kepada bateri sepuluh pasang plat empat inci persegi. Galvanometer bertindak balas serta-merta, dan lebih kuat daripada yang diperhatikan di atas, apabila menggunakan lingkaran sepuluh kali lebih kuat tanpa besi.
Akhir sekali, Faraday melakukan eksperimen yang mana pembentangan persoalan aruhan elektromagnet masih biasanya dimulakan. Ini adalah pengulangan tepat eksperimen Henry yang digambarkan dalam Rajah 9.
Masalah yang ditimbulkan oleh Faraday pada tahun 1820 telah diselesaikan: kemagnetan telah ditukar kepada elektrik.
Pada mulanya, Faraday membezakan antara aruhan arus daripada arus (yang dia panggil "aruhan voltan-elektrik") dan arus daripada magnet ("aruhan magneto-elektrik" Tetapi kemudian dia menunjukkan bahawa semua kes mematuhi satu am corak.
Undang-undang aruhan elektromagnet juga meliputi kumpulan fenomena lain, yang kemudiannya menerima nama fenomena aruhan diri. Faraday memanggil fenomena baru: "Pengaruh induktif arus elektrik pada dirinya sendiri."
Soalan ini timbul berkaitan dengan fakta berikut, yang dilaporkan kepada Faraday pada tahun 1834 oleh Jenkin. Fakta ini adalah seperti berikut. Dua plat bateri galvanik disambungkan dengan wayar yang pendek. Pada masa yang sama, tiada sebarang tipu daya boleh digunakan untuk mendapatkan kejutan elektrik daripada wayar ini. Tetapi jika anda mengambil penggulungan elektromagnet dan bukannya wayar, maka setiap kali litar dibuka, kejutan dirasai. Faraday menulis: "Pada masa yang sama, sesuatu yang lain diperhatikan, fenomena yang telah lama diketahui oleh saintis, iaitu: pada titik terputus, percikan elektrik terang melompat" (italik saya - V.D.).
Faraday mula meneliti fakta ini dan tidak lama kemudian menemui beberapa aspek baharu fenomena tersebut. Dia mengambil sedikit masa untuk mewujudkan "identiti fenomena dengan fenomena induksi." Eksperimen yang masih ditunjukkan di kedua-dua sekolah menengah dan tinggi untuk menjelaskan fenomena induksi kendiri telah dijalankan oleh Faraday pada tahun 1834.
Eksperimen serupa telah dijalankan secara bebas oleh J. Henry, namun, seperti eksperimen induksi, ia tidak diterbitkan tepat pada masanya. Sebabnya adalah sama: Henry tidak menemui konsep fizikal yang merangkumi fenomena pelbagai bentuk.
Bagi Faraday, induksi diri adalah fakta yang menerangi laluan pencarian yang lebih jauh. Merumuskan pemerhatiannya, dia membuat kesimpulan yang sangat penting. "Tidak syak lagi bahawa arus dalam satu bahagian wayar boleh bertindak secara aruhan pada bahagian lain wayar yang sama yang berdekatan... Inilah yang memberi gambaran bahawa arus bertindak pada dirinya sendiri."
Tidak mengetahui sifat arus, namun Faraday dengan tepat menunjukkan intipati perkara itu: "Apabila arus bertindak dengan aruhan bahan konduktif yang terletak di sebelahnya, maka ia mungkin bertindak pada elektrik yang terdapat dalam bahan konduktif ini - ia berlaku. tidak kira sama ada yang terakhir dalam keadaan semasa atau tidak bergerak; dalam kes pertama, ia menguatkan atau melemahkan arus, bergantung pada arahnya; dalam kes kedua, ia mencipta arus."
Ungkapan matematik undang-undang aruhan elektromagnet telah diberikan pada tahun 1873 oleh Maxwell dalam "Treatise on Electricity and Magnetism." Hanya selepas ini ia menjadi asas untuk pengiraan kuantitatif. Jadi undang-undang aruhan elektromagnet harus dipanggil hukum Faraday-Maxwell.
Nota metodologi. Adalah diketahui bahawa pengujaan arus aruhan dalam konduktor yang bergerak dalam medan magnet malar dan dalam konduktor pegun yang terletak dalam medan magnet berselang-seli mematuhi undang-undang yang sama. Ini jelas kepada Faraday dan Maxwell, kerana mereka membayangkan garis aruhan magnetik sebagai pembentukan sebenar dalam eter. Apabila arus dihidupkan dan dimatikan atau arus berubah di sekeliling konduktor yang membentuk litar, garis aruhan magnet bergerak. Pada masa yang sama, mereka melintasi rantai itu sendiri, menyebabkan fenomena induksi diri. Sekiranya terdapat sebarang konduktor berhampiran litar dengan arus yang berubah-ubah, maka garis-garis aruhan magnet, melintasinya, merangsang EMF aruhan elektromagnet.
Kewujudan garis medan elektrik dan garis aruhan magnet telah menjadi sebahagian daripada sejarah. Walau bagaimanapun, adalah satu kesilapan untuk memberikan garis kekerasan hanya sebagai watak formal. Fizik moden percaya bahawa garis medan elektrik dan garis aruhan magnet adalah lokus geometri titik di mana medan tertentu mempunyai keadaan yang berbeza daripada keadaan di titik lain. Keadaan ini ditentukan oleh nilai-nilai vektor dan pada titik-titik ini. Apabila medan berubah, vektor dan konfigurasi talian kuasa berubah, dan konfigurasi talian kuasa berubah dengan sewajarnya. Keadaan medan boleh bergerak melalui ruang pada kelajuan cahaya. Jika konduktor berada dalam medan yang keadaannya berubah, emf teruja dalam konduktor.

Kes apabila medan adalah malar dan konduktor bergerak dalam medan ini tidak diterangkan oleh teori Maxwell. Einstein mula-mula menyedari ini. Kerja asasnya, "Mengenai Elektrodinamik Badan Bergerak," bermula tepat dengan perbincangan tentang ketidakcukupan teori Maxwell pada ketika ini. Fenomena pengujaan EMF dalam konduktor yang bergerak dalam medan magnet malar boleh dimasukkan ke dalam rangka teori medan elektromagnet, jika ia ditambah dengan prinsip kerelatifan dan prinsip ketekalan kelajuan cahaya.

Aruhan elektromagnet- ini adalah fenomena yang terdiri daripada berlakunya arus elektrik dalam konduktor tertutup akibat perubahan dalam medan magnet di mana ia berada. Fenomena ini ditemui oleh ahli fizik Inggeris M. Faraday pada tahun 1831. Intipatinya boleh dijelaskan melalui beberapa eksperimen mudah.

Diterangkan dalam eksperimen Faraday prinsip menghasilkan arus ulang alik digunakan dalam penjana aruhan yang menjana tenaga elektrik dalam loji kuasa haba atau hidroelektrik. Rintangan terhadap putaran pemutar penjana, yang timbul apabila arus aruhan berinteraksi dengan medan magnet, diatasi dengan operasi stim atau turbin hidraulik yang memutar pemutar. Penjana sedemikian menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik .

Arus pusar atau arus Foucault

Jika konduktor besar diletakkan dalam medan magnet berselang-seli, maka dalam konduktor ini, disebabkan oleh fenomena aruhan elektromagnet, arus teraruh pusaran timbul, dipanggil Arus Foucault.

Arus pusar juga timbul apabila konduktor besar bergerak dalam medan magnet yang malar tetapi tidak homogen. Arus Foucault mempunyai arah sedemikian sehingga daya yang bertindak ke atasnya dalam medan magnet menghalang pergerakan konduktor. Bandul dalam bentuk plat logam pepejal yang diperbuat daripada bahan bukan magnet, berayun antara kutub elektromagnet, berhenti secara tiba-tiba apabila medan magnet dihidupkan.

Dalam banyak kes, pemanasan yang disebabkan oleh arus Foucault ternyata berbahaya dan mesti ditangani. Teras pengubah dan pemutar motor elektrik diperbuat daripada plat besi yang berasingan, dipisahkan oleh lapisan penebat yang menghalang perkembangan arus aruhan yang besar, dan plat itu sendiri dibuat daripada aloi dengan rintangan yang tinggi.

Medan elektromagnet

Medan elektrik yang dicipta oleh cas pegun adalah statik dan bertindak ke atas cas tersebut. Arus terus menyebabkan kemunculan medan magnet pemalar masa yang bertindak pada cas dan arus yang bergerak. Elektrik dan medan magnet wujud dalam kes ini secara bebas antara satu sama lain.

Fenomena aruhan elektromagnet menunjukkan interaksi medan ini diperhatikan dalam bahan yang mempunyai cas percuma, iaitu, dalam konduktor. Medan magnet berselang-seli mencipta medan elektrik berselang-seli, yang bertindak pada cas percuma, menghasilkan arus elektrik. Arus ini, yang berselang-seli, seterusnya menghasilkan medan magnet berselang-seli, yang mewujudkan medan elektrik dalam konduktor yang sama, dsb.

Set medan magnet elektrik dan selang seli yang menjana satu sama lain dipanggil medan elektromagnet. Ia boleh wujud dalam medium di mana tiada caj percuma, dan merambat di angkasa dalam bentuk gelombang elektromagnet.

Klasik elektrodinamik- salah satu pencapaian tertinggi minda manusia. Dia mempunyai pengaruh yang besar terhadap perkembangan tamadun manusia seterusnya dengan meramalkan kewujudan gelombang elektromagnet. Ini seterusnya membawa kepada penciptaan radio, televisyen, sistem telekomunikasi, navigasi satelit, serta komputer, robot industri dan rumah tangga dan sifat-sifat lain dalam kehidupan moden.

batu asas teori Maxwell Telah dinyatakan bahawa sumber medan magnet hanya boleh menjadi medan elektrik berselang-seli, sama seperti punca medan elektrik yang menghasilkan arus aruhan dalam konduktor adalah medan magnet berselang-seli. Kehadiran konduktor tidak diperlukan - medan elektrik juga timbul di ruang kosong. Garisan medan elektrik berselang-seli, serupa dengan garisan medan magnet, ditutup. Medan elektrik dan magnet bagi gelombang elektromagnet adalah sama.

Aruhan elektromagnet dalam rajah dan jadual

Pada tahun 1821, Michael Faraday menulis dalam diarinya: "Tukar kemagnetan kepada elektrik." Selepas 10 tahun, dia menyelesaikan masalah ini.
Penemuan Faraday
Bukan kebetulan bahawa langkah pertama dan paling penting dalam penemuan sifat baru interaksi elektromagnet telah diambil oleh pengasas konsep medan elektromagnet - Faraday. Faraday yakin dengan sifat bersatu fenomena elektrik dan magnet. Tidak lama selepas penemuan Oersted, dia menulis: "... nampaknya sangat luar biasa bahawa, dalam satu pihak, setiap arus elektrik disertai dengan tindakan magnetik dengan keamatan yang sepadan, diarahkan pada sudut tepat kepada arus, dan pada masa yang sama. , dalam konduktor elektrik yang baik diletakkan dalam sfera tindakan ini, tiada arus teraruh sama sekali, tiada tindakan nyata yang setara dengan kekuatan arus sedemikian timbul. Kerja keras selama sepuluh tahun dan keyakinan dalam kejayaan membawa Faraday kepada penemuan yang kemudiannya membentuk asas untuk reka bentuk penjana untuk semua loji kuasa di dunia, menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik. (Sumber yang beroperasi pada prinsip lain: sel galvanik, bateri, haba dan fotosel - memberikan bahagian yang tidak ketara daripada tenaga elektrik yang dijana.)
Untuk masa yang lama, hubungan antara fenomena elektrik dan magnet tidak dapat ditemui. Sukar untuk memikirkan perkara utama: hanya medan magnet yang berubah-ubah masa boleh merangsang arus elektrik dalam gegelung pegun, atau gegelung itu sendiri mesti bergerak dalam medan magnet.
Penemuan aruhan elektromagnet, sebagaimana Faraday memanggil fenomena ini, telah dibuat pada 29 Ogos 1831. Ia adalah kes yang jarang berlaku apabila tarikh penemuan baru yang luar biasa diketahui dengan tepat di sini Penerangan Ringkas percubaan pertama, diberikan oleh Faraday sendiri.
“Sebuah dawai tembaga sepanjang 203 kaki telah dililitkan pada gelendong kayu yang lebar, dan di antara lilitannya dilekatkan dawai yang sama panjang, tetapi ditebat dari yang pertama dengan benang kapas. Satu daripada lingkaran ini disambungkan ke galvanometer, dan satu lagi ke bateri kuat yang terdiri daripada 100 pasang plat... Apabila litar ditutup, kesan tiba-tiba tetapi sangat lemah pada galvanometer telah diperhatikan, dan perkara yang sama diperhatikan apabila arus berhenti. Dengan laluan berterusan arus melalui salah satu lingkaran, adalah tidak mungkin untuk melihat sama ada kesan pada galvanometer atau, secara umum, sebarang kesan induktif pada lingkaran yang lain; 5.1
dengan menyatakan bahawa pemanasan keseluruhan gegelung yang disambungkan ke bateri, dan kecerahan percikan api yang melompat di antara arang, menunjukkan kuasa bateri."
Jadi, pada mulanya, induksi ditemui dalam konduktor yang tidak bergerak relatif antara satu sama lain apabila menutup dan membuka litar. Kemudian, memahami dengan jelas bahawa membawa konduktor pembawa arus lebih dekat atau lebih jauh harus membawa kepada hasil yang sama seperti menutup dan membuka litar, Faraday membuktikan melalui eksperimen bahawa arus timbul apabila gegelung bergerak secara relatif antara satu sama lain (Rajah 5.1). Biasa dengan karya Ampere, Faraday memahami bahawa magnet ialah himpunan arus kecil yang beredar dalam molekul. Pada 17 Oktober, seperti yang direkodkan dalam buku nota makmalnya, arus teraruh telah dikesan dalam gegelung semasa magnet ditolak masuk (atau ditarik keluar) (Rajah 5.2). Dalam masa satu bulan, Faraday secara eksperimen menemui semua ciri penting fenomena aruhan elektromagnet. Apa yang tinggal adalah untuk memberikan undang-undang bentuk kuantitatif yang ketat dan mendedahkan sepenuhnya sifat fizikal fenomena itu.
Faraday sendiri sudah memahami perkara umum di mana penampilan arus aruhan bergantung pada eksperimen yang secara luaran kelihatan berbeza.
Dalam litar pengalir tertutup, arus timbul apabila bilangan garis aruhan magnet yang menembusi permukaan yang dibatasi oleh litar ini berubah. Dan semakin cepat bilangan garis aruhan magnet berubah, semakin besar arus yang timbul. Dalam kes ini, sebab perubahan dalam bilangan garis aruhan magnet sama sekali tidak peduli. Ini mungkin perubahan dalam bilangan garisan aruhan magnetik yang menembusi konduktor pegun disebabkan oleh perubahan dalam kekuatan arus dalam gegelung jiran, atau perubahan dalam bilangan garisan akibat pergerakan litar dalam keadaan tidak seragam. medan magnet, ketumpatan garisan yang berbeza dalam ruang (Rajah 5.3).
Faraday bukan sahaja menemui fenomena itu, tetapi juga yang pertama membina model penjana arus elektrik yang masih belum sempurna yang menukar tenaga putaran mekanikal kepada arus. Ia adalah cakera kuprum besar yang berputar di antara kutub magnet yang kuat (Rajah 5.4). Dengan menyambungkan paksi dan tepi cakera kepada galvanometer, Faraday menemui sisihan
DALAM
\

\
\
\
\
\
\
\L

S anak panah menunjuk. Walau bagaimanapun, arus adalah lemah, tetapi prinsip yang ditemui memungkinkan untuk membina penjana berkuasa seterusnya. Tanpa mereka, elektrik masih menjadi kemewahan yang tersedia untuk segelintir orang.
Arus elektrik timbul dalam gelung tertutup pengalir jika gelung berada dalam medan magnet berselang-seli atau bergerak dalam medan pemalar masa supaya bilangan garis aruhan magnet yang menembusi gelung berubah. Fenomena ini dipanggil aruhan elektromagnet.