Изменяющееся магнитное поле индуцирует в проводнике электрический ток. Например, если мы перемещаем магнитик вблизи проводящей петли из обычного провода, то в проводе появится электрический ток. Это называется электромагнитная индукция.
Но почему всё происходит именно так? Что такое с физической точки зрения изменяющееся магнитное поле и как оно влияет на проводник?
Для того, чтобы ответить на этот вопрос, нужно вспомнить что такое электрический ток. Само собой, точного определения мы не знаем и его не знают даже ученые. Но мы условились описывать такие вещи через действующую стандартную модель. Ведь модель эта не так и плоха, как её видят теоретики.
Итак, электрический ток - это упорядоченное направленное движение заряженных частиц. Причем в нашем случае не столь важно, бегут ли частицы по проводу как вода по шлангу, или же колеблются у стандартных точек и толкают друг друга, подобно движению в "колыбели Ньютона".
У электрона есть собственное магнитное поле. Удивительно, но несмотря на очевидную волновую природу таких частичек, дуализм продолжает себя проявлять.
Электрон имеет такое магнитное поле, какое у него должно быть у него в том случае, если бы он был шариком, вращающимся вокруг своей оси. Это магнитное поле называют спином.
Спин - понятие сложное. Тут достаточно просто поставить себе галочку, что у электрона есть собственное поле.
Если рассматривать электрон в составе атома, то у электрона существует еще и орбитальный магнитный момент. Электрон по стандартным представлениям движется вокруг ядра. И Бог с ней с моделью атома Шрёдингера, такой момент был измерен. Логично, что работает стандартный принцип - движение заряженного тела порождает магнитное поле.
Дальше, в качестве небольшого отступления от темы, вы, скорее всего, уже слышали, что в электронных микроскопах используют специальные магнитные линзы. Фактически это магниты, которые ускоряют электроны. Вывод простой - магнитное поле может взаимодействовать с электронами и "толкать" их. Внешнее магнитное поле будет взаимодействовать с полем самого электрона. Это внешнее поле будет толкать электроны как воздушный шарик катит ветром.
Не сложно догадаться, для чего при возникновении тока требуется именно изменение магнитного поля во времени. Нужен некоторый градиент. Как подуть на одуванчик. Если магнитное поле не будет меняться, то оно будет статическим и не сможет толкать заряженные частицы.
Теперь вспомним, что ток - это упорядоченное направленное движение заряженных частиц или электронов. Чтобы столкнуть электроны с места или заставить колебаться, нужно изменение внешнего поля. Или же они продолжат "плавать" как фрикадельки в супе. Бульон тут - это магнитное поле. Фрикадельки - электроны. Чтобы фрикадельки поплыли нужно течение из бульона.
Третье из уравнений Максвелла (или закон Фарадея) гласит, что изменяющееся магнитное поле вызывает электрический ток. Интегралом по замкнутой линии от электрического поля является ЭДС, которая вызывает индуцированный ток в проводнике. Это умная формулировка нашего примера с супом :)...
🚧🚧🚧
⚡ Подпишитесь на Telegram моего проекта и читайте интересные эксклюзивные заметки!
✅ Подписывайтесь на канал в ДЗЕНе и обязательно возвращайтесь! Обновления выходят регулярно👀
👍 Ставьте лайк материалу, чтобы поддержать проект!