Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. И так мы с вами изучили часть магнитных явлений эту тему можно назвать магнитное поле и теперь рассмотрим одну из важнейших тем электродинамики, благодаря открытию о котором сегодня пойдет речь фактически сформировалась вся современная энергетика нашей планеты. Вся электроэнергия вырабатываемая на нашей планете, ну или почти вся, наверное, процентов 99 вырабатывается за счет явления к изучению которого мы приступаем на этой лекции - это явление называется электромагнитная индукция. На этой лекции мы начнем изучение электромагнитной индукции на качественном уровне, а на следующей лекции на количественном уровне.
И так...о чем же пойдет речь? Как мы помним в 1820 году Эрстед открыл магнитное действие тока, а точнее, открыл действие проводника с током на магнитную стрелку и дальше Ампер начал детально исследовать это явление и изучил каким образом, например, можно найти силу действующую на проводник с током в магнитном поле, но самое главное физики поняли что электрический ток порождает магнитное поле, но физики верят в то, что явления природы обратимы. Т.е, если, например А порождает Б, то Б должно порождать А. И примеров тому можно привести достаточно много. Возьмем, например, механическую работу и тепловую энергию. Механическую работу можно преобразовывать в тепло, достаточно потереть ладошки и мы сможем почувствовать это тепло. За счет работы силы трения увеличивается внутренняя энергия ладоней. И так работа переходит в тепло. А тепло в работу может переходить? Может. Например, в том же самом паровозе. Внутренняя энергия топлива преобразуется в механическую работу.
И вот Майкл Фарадей - английский физик начал искать способ получить электричество из магнетизма. Если можно получить магнитное поле, магнетизм за счет электрического тока, то как получить обратно за счет магнитного поля получить электрический ток? Кстати, Фарадей был не единственным физиком, который работал над этой проблемой, параллельно с ним ту же задачу пытался решить Ампер и они шли одинаковыми путями, но Фарадей все-таки открыл явление о котором пойдет речь на этой лекции, а Ампер нет. И почему так получилось мы на этой лекции тоже узнаем. 10 лет искал Фарадей способ получения электрического тока из магнитного поля. Его можно было встретить сидящим на скамейке, где-то в парке в Лондоне с катушкой провода в руках, магнитом и размышляющего над тем как можно получить из магнитного поля электрический ток. Мы уже сказали, что параллельно над этим размышлял и Ампер.
И вот для того, чтобы обнаружить электрический ток нужен, прежде всего гальванометр. Гальванометры в то время были приборами крайне капризными, такими деликатными и от малейшего сотрясения нарушалась их работа, поэтому гальванометр должен был быть надежно защищен от всяких воздействий. И поэтому и Ампер и Фарадей поместили свои гальванометры в отдельную комнату, а в другой комнате находилась катушка с проводом и Ампер и Фарадей подключили катушку с проводом к гальванометру...
Далее Фарадей решил, что если при вдвигании магнита возникает индукционный ток, то, ведь, не обязательно это, наверное, должен быть постоянный магнит. А что если это магнит представляющий собой катушку? Т.е электромагнит. Будет ли тогда в этом случае возникать явление электромагнитной индукции, т.е протекать индукционный ток? Давайте попробуем провести этот опыт тоже.
А дальше очень тонкий вопрос. Что является причиной возникновения индукционного тока? Именно движение магнита или электромагнита или что-то другое? Ведь, когда мы перемещаем магнит или электромагнит внутри катушки меняется величина магнитного поля, так вот что является причиной появления индукционного тока? Именно движение или, связанное с этим движением изменение магнитного поля? Как ответить на этот вопрос? Как выйти из этой ситуации? Нужно сделать так чтобы движения не было, а магнитное поле при этом менялось. Как можно этого добиться? Если поместить катушку и не двигая его изменять силу тока, то тогда магнитное поле будет меняться а движение катушки происходить не будет. И тогда давайте вслед за Фарадеем проделаем следующий опыт...
Причиной возникновения индукционного тока является изменение магнитного поля внутри катушки.
И так изменение магнитного поля...давайте попробуем еще глубже погрузиться...
Поток вектор магнитной индукции через некоторую площадку называется физическая величина равная произведению модуля вектора магнитной индукции, площади площадки и косинуса угла между направлением вектора магнитной индукции и нормалью к площадке.
1 вебер - это магнитный поток, который создается полем индукции 1 тесла через площадку 1 метр квадратный, расположенную перпендикулярно направлению магнитного поля.
А теперь давайте поговорим о том как можно изменять величину потока магнитной индукции.
Электромагнитная индукция - это явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока через этот контур.
И мы понимаем, что если возникает электрический ток, то это означает, что в этом контуре появилась электродвижущая сила. Она называется электродвижущей силой электромагнитной индукции. Поэтому можно говорить о не возникновении тока в замкнутом контуре, а о возникновении движущей силы в контуре, и кстати, при этом он не обязательно должен быть замкнут при изменении магнитного потока через этот контур. А дальше возникает вопрос, а как же определить куда будет течь индукционный ток, если мы определенным образом меняем магнитный поток? И для этого существует правило Ленца.
Правило Ленца - ЭДС индукции направлено так, чтобы магнитное поле индукционного тока препятствовало изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора