Примеры электромагнитной индукции: Электромагнитная индукция — материалы для подготовки к ЕГЭ по Физике

Содержание

Электромагнитная индукция, теория и примеры

Определение и общие понятия об электромагнитной индукции

Результаты своих эмпирических исследований М. Фарадей выразил наглядно. Если магнитное поле изображать при помощи линий магнитной индукции (), то модуль вектора индукции характеризует густота линий индукции. Допустим, что замкнутый проводник перемещается в неоднородном магнитном поле в сторону более сильного поля. При этом количество силовых линий поля, которые охватывает проводник, увеличивается. Если проводник перемещается в сторону ослабления магнитного поля, то число силовых линий поля уменьшается. Магнитное поле является вихревым, линии поля не имеют начала и конца. Поэтому линии индукции сцепляются с нашим контуром как звенья цепи. Любое изменение числа линий индукции, которые охватывает контур возможно только, если эти линии пересекают контур. В связи с этим М. Фарадей сделал вывод о том, что ток индукции появляется в проводнике только тогда, если проводник (или часть его) пересекает линии магнитной индукции.

Открытие явления электромагнитной индукции стало очень значимым событием. Оно показало, что можно получать не только магнитное поле при помощи токов, но и токи изменяя магнитное поле. Так была установлена взаимная связь между электрическими и магнитными явлениями.

Основной закон электромагнитной индукции

Закон электромагнитной индукции был установлен М. Фарадеем, однако его современную формулировку, которую мы будем использовать, дал Максвелл.

Появление тока индукции говорит о том, что в проводнике возникает определенная электродвижущая сила (ЭДС). Причиной появления ЭДС индукции является изменение магнитного потока. В системе международных единиц (СИ) закон электромагнитной индукции записывают так:

   

где – скорость изменения магнитного потока сквозь площадь, которую ограничивает контур.

Закон электромагнитной индукции применяют для того, чтобы определить единицу магнитного потока (вебера). Знак магнитного потока зависит от выбора положительной нормали к плоскости контура. При этом направление нормали определяют при помощи правила правого винта, связывая его с положительным направлением тока в контуре. Так, произвольно назначают положительное направление нормали , определяют положительное направление тока и ЭДС индукции в контуре. Знак минус в основном законе электромагнитной индукции соответствует правилу Ленца.

Формула (1) – отображает закон электромагнитной индукции в наиболее общей форме. Ее можно применять к неподвижным контурам и движущимся проводникам в магнитном поле. Производная, которая входит в выражение (1) в общем случае составлена из двух частей: одна зависит от изменения магнитного потока во времени, другая связывается с движением (деформаций) проводника в магнитном поле.

Если в переменном магнитном поле рассматривается контур состоящий из N витков, то закон электромагнитной индукции примет вид:

   

где величину называют потокосцеплением.

Примеры решения задач

Электромагнитная индукция | white-santa.ru


Электромагнитная индукция
– это словосочетание сразу же наводит мысль на что-то космическое и невесомое, можно даже сказать неощутимое и невесомое, и ваш разум практически прав.

Конечно же электромагнитная индукция никак не связана с космосом или невесомостью, но веже какая-то магия в этой области присутствует. Все электрические машины, работа которых основывается на явлении электромагнитной индукции на первый взгляд просто не мыслимы. К примеру трансформатор – преобразует электрическую энергию одной величины в другую, при том, что его обмотки не связаны друг с другом, фактически по воздуху.

А асинхронные двигатели, работа которых так же объясняется явлением электромагнитной индукции. С кокой силой вращается его ротор, какие механизмы он способен вращать, а ведь этот ротор так же ни с чем не связан, он свободно вращается вокруг своей оси.
Но от куда берется эта сила? Давайте копнем глубже, а рассмотрим детально электромагнитную индукцию.электромагнитная индукция
Для более глубокого понимания явления электромагнитной индукции давайте рассмотрим следующий опыт:
   

   Между двух полюсов постоянного магнита расположим некий проводник, к концам которого будет подключен гальванометр (чувствительный измерительный прибор).

явление электромагнитной индукции, опыт с проводником подключенным к гальванометру и перемещаемым в постоянном магнитном поле
Обратим внимание, что стрелка прибора находится в среднем положении, когда проводник между полюсов магнита находится в состоянии покоя, стоит только переместить проводник, как стрелка тут же отклонится, при прекращении движения проводника стрелка проводника возвратится в среднее положение. Если проводник переместить в обратном направлении, то стрелка прибора так же отклонится на время движения проводника, но уже направление отклонения стрелки гальванометра будит противоположным.

явление электромагнитной индукции, опыт с проводником подключенным к гальванометру и перемещаемым в постоянном магнитном поле
Изменение положения стрелки гальванометра, в момент движения проводника в магнитном поле указывает на то, что в этом проводнике наводится некая электродвижущая сила сокращенно э.д.с.
Появление этой силы, можно объяснить тем, что под действием магнитного поля, свободные электроны, находящиеся в проводнике, начинают упорядоченно двигаться по проводнику.

Так как к нашему проводнику подключен измерительный прибор, то эта система из перемещаемого проводника и гальванометра с соединительными проводами представляет собой замкнутую цепь, а в этом случаи по цепи протекает электрический ток, на что и указывает стрелка гальванометра.
Обратите внимание, что электрический ток, а ему предшествует наведение электродвижущей силы возникает лишь в момент движения проводника в магнитном поле постоянного магнита. А величина наведенной электродвижущей силы зависит от скорости перемещения проводника.

явление электромагнитной индукции, опыт с катушкой и магнитом

Закон электромагнитной индукции Фарадея

И так, мы знаем, что наведенная электродвижущая сила в проводнике, движущемся в некотором магнитном поле, с определенной скоростью, а её величина зависит от скорости передвижения проводника. Но это еще не все, электродвижущая сила так же зависит от длины проводника, важна именно длина, которая находится под действием магнитного поля магнита, а еще зависит от индукции магнитного поля и от направления передвижения самого проводника.
М.

Фарадей сформулировал закон электромагнитной индукции следующим образом:

«Индуцируемая электродвижущая сила прямо пропорциональна индукции магнитного поля B, длине проводника l и скорости его перемещения v в направлении, перпендикулярном силовым линиям поля.»

Этот закон можно выразить формулой, где электродвижущая сила обозначается буквой e:
Закон Фарадея
Когда проводник движется не под прямым углом по отношению к магнитному полю, то формула имеет следующий вид:
Закон Фарадея
Где:
e – электродвижущая сила; B – индукция магнитного поля; l – длина проводника; v – скорость перемещения проводника в магнитном поле;
Sin ϕ – синус угла под которым производится перемещение относительно магнитного поля.
Индуцирование электродвижущей силы в проводнике происходит лишь тогда, когда он перемещается в магнитном поле, то есть пересечение магнитными силовыми линиями не должно быть постоянным, а всегда изменятся.
Электродвижущая сила в этом проводнике будит индуцироваться не зависимо от того, замкнута цепь проводника или нет.
Как для протекания электрического тока, основным условием является наличие замкнутой цепи, так и для электродвижущей силы, главное условие ее наведения – это изменение силовых магнитных линий, пересекающих проводник.
Заметьте, что движение проводника в магнитном поле не является основополагающим фактором индуцирования электродвижущая сила. Допускается и то, что проводник неподвижен, а перемещаться будит лишь магнитное поле, в котором находится этот проводник.

Правило правой руки

Вы, наверное, обратили внимание, что при изменении направления перемещения проводника в магнитном поле изменяется и направление отклонения стрелочки гальванометра, следовательно, и индуцируемая электродвижущая сила изменила свое направление.
Существует правило, благодаря которому можно определить направление индуцируемой электродвижущей силы, это правило называется «Правило правой руки».
Правило правой руки звучит следующим образом:

«Если ладонь правой руки держать так, чтобы в нее входили магнитные силовые линии поля, а отогнутый большой палец совместить с направлением движения проводника, то вытянутые четыре пальца укажут направление индуцированной электродвижущей силы»

Применение электромагнитной индукции

Электромагнитная индукция это — серьёзное основание (база), понимание и овладение которым, открывает большинство дверей в мире электрических машин.
Работа всех электрических машин переменного тока основывается на явлении электромагнитной индукции.
К таким машинам относят всем давно известные трансформаторы, различные типы двигателей, в основном это асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, а также с фазным ротором, различные типы и виды генераторов: асинхронные, синхронные.
Многие, наверное, слышали о индукционных печах, индукционный способ плавки, а индукционные счетчики электрической энергии уже устаревшие.
Принцип работы многих электрических аппаратов основывается на явлении магнитной индукции, это такие как магнитные пускатели, контакторы, различные типы реле и современные датчики положения.
В современной технике данное явление применяется в беспроводных зарядках для телефонов, в микроволновых печах и так далее.
Но существует и обратная сторона медали. Из-за явления электромагнитной индукции в электроэнергетике существуют колоссальные потери на всем известные вихревые токи, которые наводятся практически везде. Хотя с этим видом потерь активно борются и находят те или иные способы уменьшения таких потерь, но все же они вещественны и ощутимы.

Электромагнитная индукция ℹ️ определение физического явления, формулы, единицы измерения, значение закона Фарадея, применение правила Ленца к направлению потока вектора


При изменении тока в электрической цепи возникает магнитное поле. Причиной этого является электромагнитная индукция. Это явление широко применяется на практике. 


В статье рассказывается о том, что это такое, и каковы его основные закономерности.

Явление электромагнитной индукции


При изменении тока происходит образование магнитного поля. Это явление, в свою очередь, влияет на движение электронов. 


Если рассматривать одиночный провод, расположенный прямо, то он будет создавать поле, направление силовых линий которого идёт по кругу в перпендикулярной ему плоскости.


Если в магнитном поле происходят изменения, то это увеличивает или ослабляет силу тока, который проходит по проводнику. Направление изменения зависит от того, как меняется поле. Это явление позволяет преобразовывать электрическую энергию в механическую или наоборот.


Учёный, которому принадлежит заслуга открытия взаимодействия электрического и магнитного полей — Майкл Фарадей. 


Были проведены опыты, которые показали, что изменение магнитного поля способно порождать движение электронов. Это явление впоследствии назвали индукционным током.


Опыты, выполненные этим учёным, выглядят следующим образом:


  1. Фарадей сделал катушку с полой серединой. Её концы соединил с гальванометром. Взял в руки магнит и поместил его внутрь катушки. Если его вдвигать или выдвигать, то на гальванометре отклоняется стрелка, доказывая наличие тока. Чем быстрее выполняемое движение, тем выше его сила. Аналогичный эффект будет достигнут, если магнит будет неподвижен, но будет перемещаться соленоид.


  2. В следующем опыте были использованы две катушки. Большая подключена к гальванометру, а вторая — к источнику. Одна из катушек была настолько узкой, чтоб могла проходить внутрь второй. Если её поместить туда и несколько раз включить и выключить ток, то на гальванометре стрелка отклонится, показывая наличие тока.


  3. Если взять два соленоида под током и один из них подвигать рядом с другим, то в них также возникнет движение электронов.


При проведении таких опытов более быстрое движение создаёт более сильное движение электронов.


Одновременно с Фарадеем аналогичные исследования осуществил Джозеф Генри, однако опубликовал свои результаты позже.

Объяснение явления


Движение носителей заряда — электронов происходит в том случае, когда на них действует электродвижущая сила, создаваемая разностью потенциалов. 


Возникновение тока под действием изменения магнитного поля происходит из-за того, что оно создаёт такую силу, которая носит название ЭДС индукции. Хотя явление индуктивности было обнаружено Фарадеем, он не дал ему теоретического объяснения. 


Теория электромагнитного поля в физике была создана Максвеллом в 1861 году. Этому явлению присущи такие черты:


  • источником движения электронов является переменное магнитное поле;


  • его наличие можно обнаружить по производимому воздействию на электрические заряды;


  • это поле не является потенциальным;


  • силовые линии поля представляют собой замкнутые кривые.


Работа магнитного поля выражается в создании электродвижущей силы для электронов.

Закон электромагнитной индукции Фарадея


Основной характеристикой магнитного поля является магнитный поток. Зрительно его можно представить, как силовые линии, пронизывающие перпендикулярную плоскую фигуру, ограниченную замкнутой линией. Эти линии выражают вектор магнитной индукции.


Произведение модуля этой величины на площадь для равномерного и однородного магнитного поля равно потоку поля через рассматриваемый контур.


При рассмотрении сложного поля, фигуру разбивают на небольшие участки, в которых поле равномерно и суммируют значения для каждого из них. Для вычисления в таких случаях используются методы дифференциального и интегрального исчисления.


Электромагнитная индукция измеряется в Тесла (Тл). Эта единица получила своё название в честь великого учёного-физика.


Закон Фарадея количественно описывает влияние магнитного поля на движение электронов. Он утверждает следующее: скорость изменения потока электромагнитного поля равна порождаемой им электродвижущей силе, воздействующей на электроны и создающей ток.


Нужно заметить, что когда магнитное поле порождается изменением силы тока, то возникающая электродвижущая сила воздействует на него противоположным образом. Это можно прояснить на таком примере. 


Если рассматривается провод, и в нём увеличивается сила тока, то это создаёт магнитное поле. Оно, в свою очередь, создаёт ЭДС, которая препятствует увеличению.

Правило Ленца


Это правило даёт возможность правильно определить направление индукционного тока в различных ситуациях. Оно формулируется следующим образом: направление тока, порождённого индукцией, создаёт такое изменение магнитного потока, препятствующее изменению внешнего поля, благодаря которому оно возникло.


Это можно пояснить на следующем примере. Будет рассмотрена ситуация, когда внешнее магнитное поле со временем будет возрастать, а его силовые линии направлены вверх. 


Это произойдёт, например, в той ситуации, когда снизу к контуру, расположенному горизонтально, будут приближать магнит так, чтобы его северный полюс был обращён вверх. В этом случае магнитный поток будет увеличиваться, создавая электродвижущую силу.

В контуре будет создан индукционный ток. Он будет таким, чтобы магнитные силовые линии были противоположными по отношению к тем, которые характеризуют первоначальное. Теперь можно определить направление индукционного тока в контуре.

Как известно, если смотреть со стороны создаваемого поля, то он будет направлен по часовой стрелке. То есть, если смотреть сверху, направление будет против неё.


На этом примере можно увидеть, как с помощью правила Ленца можно определить направление магнитного поля и индукционного тока.

Самоиндукция


В этом случае рассматривается ситуация, когда изменение движения электронов порождает ЭДС, вызывающий индукционный ток в этом же проводнике. 


Взяв за основу правило Ленца, можно утверждать, что он имеет направление, противоположное первоначальному изменению.


Самоиндукция похожа на явление инерции. Тяжёлое тело невозможно остановить мгновенно. Также нельзя изменить силу тока за один миг до нужной величины из-за наличия явления самоиндукции.


Это свойство можно продемонстрировать следующим опытом. Нужно сделать две электрических цепи. В одной из них имеется источник и лампочка. Другая сделана аналогичным образом, но различие состоит в том, что в цепь добавлена катушка. 


В первой цепи после включения лампочка загорается сразу. Во второй, учитывая наличие индуктивного элемента, это происходит с заметным опозданием.


После размыкания свет в первой лампочке отключается практически мгновенно, а во второй это происходит замедленно. Важно отметить, что в процессе выключения индукционный ток может превысить первоначальный. Поскольку в этой ситуации он направлен также, как и рабочий, то сила тока может возрасти. В некоторых цепях это может вызвать перегорание лампочки.

Индуктивность


Проводник, через который проходит изменяющийся ток, способен накапливать энергию путём использования магнитного поля. У прямолинейного отрезка провода эта способность имеет незначительную величину. 


Однако, если речь идёт о катушке, то её величина гораздо сильнее. Эта характеристика называется индуктивностью. Она обозначается как «L» и играет важную роль при определении различных характеристик электромагнитного поля.


Магнитный поток в определённом контуре можно выразить посредством формулы Ф = L* I, а электродвижущую силу в виде E = L* (dI/dt).


Ток, проходящий через контур, способен создать электромагнитное поле, причём оно будет тем сильнее, чем быстрее будут происходить его изменения.


На практике для увеличения индуктивности катушки используют вставленные внутрь стержни из ферромагнетика.

Энергия магнитного поля


Электрический ток создаёт магнитное поле. При этом он затрачивает определённую энергию. Её величина равна той работе, которая была затрачена на создание поля. Она вычисляется по следующей формуле:


Здесь использовались такие обозначения:


Если магнитное поле по какой-то причине пропадёт, то его энергия выделится в той или иной форме.


Применение электромагнитной индукции


Это явление активно применяется в различных сферах жизни человеческого общества. 


Далее будут приведены несколько наиболее известных примеров:


  • радиовещание невозможно без использования явления электромагнитной индукции;


  • в медицине магнитотерапия является одним из эффективных методов лечения;


  • при фундаментальных исследованиях для разгона элементарных частиц применяются синхрофазотроны, работа которых основана на явлении индуктивности;


  • счётчики электричества, применяемые в быту для его учёта, используют рассматриваемое явление;


  • для того, чтобы передавать произведённую электростанциями электрическую энергию на большие расстояния, применяются трансформаторы, работа которых построена на использовании электромагнитной индукции;


  • в металлургии для плавки металла применяются индукционные печи.


Использование этого явления очень широко распространено. Приведённые примеры являются только частью различных вариантов использования.



Все формулы по теме «Электромагнитная индукция»


Для того чтобы кратко освежить в памяти формулы, относящиеся к магнитной индукции, далее приводится перечень наиболее важных из них.


Открытие законов, которые описывают поведение электромагнитного поля, является одним из важнейших достижений науки за всю историю. В современной жизни использование этого явления происходит практически во всех областях жизни общества.


Явление электродвижущей силы. Практическое применение электромагнитной индукции

Мы уже знаем, что электрический ток, двигаясь по проводнику, создает вокруг него магнитное поле . На основе этого явления человек изобрел и широко применяет самые разнообразные электромагниты . Но возникает вопрос: если электрические заряды, двигаясь, вызывают возникновение магнитного поля, а не работает ли это и наоборот?

То есть, может ли магнитное поле явиться причиной возникновения электрического тока в проводнике? В 1831 году Майкл Фарадей установил, что в замкнутой проводящей электрической цепи при изменении магнитного поля возникает электрический ток . Такой ток назвали индукционным током, а явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля, пронизывающего этот контур, носит название электромагнитной индукции.

Явление электромагнитной индукции

Само название «электромагнитная» состоит из двух частей: «электро» и «магнитная». Электрические и магнитные явления неразрывно связаны друг с другом. И если электрические заряды, двигаясь, изменяют магнитное поле вокруг себя, то и магнитное поле, изменяясь, поневоле заставит перемещаться электрические заряды, образуя электрический ток.

При этом именно изменяющееся магнитного поля вызывает возникновение электрического тока. Постоянное магнитное поле не вызовет движение электрических зарядов, а соответственно, и индукционный ток не образуется. Более детальное рассмотрение явления электромагнитной индукции , вывод формул и закона электромагнитной индукции относится к курсу девятого класса.

Применение электромагнитной индукции

В данной же статье мы поговорим о применении электромагнитной индукции. На использовании законов электромагнитной индукции основано действие многих двигателей и генераторов тока. Принцип их работы понять довольно просто.

Изменение магнитного поля можно вызвать, например, перемещением магнита. Поэтому, если каким-либо сторонним воздействием передвигать магнит внутри замкнутой цепи, то в этой цепи возникнет ток. Так можно создать генератор тока.

Если же наоборот, пустить ток от стороннего источника по цепи, то находящийся внутри цепи магнит начнет двигаться под воздействием магнитного поля, образованного электрическим током. Таким образом можно собрать электродвигатель.

Описанными выше генераторами тока преобразовывают механическую энергию в электрическую на электростанциях. Механическая энергия это энергия угля, дизельного топлива, ветра, воды и так далее. Электричество поступает по проводам к потребителям и там обратным образом преобразовывается в механическую в электродвигателях.

Электродвигатели пылесосов, фенов, миксеров, кулеров, электромясорубок и прочих многочисленных приборов, используемых нами ежедневно, основаны на использовании электромагнитной индукции и магнитных сил. Об использовании в промышленности этих же явлений и говорить не приходится, понятно, что оно повсеместно.

Словом «индукция» в русском языке обозначает процессы возбуждения, наведения, создания чего-либо. В электротехнике этот термин применяется уже более двух столетий.

После знакомства с публикациями 1821 года, описывающими опыты датского ученого Эрстеда об отклонениях магнитной стрелки около проводника с электрическим током, Майкл Фарадей поставил перед собой задачу: преобразовать магнетизм в электричество
.

Через 10 лет исследований он сформулировал основной закон электромагнитной индукции, объяснив, что внутри любого замкнутого контура наводится электродвижущая сила. Ее величина определяется скоростью изменения магнитного потока, пронизывающего рассматриваемый контур, но взятую со знаком минус.

Передача электромагнитных волн на расстояние

Первая догадка, которая осенила мозг ученого, не увенчалась практическим успехом.

Он расположил рядом два замкнутых проводника. Около одного установил магнитную стрелку в качестве индикатора проходящего тока, а в другой провод подал импульс от мощного гальванического источника того времени: вольтова столба.

Исследователь предполагал, что при импульсе тока в первом контуре изменяющееся в нем магнитное поле наведет во втором проводнике ток, который отклонит магнитную стрелку. Но, результат оказался отрицательным — индикатор не сработал. Вернее, ему не хватило чувствительности.

Мозг ученого предвидел создание и передачу электромагнитных волн на расстояние, которые сейчас используются в радиовещании, телевидении, беспроводном управлении, Wi-Fi технологиях и подобных устройствах. Его просто подвела несовершенная элементная база измерительных устройств того времени.

Производство электроэнергии

После проведения неудачного опыта Michael Faraday видоизменил условия эксперимента.

Для опыта Фарадей использовал две катушки с замкнутыми контурами. В первый контур он подавал электрический ток от источника, а во втором наблюдал за появлением ЭДС. Проходящий по виткам обмотки №1 ток создавал вокруг катушки магнитный поток, пронизывающий обмотку №2 и образовывающий в ней электродвижущую силу.

Во время эксперимента Фарадей:

  • включал импульсом подачу напряжения в цепь при неподвижных катушках;
  • при поданном токе вводил в нижнюю катушку верхнюю;
  • закреплял стационарно обмотку №1 и вводил в нее обмотку №2;
  • изменял скорость перемещения катушек относительно друг друга.

Во всех этих случаях он наблюдал проявление ЭДС индукции во второй катушке. И лишь при прохождении постоянного тока по обмотке №1 и неподвижных катушках наведения электродвижущей силы не было.

Ученый определил, что наводимая во второй катушке ЭДС зависит от скорости, с которой меняется магнитный поток. Она пропорциональна его величине.

Эта же закономерность полностью проявляется при прохождении замкнутого витка сквозь Под действием ЭДС в проводе образуется электрический ток.

Магнитный поток в рассматриваемом случае изменяется в контуре Sк, созданном замкнутой цепью.

Таким способом созданная Фарадеем разработка позволила поместить в магнитное поле вращающуюся токопроводящую рамку.

Ее затем сделали из большого количества витков, закрепили в подшипниках вращения. По концам обмотки вмонтировали токосъемные кольца и щетки, скользящие по ним, а через выводы на корпусе подключили нагрузку. Получился современный генератор переменного тока.

Его более простая конструкция создалась тогда, когда обмотку закрепили на стационарном корпусе, а вращать стали магнитную систему. В этом случае способ образования токов за счет никак не нарушался.

Принцип работы электродвигателей

Закон электромагнитной индукции, который обсновал Michael Faraday, позволил создать различные конструкции электрических двигателей. Они имеют с

«Применение явления электромагнитной индукции в бытовых приборах

МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №2»

Реферат

по физике на тему:

«Применение явления электромагнитной индукции в бытовых приборах» hello_html_m6ccc644f.png

Выполнила ученика 9 «Б» класса

Абдурагимова Расита Бакриевна

г. Южно-Сухокумск. 2018 г.

Предысторияhello_html_655c0b31.jpg

После открытий Эрстеда и Ампера стало ясно, что электричество обладает магнитной силой. Теперь необходимо было подтвердить влияние магнитных явлений на электрические. Эту задачу блистательно решил Фарадей.

В 1821 году М. Фарадей сделал запись в своем дневнике: «Превратить магнетизм в электричество». Через 10 лет эта задача была им решена.

Итак, Майкл Фарадей (1791−1867) — английский физик и химик.

Один из основателей количественной электрохимии. Впервые получил (1823) в жидком состоянии хлор, затем сероводород, диоксид углерода, аммиак и диоксид азота. Открыл (1825) бензол, изучил его физические и некоторые химические свойства. Ввел понятие диэлектрической проницаемости. Имя Фарадея вошло в систему электрических единиц в качестве единицы электрической емкости.

Многие из этих работ могли сами — по себе обессмертить имя их автора. Но наиболее важными из научных работ Фарадея являются его исследования в области электромагнетизма и электрической индукции. Строго говоря, важный отдел физики, трактующий явления электромагнетизма и индукционного электричества, и имеющий в настоящее время такое громадное значение для техники, был создан Фарадеем из ничего.

Когда Фарадей окончательно посвятил себя исследованиям в области электричества, было установлено, что при обыкновенных условиях достаточно присутствия наэлектризованного тела, чтобы влияние его возбудило электричество во всяком другом теле.

Вместе с тем было известно, что проволока, по которой проходит ток и которая также представляет собою наэлектризованное тело, не оказывает никакого влияния на помещенные рядом другие проволоки. Отчего зависело это исключение? Вот вопрос, который заинтересовал Фарадея и решение которого привело его к важнейшим открытиям в области индукционного электричества.

На одну и ту же деревянную скалку Фарадей намотал параллельно друг другу две изолированные проволоки. Концы одной проволоки он соединил с батареей из десяти элементов, а концы другой — с чувствительным гальванометром. Когда был пропущен ток через первую проволоку, Фарадей обратил все свое внимание на гальванометр, ожидая заметить по колебаниям его появление тока и во второй проволоке. Однако ничего подобного не было: гальванометр оставался спокойным. Фарадей решил увеличить силу тока и ввел в цепь 120 гальванических элементов. Результат получился тот же. Фарадей повторил этот опыт десятки раз и все с тем же успехом. Всякий другой на его месте оставил бы опыты, убежденный, что ток, проходящий через проволоку, не оказывает никакого действия на соседнюю проволоку. Но фарадей старался всегда извлечь из своих опытов и наблюдений все, что они могут дать, и потому, не получив прямого действия на проволоку, соединенную с гальванометром, стал искать побочные явления.

электромагнитная индукция. электрический ток и поле.

Сразу же он заметил, что гальванометр, оставаясь совершенно спокойным во все время прохождения тока, приходит в колебание при самом замыкании цепи и при размыкании ее оказалось, что в тот момент, когда в первую проволоку пропускается ток, а также когда это пропускание прекращается, во второй проволоке также возбуждается ток, имеющий в первом случае противоположное направление с первым током и одинаковое с ним во втором случае и продолжающийся всего одно мгновение Эти вторичные мгновенные токи, вызываемые влиянием первичных, названы были Фарадеем индуктивными, и это название сохранилось за ними доселе.

Будучи мгновенными, моментально исчезая вслед за своим появлением, индуктивные токи не имели бы никакого практического значения, если бы Фарадей не нашел способ при помощи остроумного приспособления (коммутатора) беспрестанно прерывать и снова проводить первичный ток, идущий от батареи по первой проволоке, благодаря чему во второй проволоке беспрерывно возбуждаются все новые и новые индуктивные токи, становящиеся, таким образом, постоянными. Так был найден новый источник электрической энергии, помимо ранее известных (трения и химических процессов), — индукция, и новый вид этой энергии — индукционное электричество.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ (лат. inductio — наведение) — явление порождения вихревого электрического поля переменным магнитным полем. Если внести в переменное магнитное поле замкнутый проводник, то в нем появится электрический ток. Появление этого тока называют индукцией тока, а сам ток — индукционным.

Опыт, позволяющий наблюдать явление электромагнитной индукции

/

Примером на применение явления электромагнитной индукции в моей работе стал индукционный генератор переменного тока.

Индукционный генератор переменного тока

В индукционных генераторах переменного тока механическая энергия превращается в электрическую. Индукционный генератор состоит из двух частей: подвижной, которая называется ротором, и неподвижной, которая называется статором. Действие генератора основано на явлении электромагнитной индукции. Индукционные генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении. В настоящее время имеется много типов индукционных генераторов, но все они состоят из одних и тех же основных частей. Это, во-первых, электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и, во-вторых, обмотка, состоящая из последовательно соединенных витков, в которых индуцируется переменная электродвижущая сила. Так как электродвижущие силы, наводимые в последовательно соединенных витках, складываются, то амплитуда электродвижущей силы индукции в обмотке пропорциональна числу витков в ней.

Число силовых линий, пронизывающих каждый виток, непрерывно меняется от максимального значения, когда он расположен поперек поля, до нуля, когда силовые линии скользят вдоль витка. В результате при вращении витка между полюсами магнита через каждые пол-оборота направление тока меняется на противоположное, и в витке появляется переменный ток. Во внешнюю цепь ток отводится при помощи скользящих контактов. Для этого на оси обмотки укреплены контактные кольца, присоединенные к концам обмотки. Неподвижные пластины — щетки — прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки с внешней цепью (см. рисунок на след. стр.).

Пусть виток провода вpащается в одноpодном магнитном поле с постоянной угловой скоpостью. Магнитный поток, пронизывающий виток, меняется по закону, здесь S — площадь витка. Согласно закону Фаpадея в обмотке наводится электродвижущая сила индукции, которая опpеделяется следующим обpазом:

,

где N — число витков в обмотке. Таким образом, электродвижущая сила индукции в обмотке изменяется по синусоидальному закону и пpопоpциональна числу витков в обмотке и частоте вpащения.

В опыте с вращающейся обмоткой статором является магнит и контакты, между которыми помещена обмотка. В больших промышленных генераторах вращается электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится электродвижущая сила, уложены в пазах статора и остаются неподвижными. На тепловых электростанциях для вращения ротора используются паровые турбины. Турбины, в свою очередь, приводятся во вращение струями водяного пара, полученного в огромных паровых котлах за счет сжигания угля или газа (теплоэлектростанции) или распада вещества (атомные электростанции). На гидроэлектростанциях для вращения ротора используются водяные турбины, которые вращаются водой, падающей с большой высоты.

Электрогенераторы играют важнейшую роль в развитии нашей технологической цивилизации, поскольку позволяют получать энергию в одном месте, а использовать ее в другом. Паровая машина, например, может преобразовывать энергию сгорания угля в полезную работу, но использовать эту энергию можно только там, где установлены угольная топка и паровой котел. Электростанция же может размещаться весьма далеко от потребителей электроэнергии — и, тем не менее, снабжать ею заводы, дома и т. п.

Рассказывают (скорее всего, это всего лишь красивая сказка), будто Фарадей демонстрировал прототип электрогенератора Джону Пилу, канцлеру казначейства Великобритании, и тот спросил ученого: «Хорошо, мистер Фарадей, все это очень интересно, а какой от всего этого толк?».

«Какой толк? — якобы удивился Фарадей. — Да вы знаете, сэр, сколько налогов эта штука со временем будет приносить в казну?!»

Заключение

Изыскания в области индукции, производимой земным магнетизмом, дали Фарадею возможность высказать еще в 1832 году идею телеграфа, которая затем и легла в основу этого изобретения.

А вообще открытие электромагнитной индукции недаром относят к наиболее выдающимся открытиям XIX века — на этом явлении основана работа миллионов электродвигателей и генераторов электрического тока во всем мире…

В настоящее время все больше появляется техники с использованием явления электромагнитной индукции: плиты, зарядные устройства, электросчетчики, кофеварки, водонагреватели, тостеры, миксеры, утюги, настольные лампы и приборы для приготовления пищи и т.д. Чем же они отличаются от «добрых» старых электрических плит, проводных зарядных устройств? В чем их плюсы? А может они, тоже имеют свои недостатки? Современному потребителю все сложнее сделать выбор между техникой с использованием явления электромагнитной индукции и обычной. Возникает противоречие между желанием покупателя приобрести современный, надежный, энергоэкономичный продукт и отсутствием у него необходимой информации для совершения осознанного выбора конкретной модели из огромного количества аналогов. В своей работе я хочу помочь потребителю решить эту проблему.

Практическое применение явления электромагнитной индукции

Радиовещание

hello_html_1f85918e.jpg

Переменное магнитное поле, возбуждаемое изменяющимся током, создаёт в окружающем пространстве

электрическое поле, которое в свою очередь возбуждает магнитное поле, и т.д. Взаимно порождая друг

друга, эти поля образуют единое переменное электромагнитное поле — электромагнитную волну.

Возникнув в том месте, где есть провод с током, электромагнитное поле распространяется в пространстве

со скоростью света -300000 км/с.

Магнитотерапия

hello_html_m5d794d0b.jpg

В спектре частот разные места занимают радиоволны, свет, рентгеновское излучение и другие

электромагнитные излучения. Их обычно характеризуют непрерывно связанными между собой

электрическими и магнитными полями.

Синхрофазотроны

hello_html_m1c20e19b.jpg

В настоящее время под магнитным полем понимают особую форму материи состоящую из заряженных частиц.

В современной физике пучки заряженных частиц используют для проникновения в глубь атомов с целью их

изучения. Сила, с которой действует магнитное поле на движущуюся заряженную частицу, называется силой

Лоренца.

Расходомеры — счётчики

hello_html_m62639ef7.jpg

Метод основан на применении закона Фарадея для проводника в магнитном поле: в потоке электропроводящей

жидкости, движущейся в магнитном поле наводится ЭДС, пропорциональная скорости потока, преобразуемая

электронной частью в электрический аналоговый/цифровой сигнал.

Генератор постоянного тока

hello_html_208cdb6.jpg

hello_html_m2996704b.jpg

В режиме генератора якорь машины вращается под действием внешнего момента. Между полюсами статора

имеется постоянный магнитный поток, пронизывающий якорь. Проводники обмотки якоря движутся в магнитном

поле и, следовательно, в них индуктируется ЭДС, направление которой можно определить по правилу «правой

руки». При этом на одной щетке возникает положительный потенциал относительно второй. Если к зажимам

генератора подключить нагрузку, то в ней пойдет ток.

Трансформаторы

hello_html_4e92bc0.jpg

Трансформаторы широко применяются при передаче электрической энергии на большие расстояния,

распределении ее между приемниками, а также в различных выпрямительных, усилительных,

сигнализационных и других устройствах.

Преобразование энергии в трансформаторе осуществляется переменным магнитным полем. Трансформатор

представляет собой сердечник из тонких стальных изолированных одна от другой пластин, на котором помещаются

две, а иногда и больше обмоток (катушек) из изолированного провода. Обмотка, к которой присоединяется источник

электрической энергии переменного тока, называется первичной обмоткой, остальные обмотки — вторичными.

Если во вторичной обмотке трансформатора намотано в три раза больше витков, чем в первичной, то магнитное поле,

созданное в сердечнике первичной обмоткой, пересекая витки вторичной обмотки, создаст в ней в три раза больше

напряжение.

Применив трансформатор с обратным соотношением витков, можно так же легко и просто получить

пониженное напряжение

hello_html_6ca92922.jpg

hello_html_4aa3f680.jpg

Как работает интернет?

Ну а теперь давайте рассмотрим самое интересное, как работает интернет.

Нас уже не удивляет то, что за пару секунд мы получаем веб-страницу на своем экране.
Но не многие знают, как это происходит. Сейчас об этом и поговорим.

Итак, у нас есть человек, кто угодно – я, вы, или ваш дальний родственник. У этого человека есть доступ к компьютеру, который он с радостью включает. Человек хочет зайти в интернет и для этого запускает браузер, т.е. программу-клиент, установленную на его компьютере. В адресной строке браузера он вводит доменное имя сайта, допустим, info-line.net.

Это мы все знали. А что же происходит в те милисекунды, которые мы не замечаем? Что же скрыто от наших глаз?

После ввода доменного имени в браузер, программа-клиент связывается с провайдером  и сообщает ему о том, что она хочет запросить сайт info-line.net

На провайдере установлен DNS сервер, который преобразует доменное имя интернет-ресурса info-line.net в IP-адрес (IP – это межсетевой протокол) вида 178.162.144.134.

IP-адрес  выдается провайдером каждому компьютеру при подключении к интернету, естественно веб-сайты тоже имеют свои ip-адреса. На данный момент существует две версии IP – 4-ая (IPv4) и 6-ая (IPv6). Была еще и 5-ая версия, но она не была принята для публичного пользования. В настоящее время наиболее широко используется 4-ая версия IP.

IP-адреса нужны для нахождения компьютеров в сети. Ведь нужно знать, куда отправлять пакет. На почте, вам нужно указать адрес получателя. В сети вместо адреса выступает IP.

После этого, IP переводится из десятичной системы исчисления в двоичную и принимает привычный машинный вид в виде цифр 0 и 1.

Далее,  провайдер пересылает ваш запрос сайта на маршрутизатор (или по-другому — Роутер).
Маршрутизатор – это устройство, которое согласно таблицам маршрутов направляет передаваемые пакеты информации по указанному адресу. Маршрутизатор – это что-то вроде аналога GPS-навигатора в реальной жизни, он знает маршрут и указывает рабочий путь передаваемому пакету информации.

Пакеты передаются от одного маршрутизатора к другому, пока не достигают сервера, т.е. того IP-адреса, который был указан клиентом в виде получателя.

На web-сервере обрабатывается вся полученная информация и выдается результат в виде html-страницы, то есть обычной веб-страницы, которые мы так часто видим на экране.

Данный результат отправляется по обратной цепочке через маршрутизаторы и провайдера к нашему компьютеру, после чего встает вопрос, а куда дальше-то пакеты посылать? В какую программу?

Для этого предназначены порты.

Что такое порт?

Порт – это системный ресурс, выделяемый приложению для связи с другими приложениями в сети. Все программы для связи между собою посредством сети, используют порты.

Если провести аналогию с домом, то дом – это IP, а квартира – это порт. Список портов можно посмотреть, открыв файл services по адресу: C:\Windows\System32\drivers\etc (ваш адрес может отличаться)

Как мы видим, портов здесь достаточно много. Например, порт 25 служит для отправки почты, порт 110 для ее получения. Веб-сайты работают на порту номер 80, а система DNS, о которой мы уже говорили – на порту 53.

Мы можем проверить работу портов в браузере. Если мы введем веб-сайт и после него, укажем :80, то у нас откроется веб-сайт, а если укажем :53, то получим сообщение об ошибке следующего содержания: «Данный адрес использует порт, который, как правило, не используется для работы с веб-сайтами. В целях вашей безопасности Firefox отменил данный запрос».

Порт номер 21 используется для FTP, как мы уже знаем из прошлых уроков. Порты 135-139 используются системой Windows для доступа к общим ресурсам компьютера – папкам, принтерам. Эти порты должны быть закрыты фаерволлом для Интернета в целях безопасности. Порты 3128, 8080 используются в качестве прокси-серверов. Прокси – это компьютер-посредник, например, между моим компьютером и веб-ресурсом, на который я хочу зайти. Прокси используются для самых разных целей. Бывают бесплатные и платные прокси. Настроить их можно в настройках браузера. В браузере Firefox это делается следующим образом:

  1. Заходим в настройки

  2. Переходим в «Дополнительные»

  3. Открываем вкладку «сеть»

  4. В блоке «соединение» жмем кнопку «настроить»

  5. Переходим на ручную настройку прокси-сервера

  6. Указываем данные прокси.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Явление электромагнитной индукции и его частные случаи широко применяются в электротехнике. Для преобразования механической энергии в энергию электрического тока используются синхронные генераторы. Для повышения или понижения напряжения переменного тока применяются трансформаторы. Использование трансформаторов позволяет экономично передавать электроэнергию от электрических станций к узлам потребления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Электрические машины, Л.М. Пиотровский, Л., «Энергия», 1972.

2. Силовые трансформаторы. Справочная книга / Под ред. С.Д. Лизунова, А.К. Лоханина. М.:Энергоиздат 2004.

3. Конструирование трансформаторов. А.В. Сапожников. М.: Госэнергоиздат. 1959.

4. Расчёт трансформаторов. Учебное пособие для вузов. П.М. Тихомиров. М.: Энергия, 1976.

5. Физика-учебник для 11 класса, авторы: Г.Я. Мякишев и Б.Б. Буховцев М. Просвещение, издание 2017.

Явление электромагнитной индукции

Явление электромагнитной индукции было открыто М. Фарадеем в 1831 г. Это явление заключается в том, что если проводящий контур (проводник) поместить в переменное магнитное поле, то в контуре возникает электродвижущая сила индукции (ЭДС индукции). Если такой контур будет замкнут, то в нем потечет электрический ток, который называют током индукции.

Индукционный ток возникает в контуре, если он или его часть пересекает линии магнитной индукции, такой вывод сделал Фарадей. Магнитное поле – это вихревое поле, его линии всегда замкнуты. Линии индукции сцеплены с проводящим контуром. Изменение количества линий индукции, которые охвачены контуром, возникает, если они пересекают контур.

Значение явления электромагнитной индукции заключается в том, что оно показывает связь между электрическим и магнитными полями. Электрические токи порождают магнитные поля, а переменные магнитные поля вызывают токи.

Закон электромагнитной индукции

Закон электромагнитной индукции получен М. Фарадеем, современную формулировку данного закона мы знаем в интерпретации Максвелла.

ЭДС электромагнитной индукции () в контуре, помещенном в переменное магнитное поле, равна по величине скорости изменения магнитного потока (), который проходит через поверхность, которую ограничивает рассматриваемый контур. При этом знаки ЭДС и скорости изменения магнитного потока противоположны.

В системе международных единиц (СИ) закон электромагнитной индукции записывают так:

   

где – скорость изменения магнитного потока сквозь площадь, которую ограничивает контур. (Часто индекс у магнитного потока опускают и обозначают его Ф). Когда вычисляют ЭДС индукции и магнитный поток, учитывают то, что направление нормали к плоскости контура () и направление его обода связаны. Вектор должен быть направлен так, чтобы из его конца обход контура проходил против часовой стрелки.

Если контур составлен из N витков, соединенных последовательно (имеем соленоид), то закон электромагнитной индукции записывают как:

   

где величина называется потокосцеплением.

Знак минус в законе (1) отображает закон Ленца, который говорит о том, что ток индукции всегда направлен так, что созданный им магнитный поток, через поверхность, ограничиваемую контуром, старается уменьшить изменения магнитного потока, которые вызывают возникновение этого тока.

Магнитный поток, который охватывает контур, способен изменяться, если контур перемещается в поле или повергается деформации, магнитное поле может изменяться во времени. Величина , являясь полной производной, способна учесть все эти причины.

При движении контура в постоянном магнитном поле, ЭДС индукции возникает во всех частях контура, которые пересекают линии магнитной индукции поля. Результирующую ЭДС находят как алгебраическую сумму ЭСД участков.

Примеры решения задач

Открытая Физика. Электромагнитная индукция. Правило Ленца

Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.

Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину

Φ = B · S · cos α,

где B – модуль вектора магнитной индукции, α – угол между вектором B→ и нормалью n→ к плоскости контура (рис. 1.20.1).

Магнитный поток через замкнутый контур. Направление нормали n→ и выбранное положительное направление l→ обхода контура связаны правилом правого буравчика

Определение магнитного потока нетрудно обобщить на случай неоднородного магнитного поля и неплоского контура. Единица магнитного потока в системе СИ называется вебером (Вб). Магнитный поток, равный 1 Вб, создается магнитным полем с индукцией 1 Тл, пронизывающим по направлению нормали плоский контур площадью 1 м2:
1 Вб = 1 Тл · 1 м2.

Фарадей экспериментально установил, что при изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции ℰинд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:
ℰинд=-ΔΦΔt.

Эта формула носит название закона Фарадея.

Опыт показывает, что индукционный ток, возбуждаемый в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызывающего индукционный ток. Это утверждение, сформулированное в 1833 г., называется правилом Ленца.

Рис. 1.20.2 иллюстрирует правило Ленца на примере неподвижного проводящего контура, который находится в однородном магнитном поле, модуль индукции которого увеличивается во времени.

Иллюстрация правила Ленца. В этом примере
ΔΦΔt>0, а ℰинд < 0. Индукционный ток Iинд течет навстречу выбранному положительному направлению l→ обхода контура

Правило Ленца отражает тот экспериментальный факт, что ℰинд и ΔΦΔt всегда имеют противоположные знаки (знак «минус» в формуле Фарадея). Правило Ленца имеет глубокий физический смысл – оно выражает закон сохранения энергии.

Изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, может происходить по двум причинам.

1. Магнитный поток изменяется вследствие перемещения контура или его частей в постоянном во времени магнитном поле. Это случай, когда проводники, а вместе с ними и свободные носители заряда, движутся в магнитном поле. Возникновение ЭДС индукции объясняется действием силы Лоренца на свободные заряды в движущихся проводниках. Сила Лоренца играет в этом случае роль сторонней силы.

Рассмотрим в качестве примера возникновение ЭДС индукции в прямоугольном контуре, помещенном в однородное магнитное поле B→, перпендикулярное плоскости контура. Пусть одна из сторон контура длиной l скользит со скоростью
υ→ по двум другим сторонам (рис. 1.20.3).

Возникновение ЭДС индукции в движущемся проводнике. Указана составляющая силы Лоренца, действующей на свободный электрон

На свободные заряды на этом участке контура действует сила Лоренца. Одна из составляющих этой силы, связанная с переносной скоростью υ→ зарядов, направлена вдоль проводника. Эта составляющая указана на рис. 1.20.3. Она играет роль сторонней силы. Ее модуль равен
FЛ = eυB

Работа силы FЛ на пути l равна
A = FЛ · l = eυBl.

По определению ЭДС
ℰинд=Ae=υBl.

В других неподвижных частях контура сторонняя сила равна нулю. Соотношению для ℰинд можно придать привычный вид. За время Δt площадь контура изменяется на ΔS = lυΔt. Изменение магнитного потока за это время равно ΔΦ = BlυΔt. Следовательно,
|ℰинд|=|ΔΦΔt|.

Для того, чтобы установить знак в формуле, связывающей ℰинд и ΔΦΔt, нужно выбрать согласованные между собой по правилу правого буравчика направление нормали n→ и положительное направление обхода контура l→, как это сделано на рис. 1.20.1 и 1.20.2. Если это сделать, то легко прийти к формуле Фарадея.

Если сопротивление всей цепи равно R, то по ней будет протекать индукционный ток, равный Iинд = ℰинд/R. За время Δt на сопротивлении R выделится джоулево тепло
ΔQ=RIинд2Δt=υ2B2l2RΔt.

Возникает вопрос: откуда берется эта энергия, ведь сила Лоренца работы не совершает! Этот парадокс возник потому, что мы учли работу только одной составляющей силы Лоренца. При протекании индукционного тока по проводнику, находящемуся в магнитном поле, на свободные заряды действует еще одна составляющая силы Лоренца, связанная с относительной скоростью движения зарядов вдоль проводника. Эта составляющая ответственна за появление силы Ампера F→A. Для случая, изображенного на рис. 1.20.3, модуль силы Ампера равен FA = I B l. Сила Ампера направлена навстречу движению проводника; поэтому она совершает отрицательную механическую работу. За время Δt эта работа Aмех равна
Aмех=-FυΔt=-I B l υ Δt=-υ2B2l2RΔt.

Движущийся в магнитном поле проводник, по которому протекает индукционный ток, испытывает магнитное торможение. Полная работа силы Лоренца равна нулю. Джоулево тепло в контуре выделяется либо за счет работы внешней силы, которая поддерживает скорость проводника неизменной, либо за счет уменьшения кинетической энергии проводника.

2. Вторая причина изменения магнитного потока, пронизывающего контур, – изменение во времени магнитного поля при неподвижном контуре. В этом случае возникновение ЭДС индукции уже нельзя объяснить действием силы Лоренца. Электроны в неподвижном проводнике могут приводиться в движение только электрическим полем. Это электрическое поле порождается изменяющимся во времени магнитным полем. Работа этого поля при перемещении единичного положительного заряда по замкнутому контуру равна ЭДС индукции в неподвижном проводнике. Следовательно, электрическое поле, порожденное изменяющимся магнитным полем, не является потенциальным. Его называют вихревым электрическим полем. Представление о вихревом электрическом поле было введено в физику великим английским физиком Дж. Максвеллом в 1861 г.

Явление электромагнитной индукции в неподвижных проводниках, возникающее при изменении окружающего магнитного поля, также описывается формулой Фарадея. Таким образом, явления индукции в движущихся и неподвижных проводниках протекают одинаково, но физическая причина возникновения индукционного тока оказывается в этих двух случаях различной: в случае движущихся проводников ЭДС индукции обусловлена силой Лоренца; в случае неподвижных проводников ЭДС индукции является следствием действия на свободные заряды вихревого электрического поля, возникающего при изменении магнитного поля.

Электромагнитная индукция

Опыты Фарадея

Генератор переменного тока

Какие примеры электромагнитной индукции?

физика

Наука
  • Анатомия и физиология

  • астрономия

  • астрофизика

  • Биология

  • Химия

  • наука о планете Земля

  • Наука об окружающей среде

  • Органическая химия

  • физика

математический
  • Алгебра

  • Исчисление

  • Геометрия

  • Prealgebra

  • тригонометрия и алгебра

  • Статистика

.

Электромагнетизм — определение, примеры | Электромагнитная сила

    • Классы
      • Класс 1-3
      • Класс 4-5
      • Класс 6-10
      • Класс 11-12
    • КОНКУРЕНТНЫЙ ЭКЗАМЕН
      • BNAT 000 NC
        • BNAT 000 Книги
          • Книги NCERT для класса 5
          • Книги NCERT для класса 6
          • Книги NCERT для класса 7
          • Книги NCERT для класса 8
          • Книги NCERT для класса 9
          • Книги NCERT для класса 10
          • Книги NCERT для класса 11
          • Книги NCERT для класса 12
        • NCERT Exemplar
          • NCERT Exemplar Class 8
          • NCERT Exemplar Class 9
          • NCERT Exemplar Class 10
          • NCERT Exemplar Class 11
          • NCERT Exemplar Class 11
          • NCERT 9000 9000
          • NCERT
            • Решения RS Aggarwal, класс 12
            • Решения RS Aggarwal, класс 11
            • Решения RS Aggarwal, класс 10
            • 90 003 Решения RS Aggarwal класса 9

            • Решения RS Aggarwal класса 8
            • Решения RS Aggarwal класса 7
            • Решения RS Aggarwal класса 6
          • Решения RD Sharma
            • RD Sharma Class 6 Решения
            • Решения RD Sharma
            • Решения RD Sharma класса 8

            • Решения RD Sharma класса 9
            • Решения RD Sharma класса 10
            • Решения RD Sharma класса 11
            • Решения RD Sharma класса 12
          • PHYSICS
            • Механика
            • Оптика
            • Термодинамика Электромагнетизм
          • ХИМИЯ
            • Органическая химия
            • Неорганическая химия
            • Периодическая таблица
          • MATHS
            • Теорема Пифагора
            • 000
            • 00030003000300030004
            • Простые числа
            • Взаимосвязи и функции
            • Последовательности и серии
            • Таблицы умножения
            • Детерминанты и матрицы
            • Прибыль и убыток
            • Полиномиальные уравнения
            • Деление фракций
          • 000
          • 000
          • 000
          • 000
          • 000 BIOG3000
                FORMULAS

                • Математические формулы
                • Алгебраные формулы
                • Тригонометрические формулы
                • Геометрические формулы
              • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
                • Математические калькуляторы
                • 000 PBS4000
                • 000
                • 000 Физические калькуляторы
                • 000
                • 000
                • 000 PBS4000
                • 000
                • 000 Калькуляторы для химии
                • Класс 6

                • Образцы бумаги CBSE для класса 7
                • Образцы бумаги CBSE для класса 8
                • Образцы бумаги CBSE для класса 9
                • Образцы бумаги CBSE для класса 10
                • Образцы бумаги CBSE для класса 11
                • Образцы бумаги CBSE чел. для класса 12
              • CBSE, вопросник за предыдущий год
                • CBSE, вопросник за предыдущий год, класс 10
                • CBSE, вопросник за предыдущий год, класс 12
              • HC Verma Solutions
                • HC Verma Solutions, класс 11, физика
                • Решения HC Verma, класс 12, физика
              • Решения Лахмира Сингха
                • Решения Лакмира Сингха, класс 9
                • Решения Лакмира Сингха, класс 10
                • Решения Лакмира Сингха, класс 8
              • Примечания CBSE
                  , класс

                    CBSE Notes

                      Примечания CBSE класса 7
                    • Примечания CBSE класса 8
                    • Примечания CBSE класса 9
                    • Примечания CBSE класса 10
                    • Примечания CBSE класса 11
                    • Примечания CBSE класса 12
                  • Примечания к редакции CBSE
                    • Примечания к редакции
                      • CBSE Class
                        • Примечания к редакции класса 10 CBSE
                        • Примечания к редакции класса 11 CBSE 9000 4
                        • Примечания к редакции класса 12 CBSE
                      • Дополнительные вопросы CBSE
                        • Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
                        • Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
                        • Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
                        • Дополнительные вопросы по науке класса 9 CBSE
                        • Дополнительные вопросы по математике для класса 10

                        • Дополнительные вопросы по науке, класс 10 по CBSE
                      • CBSE, класс
                        • , класс 3
                        • , класс 4
                        • , класс 5
                        • , класс 6
                        • , класс 7
                        • , класс 8
                        • , класс 9 Класс 10
                        • Класс 11
                        • Класс 12
                      • Учебные решения
                    • Решения NCERT
                      • Решения NCERT для класса 11
                        • Решения NCERT для класса 11 по физике
                        • Решения NCERT для класса 11 Химия
                        • Решения для биологии класса 11

                        • Решения NCERT для математики класса 11
                        • 9 0003 NCERT Solutions Class 11 Accountancy

                        • NCERT Solutions Class 11 Business Studies
                        • NCERT Solutions Class 11 Economics
                        • NCERT Solutions Class 11 Statistics
                        • NCERT Solutions Class 11 Commerce
                      • NCERT Solutions For Class 12
                        • NCERT Solutions For Класс 12 по физике
                        • Решения NCERT для химии класса 12
                        • Решения NCERT для класса 12 по биологии
                        • Решения NCERT для класса 12 по математике
                        • Решения NCERT Бухгалтерский учет 12 класса
                        • Решения NCERT Класс 12 Бизнес-исследования
                        • Решения NCERT, класс 12 Экономика
                        • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
                        • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
                        • NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
                        • NCERT Solutions Class 12 Commerce
                        • NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
                      • NCERT Solutions For Класс 4
                        • Решения NCERT для математики класса 4
                        • Решения NCERT для класса 4 EVS
                      • Решения NCERT для класса 5
                        • Решения NCERT для математики класса 5
                        • Решения NCERT для класса 5 EVS
                      • Решения NCERT для класса 6
                        • Решения NCERT для математики 6 класса
                        • Решения NCERT для науки 6 класса
                        • Решения NCERT для 6 класса социальных наук
                        • Решения NCERT для 6 класса Английский
                      • Решения NCERT для класса 7
                        • Решения NCERT для класса 7 Математика
                        • Решения NCERT для класса 7 Наука
                        • Решения NCERT для класса 7 по социальным наукам
                        • Решения NCERT для класса 7 Английский
                      • Решения NCERT для класса 8
                        • Решения NCERT для класса 8 Математика
                        • Решения NCERT для класса 8 Наука
                        • Решения NCERT для социальных наук 8 класса
                        • Решение NCERT ns для класса 8 Английский
                      • Решения NCERT для класса 9
                        • Решения NCERT для социальных наук класса 9
                      • Решения NCERT для математики класса 9
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
                        • Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 2
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 3
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 4
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 5
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 6
                        • Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 7
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 8
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 9
                        • Решения NCERT

                        • для математики класса 9 Глава 10
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 11
                        • Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 12
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 13
                        • Решения

                        • NCERT для математики класса 9 Глава 14
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
                      • Решения NCERT для науки класса 9
                        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
                        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
                        • Решения NCERT для класса 9 Наука, глава 3
                        • Решения NCERT для класса 9, наука, глава 4
                        • Решения NCERT для науки класса 9, глава 5
                        • Решения NCERT для класса 9, глава 6
                        • Решения NCERT для науки класса 9, глава 7
                        • Решения NCERT для класса 9 Наука Глава 8
                        • Решения NCERT для Науки 9 класса
                        • Решения NCERT для Науки 9 Класса
                        • Решения NCERT для Науки 9 Класса Глава 12
                        • Решения NCERT для Науки 9 Класса Глава 11
                        • Решения NCERT для 9 класса Наука Глава 13
                        • Решения NCERT для класса 9 Наука Глава 14
                        • Решения NCERT для класса 9 по науке Глава 15
                      • Решения NCERT для класса 10
                        • Решения NCERT для класса 10 по социальным наукам
                      • Решения NCERT для математики 10 класса
                        • Решения NCERT для класса 10 по математике Глава 1
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 2
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 3
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 4
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 5
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 6
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 7
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 8
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 9
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 10
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 11
                        • Решения NCERT по математике класса 10 Глава 12
                        • Решения NCERT по математике класса 10 Глава 13
                        • NCERT Sol
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 15
                      • Решения NCERT для науки 10 класса
                        • Решения NCERT для науки 10 класса Глава 1
                        • Решения NCERT для науки 10 класса Глава 2
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 3
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 4
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 5
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 6
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 7
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 8
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 9
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 10
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 11
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 12
                        • Решения NCERT для науки 10 класса Глава 13
                        • Решения NCERT для науки 10 класса Глава 14
                        • Решения NCERT для науки класса 10 Глава 15

                .

                Электромагнетизм | физика | Britannica

                Электромагнетизм , наука о заряде, а также о силах и полях, связанных с зарядом. Электричество и магнетизм — два аспекта электромагнетизма.

                Британская викторина

                Викторина «Все о физике»

                Физик Дж. Дж. Атомная модель Томсона, которую иногда называют моделью сливового пудинга, описывает атом, который принимает конфигурацию?

                Электричество и магнетизм долгое время считались отдельными силами.Только в 19 веке они стали рассматриваться как взаимосвязанные явления. В 1905 году специальная теория относительности Альберта Эйнштейна вне всяких сомнений установила, что оба аспекта являются аспектами одного общего явления. Однако на практике электрические и магнитные силы ведут себя по-разному и описываются разными уравнениями. Электрические силы создаются электрическими зарядами в состоянии покоя или в движении. С другой стороны, магнитные силы создаются только движущимися зарядами и действуют исключительно на движущиеся заряды.

                Электрические явления происходят даже в нейтральной материи, потому что силы действуют на отдельные заряженные составляющие. В частности, электрическая сила отвечает за большинство физических и химических свойств атомов и молекул. Это чрезвычайно сильно по сравнению с гравитацией. Например, отсутствие только одного электрона на каждый миллиард молекул у двух 70-килограммовых (154-фунтовых) человек, стоящих на расстоянии двух метров (двух ярдов) друг от друга, оттолкнет их с силой в 30 000 тонн. В более привычном масштабе электрические явления ответственны за молнии и гром, сопровождающие определенные бури.

                Электрические и магнитные силы могут быть обнаружены в областях, называемых электрическими и магнитными полями. Эти поля являются фундаментальными по своей природе и могут существовать в космосе вдали от заряда или тока, которые их породили. Примечательно, что электрические поля могут создавать магнитные поля и наоборот, независимо от любого внешнего заряда. Как обнаружил в своей работе английский физик Майкл Фарадей, изменяющееся магнитное поле создает электрическое поле, лежащее в основе производства электроэнергии. Напротив, изменяющееся электрическое поле создает магнитное поле, как пришел к выводу шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл.Математические уравнения, сформулированные Максвеллом, включают световые и волновые явления в электромагнетизм. Он показал, что электрические и магнитные поля перемещаются вместе в пространстве как волны электромагнитного излучения, при этом изменяющиеся поля взаимно поддерживают друг друга. Примерами электромагнитных волн, распространяющихся в пространстве независимо от материи, являются радио- и телевизионные волны, микроволны, инфракрасные лучи, видимый свет, ультрафиолетовый свет, рентгеновские лучи и гамма-лучи. Все эти волны движутся с одинаковой скоростью, а именно скоростью света (примерно 300 000 километров или 186 000 миль в секунду).Они отличаются друг от друга только частотой, с которой колеблются их электрическое и магнитное поля.

                Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего 1768 First Edition с подпиской.
                Подпишитесь сегодня

                Уравнения Максвелла по-прежнему обеспечивают полное и элегантное описание электромагнетизма вплоть до субатомного масштаба, но не включая его. Однако в 20 веке интерпретация его работ расширилась. Специальная теория относительности Эйнштейна объединила электрические и магнитные поля в одно общее поле и ограничила скорость всей материи скоростью электромагнитного излучения.В конце 1960-х физики обнаружили, что у других сил в природе есть поля с математической структурой, аналогичной структуре электромагнитного поля. Эти другие силы — сильная сила, ответственная за энергию, выделяемую при ядерном синтезе, и слабая сила, наблюдаемая при радиоактивном распаде нестабильных атомных ядер. В частности, слабые и электромагнитные силы были объединены в общую силу, называемую электрослабой силой. Цель многих физиков объединить все фундаментальные силы, включая гравитацию, в одну великую единую теорию до сих пор не достигнута.

                Важным аспектом электромагнетизма является наука об электричестве, которая занимается поведением агрегатов заряда, включая распределение заряда в материи и движение заряда с места на место. Различные типы материалов классифицируются как проводники или изоляторы в зависимости от того, могут ли заряды свободно перемещаться через составляющие их вещества. Электрический ток — это мера потока зарядов; законы, управляющие токами в материи, важны в технологиях, особенно в производстве, распределении и управлении энергией.

                Понятие напряжения, как и понятия заряда и тока, является фундаментальным в науке об электричестве. Напряжение — это мера склонности заряда перетекать из одного места в другое; положительные заряды обычно имеют тенденцию перемещаться из области высокого напряжения в область более низкого напряжения. Распространенная проблема в электричестве — это определение взаимосвязи между напряжением и током или зарядом в данной физической ситуации.

                Эта статья стремится дать качественное понимание электромагнетизма, а также количественную оценку величин, связанных с электромагнитными явлениями.

                .Электромагнитная индукция

                — Перевод на японский — примеры английский


                Эти примеры могут содержать грубые слова на основании вашего поиска.


                Эти примеры могут содержать разговорные слова, основанные на вашем поиске.

                1831 — Майкл Фарадей обнаруживает электромагнитной индукции .

                1831 г. — イ ケ ル ・ フ ァ ラ デ ー が 電磁 誘導 を 発 見。

                Это было объяснено как кажущееся намагничивание, вызванное электромагнитной индукцией .

                電磁 誘導 に よ っ て 生 じ る か け の 磁化 と し て 説明 さ れ る。

                Передача данных осуществляется бесконтактным способом за счет электромагнитной индукции между противостоящими катушками.

                対 向 し た コ イ ル 間 の 電磁 誘導 に よ っ て 非 接触 で ー タ 伝 送 を 行 う。

                Стандарт Qi, который уже применялся на практике в мобильных устройствах, основан на электромагнитной индукции .

                こ の Qi 規格 は 電磁 誘導 を 利用 し た ワ イ ヤ レ ス 給 で 、 す で に さ ま な バ イ ル 機器 実 さ れ て い ま す。

                Его изображение перекликалось с изображением Майкла Фарадея, открывшего электромагнитной индукции .

                電磁 誘導 を 発 見 し た フ ァ ラ デ ィ と 人物 像 が 重 な っ た。

                Некоторые вышеупомянутые эффекты могут возникать только из-за наведенного электричества.Электростатическая или электромагнитная индукция .

                お そ ら く い く つ か 上 記 の を 誘 発 さ れ る け に よ る 進行 イ ン チ ま た は 電磁 誘導

                Bento — Designer Induction Phone Speakers Под верхней поверхностью расположены датчики электромагнитной индукции , которые улавливают уникальные магнитные волны во время воспроизведения музыки на вашем телефоне.

                Bento — индукционные телефонные колонки Designer 上面 の 下 に は 、 音 が 携 帯 電話 で 再生 さ に 固有 の 磁 気 波 を 捕捉 す る 電磁 誘導 セ ン サ あ り ま す す

                Мощность передается со стороны передачи на сторону приема с помощью электромагнитной индукции .

                電力 は 、 電磁 誘導 に よ り 送信 か ら 受 信 側 に 送 ら れ ま す。

                Он назван в честь Майкла Фарадея, британского физика и химика, открывшего принципы электромагнитной индукции и электролиза.

                電磁 誘導 の 法則 や 電 気 分解 発 見 し た イ ギ 物理学 者 ・ 化学 者 で あ る ケ ル ・ フ ァ 名

                Когда это происходит, механизмы электромагнитной индукции наводят вихревые токи, которые, в свою очередь, нагревают заготовку.

                そ の 際 、 電磁 誘導 作用 に よ っ て う ず 電流 が 誘 起 て 、 ワ ー ク を 加熱 し ま す。

                Решить эту проблему можно, установив в воде бесконтактную зарядную станцию ​​с электромагнитной индукцией .

                そ こ で 、 水中 に 電磁 誘導 を 用 い た 非 接触 で の 充電 ー シ ョ ン を 設置 す る で こ の 問題 を す る。

                Устройство кондиционирования воздуха снабжено контуром хладагента, блоком нагрева с электромагнитной индукцией и блоком управления.

                本 発 明 の 空 気 調和 装置 、 電磁 誘導 加熱 ユ ニ ッ と 、 部 と を 備 え る。

                Таким образом, можно обеспечить бесконтактную ИС-систему и мобильный терминал, способные выполнять стабильную связь, даже когда источник питания посредством электромагнитной индукции через электрическую волну очень слабый или нестабильный.

                こ れ に よ り 、 電波 を し た 電磁 誘導 に よ る 電力 供給 あ る い は 不 安定 で あ て も 安定 し た 通信 非

                В разработанном продукте используется индукционный нагрев (IH).Железный тигель нагревается электромагнитной индукцией , когда ток проходит через катушки, расположенные по его окружности.

                本 開 発 品 の た コ ル に 交流 し て 、 電磁 誘導 の 作用 に よ り 発 熱 さ IH 方式 を 採用 し

                Существует широкий спектр явлений, воздействующих на электромеханические устройства, от магнитного насыщения и скин-эффекта до , электромагнитной индукции, и движения.

                磁 気 飽和 や 表皮 効果 、 電磁 誘導 、 機器 の 運動 な ど 、 電 で は 様 々 な き て い ま す。

                Электромагнитная индукция Метод обеспечивает питание с помощью двух катушек в качестве «генератора» на передатчике и приемнике энергии.

                電磁 誘導 方式 は 、 送 電 側 、 電 側 の 2 つ の コ イ を 共振 器 と し て 利用 し て 電 し ま す。

                Генерирующая часть (1A) преобразует кинетическую энергию в электрическую посредством электромагнитной индукции .

                発 電 部 1A は 、 エ ネ ー を 電磁 誘導 を 利用 し エ ネ 変 換 す る。

                Оптимальная система обогрева с электромагнитной индукцией может быть собрана путем объединения этих устройств и аппликатора из множества типов устройств в зависимости от места работы.

                こ れ ら の ユ ニ ッ ト と ア プ ー タ と を 複数 の 種類 ニ ッ ト か ら 組 み 合 せ て 作業 場所 に 応 じ て 電磁

                Термистор (14) с электромагнитной индукцией определяет температуру хладагента, протекающего через аккумулятор (F), который составляет по меньшей мере одну секцию холодильного цикла.

                電磁 誘導 サ ー ミ ス タ (14) は 、 冷凍 サ イ ク ル と も 一部 で あ る ア ー ム 管 (F) を れ る

                Это явление называется электромагнитной индукцией . Ток, протекающий в катушке индуктивности, называется индуцированным током.

                こ の よ う な 現象 を 電磁 誘導 と い い 、 こ の 時 コ に 流 れ る 電流 電流 と い い ま す。

                ,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *