Электромагнитная индукция
Великому английскому физику Майклу Фарадею потребовалось почти 10 лет, чтобы ответить в 1831 году на вопрос: как превратить магнетизм в электричество?Эксперименты привели исследователя к однозначному ответу на данный вопрос.Электрический ток в замкнутом контуре, возникающий при изменении магнитного поля, называется индукционным.Индукционный ток, так же как и ток от гальванического элемента или аккумулятора, представляет собой упорядоченное движение электронов.
Причины электромагнитной индукции.Явление возникновения индукционного тока в контуре называют электромагнитной индукцией.Многочисленные опыты М. Фарадея привели к выводу, что индукционный ток в контуре, замкнутом на гальванометр, возникает при изменении:
магнитного поля;
ориентации контура в магнитном поле.
Во всех случаях изменяется число линий магнитной индукции, то есть меняется магнитный поток.
В России электротехника развивалась интенсивно с поддержки Николая \(I\). Развитие электротехники в Европе отозвалось открытиями и изобретениями в России.17 октября 1831 года английский физик и химик Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, ставшее основой электротехники. Электромагнитная индукция – это возникновение электродвижущей силы в проводнике при изменении внешнего магнитного поля. Одно из великих открытий человечества.
17 октября 1831 года он обвил вокруг металлического кольца два провода, один подсоединил к батарее и обнаружил ток в другом. Так была открыта электромагнитная индукция. И родилось все современное электричество. Гемфри Дэви главным открытием в жизни впоследствии считал открытие миру Майкла Фарадея.
В 1833-1834 годах ученый установил законы электролиза. Затем заменил проводящую жидкость в электролитической ванне непроводящей и на опытах доказал, электростатическая индукция зависит от среды. Аналогично, установил он, от среды зависит и взаимодействие магнитных полюсов. Доказывая, что все без исключения вещества в природе приобретают компоненту намагниченности против направления внешнего магнитного поля, открыл явление диамагнетизма. И, наконец, Фарадей открыл вращение плоскости поляризации света в магнитном поле. В каждом случае он устанавливал факт взаимодействия между сущностями, до того не связанными между собой.
Электромагнитная индукция была обнаружена независимо друг от друга Майклом Фарадеем и Джозефом Генри в 1831 году, однако Фарадей первым опубликовал результаты своих экспериментов.
В первой экспериментальной демонстрации электромагнитной индукции (август 1831) Фарадей обмотал двумя проводами противоположные стороны железного тора (конструкция похожа на современный трансформатор). Основываясь на своей оценке недавно обнаруженного свойства электромагнита, он ожидал, что при включении тока в одном проводе особого рода волна пройдёт сквозь тор и вызовет некоторое электрическое влияние на его противоположной стороне. Он подключил один провод к гальванометру и смотрел на него, когда другой провод подключал к батарее. В самом деле, он увидел кратковременный всплеск тока (который он назвал «волной электричества»), когда подключал провод к батарее, и другой такой же всплеск, когда отключал его.[5] В течение двух месяцев Фарадей нашёл несколько других проявлений электромагнитной индукции. Например, он увидел всплески тока, когда быстро вставлял магнит в катушку и вытаскивал его обратно, он генерировал постоянный ток во вращающемся вблизи магнита медном диске со скользящим электрическим проводом.
Эмилий Христианович Ленц сформулировал в 1834 году закон (правило Ленца), который описывает «поток через цепь» и даёт направление индуцированной ЭДС и тока в результате электромагнитной индукции.В1833 году русский учёный Эмилий Христианович Ленц доказал, что электрическая машина может работать как электродвигатель и как генератор электричества. Такое свойство назвали обратимостью электрических машин.В1834 году Борис Семёнович Якоби построил действующий «магнитный аппарат» вращательного движения — классический электродвигатель; послал описание в Парижскую академию наук.
Применение электромагнитной индукции
Принцип работы индукционной плиты основан на явлении электромагнитной индукции. Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают не только в проволочных контурах, но и в массивных образцах металла. Эти токи называют вихревыми токами, или токами Фуко. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание. Принцип работы индукционной плиты показан на рисунке. Под стеклокерамической поверхностью плиты находится катушка индуктивности, по которой протекает переменный электрический ток, создающий переменное магнитное поле. Частота тока составляет20-60кГц. В дне посуды наводятся токи индукции, которые нагревают его, а заодно и помещённые в посуду продукты. Нет никакой теплопередачи снизу вверх, от конфорки через стекло к посуде, а значит, нет и тепловых потерь. С точки зрения эффективности использования потребляемой электроэнергии индукционная плита выгодно отличается от всех других типов кухонных плит.
.png)
