وبعد اكتشاف أورستد وأمبير، أصبح من الواضح أن للكهرباء قوة مغناطيسية. الآن كان من الضروري تأكيد تأثير الظواهر المغناطيسية على الظواهر الكهربائية. قام فاراداي بحل هذه المشكلة ببراعة.
ولد مايكل فاراداي (1791-1867) في لندن، في واحدة من أفقر مناطقها. كان والده حدادًا، وكانت والدته ابنة مزارع مستأجر. عندما وصل فاراداي إلى سن المدرسة، تم إرساله إلى مدرسة إبتدائية. كانت الدورة التي درسها فاراداي هنا ضيقة للغاية وكانت مقتصرة فقط على تعلم القراءة والكتابة والبدء في العد.
على بعد خطوات قليلة من المنزل الذي تعيش فيه عائلة فاراداي، كانت هناك مكتبة، وكانت أيضًا مؤسسة لتجليد الكتب. هذا هو المكان الذي انتهى به فاراداي، بعد أن أكمل دورة المدرسة الابتدائية، عندما نشأ السؤال حول اختيار مهنة له. كان مايكل يبلغ من العمر 13 عامًا فقط في ذلك الوقت.
بالفعل في شبابه، عندما كان فاراداي قد بدأ للتو تعليمه الذاتي، سعى إلى الاعتماد حصريًا على الحقائق والتحقق من رسائل الآخرين من خلال تجاربه الخاصة. سيطرت عليه هذه التطلعات طوال حياته باعتبارها السمات الرئيسية لنشاطه العلمي.
بدأ فاراداي في إجراء التجارب الفيزيائية والكيميائية عندما كان صبيًا عند أول معرفة له بالفيزياء والكيمياء. في أحد الأيام، حضر مايكل إحدى محاضرات همفري ديفي، الفيزيائي الإنجليزي العظيم. قام فاراداي بتدوين مذكرة مفصلة عن المحاضرة، وقام بتغليفها وإرسالها إلى ديفي. لقد تأثر كثيرًا لدرجة أنه دعا فاراداي للعمل معه كسكرتير. وسرعان ما ذهب ديفي في رحلة إلى أوروبا وأخذ فاراداي معه. وعلى مدار عامين، قاموا بزيارة أكبر الجامعات الأوروبية.
بعد عودته إلى لندن عام 1815، بدأ فاراداي العمل كمساعد في أحد مختبرات المعهد الملكي في لندن. لقد كانت واحدة من الأفضل في ذلك الوقت المختبرات الفيزيائيةمن عام 1816 إلى عام 1818، نشر فاراداي عددًا من الملاحظات الصغيرة والمذكرات القصيرة عن الكيمياء. يعود أول عمل لفاراداي في الفيزياء إلى عام 1818.
استنادًا إلى تجارب أسلافه والجمع بين العديد من تجاربه الخاصة، بحلول سبتمبر 1821، نشر مايكل "تاريخ تقدم الكهرومغناطيسية". بالفعل في هذا الوقت، قام بتشكيل مفهوم صحيح تماما لجوهر ظاهرة انحراف الإبرة المغناطيسية تحت تأثير التيار. وبعد أن حقق هذا النجاح، ترك فاراداي دراسته في مجال الكهرباء لمدة عشر سنوات، وتفرغ لدراسة عدد من المواضيع من نوع مختلف.
في عام 1823، قام فاراداي بأحد أهم الاكتشافات في مجال الفيزياء - فهو أول من قام بتسييل الغاز، وفي الوقت نفسه أنشأ طريقة بسيطة ولكنها فعالة لتحويل الغازات إلى سائل.
في عام 1824، قام فاراداي بعدة اكتشافات في مجال الفيزياء. من بين أمور أخرى، أثبت حقيقة أن الضوء يؤثر على لون الزجاج، وتغييره.
في العام القادمتحول فاراداي مرة أخرى من الفيزياء إلى الكيمياء، وكانت نتيجة عمله في هذا المجال اكتشاف البنزين وحمض الكبريت النفثالين.في عام 1831، نشر فاراداي نوع خاص من الأطروحة خطأ بصري وهم"، والذي كان بمثابة الأساس لقذيفة بصرية جميلة وغريبة تسمى "chromotrope". وفي العام نفسه، نُشرت أطروحة أخرى للعالم بعنوان "عن الصفائح الاهتزازية".
يمكن للعديد من هذه الأعمال أن تخلد اسم مؤلفها. ولكن الأهم من الأعمال العلميةتركز أبحاث فاراداي على مجالات الكهرومغناطيسية والحث الكهربائي. بالمعنى الدقيق للكلمة، فإن فرعًا مهمًا من الفيزياء يعالج ظواهر الكهرومغناطيسية والكهرباء الحثية، والذي يتمتع حاليًا بأهمية هائلة للتكنولوجيا، أنشأه فاراداي من لا شيء.
بحلول الوقت الذي كرس فيه فاراداي نفسه أخيرًا للبحث في مجال الكهرباء، ثبت أنه متى في ظل الظروف العاديةفوجود جسم مكهرب يكفي لتأثيره على إثارة الكهرباء في أي جسم آخر.
وفي الوقت نفسه، كان معروفًا أن السلك الذي يمر عبره التيار والذي يمثل أيضًا جسمًا مكهربًا ليس له أي تأثير على الأسلاك الأخرى الموضوعة بالقرب منه. ما سبب هذا الاستثناء؟ هذا هو السؤال الذي أثار اهتمام فاراداي والذي قاده حله إلى أهم الاكتشافات في مجال كهرباء الحث.
وكما كانت عادته، بدأ فاراداي سلسلة من التجارب المصممة لتوضيح جوهر الأمر. قام فاراداي بلف سلكين معزولين متوازيين مع بعضهما البعض على نفس شوبك الخشبي. قام بتوصيل طرفي أحد السلكين ببطارية مكونة من عشر خلايا، ونهايات الآخر بجهاز جلفانومتر حساس. عندما يمر تيار عبر السلك الأول، وجه فاراداي كل انتباهه إلى الجلفانومتر، متوقعًا أن يلاحظ من خلال اهتزازاته ظهور تيار في السلك الثاني. ومع ذلك، لم يحدث شيء من هذا القبيل: ظل الجلفانومتر هادئًا. قرر فاراداي زيادة القوة الحالية وأدخل 120 عنصرًا كلفانيًا في الدائرة. وكانت النتيجة نفسها. كرر فاراداي هذه التجربة عشرات المرات وحقق نفس النجاح. وأي شخص آخر في مكانه كان سيترك التجارب وهو مقتنع بأن التيار الذي يمر عبر سلك ليس له أي تأثير على السلك المجاور. لكن فاراداي حاول دائما أن يستخرج من تجاربه وملاحظاته كل ما يمكن أن يقدمه، وبالتالي، دون تلقي تأثير مباشر على السلك المتصل بالجلفانومتر، بدأ في البحث عن آثار جانبية.
لقد لاحظ على الفور أن الجلفانومتر، الذي ظل هادئًا تمامًا أثناء مرور التيار بالكامل، بدأ في التأرجح عند إغلاق الدائرة نفسها وعند فتحها. اتضح أنه في اللحظة التي يتم فيها تمرير تيار إلى السلك الأول، وأيضًا عندما يتوقف هذا النقل، يتم إثارة تيار أيضًا في السلك الثاني، والذي في الحالة الأولى له اتجاه معاكس للتيار الأول ونفس الاتجاه معها في الحالة الثانية وتستمر لحظة واحدة فقط، وقد أطلق فاراداي على التيارات اللحظية الثانوية الناتجة عن تأثير التيارات الأولية اسم الحث، وبقي هذا الاسم معهم حتى يومنا هذا.
نظرًا لكونها لحظية، وتختفي على الفور بعد ظهورها، فإن التيارات الحثية لن يكون لها أي أهمية عملية إذا لم يجد فاراداي طريقة، بمساعدة جهاز مبتكر (مقوم التيار)، لمقاطعة وإعادة توصيل التيار الأساسي القادم من البطارية باستمرار على طول السلك الأول، وبفضل ذلك يتم إثارة السلك الثاني باستمرار بواسطة المزيد والمزيد من التيارات الحثية الجديدة، وبالتالي يصبح ثابتًا. وهكذا تم العثور على مصدر جديد طاقة كهربائية، بالإضافة إلى ما سبق (الاحتكاك والعمليات الكيميائية)، - الحث، و النوع الجديدهذه الطاقة هي الكهرباء الحثية.
ومع مواصلة تجاربه، اكتشف فاراداي أيضًا أن مجرد جلب سلك ملتوي إلى منحنى مغلق قريب من آخر يتدفق من خلاله تيار كلفاني يكفي لإثارة تيار حثي في السلك المحايد في الاتجاه المعاكس للتيار الجلفاني، وأن إزالة التيار الجلفاني يثير السلك المحايد مرة أخرى تيارًا حثيًا فيه، حيث يكون التيار بالفعل في نفس اتجاه التيار الكلفاني الذي يتدفق على طول سلك ثابت، وأخيرًا، يتم إثارة هذه التيارات الحثية فقط أثناء اقتراب السلك من الموصل وإزالته للتيار الجلفاني، وبدون هذه الحركة لا تستثار التيارات مهما كانت الأسلاك قريبة من بعضها البعض. وهكذا تم اكتشاف ظاهرة جديدة تشبه ظاهرة الحث الموصوفة أعلاه عندما ينغلق التيار الجلفاني ويتوقف.
هذه الاكتشافات بدورها أدت إلى اكتشافات جديدة. إذا كان من الممكن إحداث تيار حثي عن طريق قصر الدائرة وإيقاف التيار الجلفاني، ألن يتم الحصول على نفس النتيجة عن طريق مغنطة الحديد وإزالة مغنطته؟ لقد أثبت عمل أورستد وأمبير بالفعل العلاقة بين المغناطيسية والكهرباء. ومن المعروف أن الحديد يصبح مغناطيساً عندما يلتف حوله سلك معزول ويمر عبر الأخير تيار كلفاني، وذلك الخواص المغناطيسيةمن هذا الحديد يتوقف بمجرد توقف التيار. بناءً على ذلك، توصل فاراداي إلى هذا النوع من التجارب: حيث تم لف سلكين معزولين حول حلقة حديدية؛ بسلك واحد ملفوف حول نصف الحلقة والآخر حول الآخر.
تم تمرير تيار من بطارية كلفانية عبر سلك واحد، وتم توصيل طرفي الآخر بجهاز جلفانومتر. وهكذا، عندما ينغلق التيار أو يتوقف، وبالتالي، عندما تكون الحلقة الحديدية ممغنطة أو مغنطة، تذبذبت إبرة الجلفانومتر بسرعة ثم توقفت بسرعة، أي أن نفس التيارات الحثية اللحظية كانت متحمسة في السلك المحايد - هذه المرة: بالفعل تحت تأثير المغناطيسية. وهكذا، هنا لأول مرة تم تحويل المغناطيسية إلى كهرباء.بعد تلقي هذه النتائج، قرر فاراداي تنويع تجاربه. بدلا من حلقة الحديد، بدأ في استخدام شريط الحديد. فبدلاً من إثارة المغناطيسية في الحديد بواسطة التيار الجلفاني، قام بمغنطة الحديد عن طريق ملامسته لمغناطيس فولاذي دائم. وكانت النتيجة نفسها: دائمًا في السلك الملتف حول الحديد! كان التيار متحمسًا في لحظة مغنطة وإزالة مغنطة الحديد. ثم أدخل فاراداي مغناطيسًا فولاذيًا في السلك اللولبي - وقد أدى الاقتراب من الأخير وإزالته إلى حدوث تيارات مستحثة في السلك. باختصار، تعمل المغناطيسية، بمعنى التيارات التحريضية المثيرة، بنفس الطريقة التي يعمل بها التيار الجلفاني.
في ذلك الوقت، كان الفيزيائيون مهتمين بشدة بشيء واحد ظاهرة غامضة، اكتشفه أراجو عام 1824 ولم يجد أي تفسير، على الرغم من ذلك؛ حقيقة أن هذا التفسير كان مطلوبًا بشكل مكثف من قبل علماء بارزين في ذلك الوقت مثل أراجو نفسه وأمبير وبواسون وباباج وهيرشل. الحالة كنت على النحو التالي. الإبرة المغناطيسية، المعلقة بحرية، تستقر بسرعة إذا تم وضع دائرة من المعدن غير المغناطيسي تحتها؛ إذا تم بعد ذلك تدوير الدائرة، تبدأ الإبرة المغناطيسية في التحرك خلفها. في حالة الهدوءكان من المستحيل اكتشاف أدنى تجاذب أو تنافر بين الدائرة الخامسة والسهم، في حين أن نفس الدائرة التي كانت تتحرك، لم تسحب خلفها سهمًا خفيفًا فحسب، بل أيضًا مغناطيسًا ثقيلًا. هذا صحيح ظاهرة معجزةبدا للعلماء في ذلك الوقت لغزا غامضا، وهو أمر يتجاوز حدود الطبيعة. فاراداي، بناء على البيانات المذكورة أعلاه، افترض أن دائرة من المعدن غير المغناطيسي، تحت تأثير المغناطيس، أثناء الدوران تدور حول التيارات الحثية، التي تؤثر على الإبرة المغناطيسية وتسحبها على طول المغناطيس. وبالفعل، فمن خلال إدخال حافة دائرة بين قطبي مغناطيس كبير على شكل حدوة حصان وربط مركز الدائرة وحافةها بالجلفانومتر بسلك، حصل فاراداي على تيار كهربائي ثابت عند دوران الدائرة.
بعد ذلك، ركز فاراداي على ظاهرة أخرى كانت آنذاك تثير فضول الجميع. كما تعلم، إذا قمت برش برادة الحديد على مغناطيس، فإنها تتجمع على طول خطوط معينة تسمى المنحنيات المغناطيسية. لفت فاراداي الانتباه إلى هذه الظاهرة، وأطلق على المنحنيات المغناطيسية اسم "خطوط القوة المغناطيسية" في عام 1831، والتي أصبحت فيما بعد قيد الاستخدام العام. دراسة هذه "الخطوط" قادت فاراداي إلى اكتشاف جديد؛ حيث تبين أنه من أجل إثارة التيارات المستحثة، ليس من الضروري اقتراب المصدر وبعده عن القطب المغناطيسي. ولإثارة التيارات يكفي عبور خطوط القوة المغناطيسية بطريقة معروفة.
اكتسب عمل فاراداي الإضافي في الاتجاه المذكور، من وجهة نظر معاصرة، طابع شيء معجزة تمامًا. في بداية عام 1832، أظهر جهازًا يتم من خلاله إثارة التيارات الحثية دون مساعدة المغناطيس أو التيار الجلفاني.
يتكون الجهاز من شريط حديدي موضوع في ملف سلكي.
وهذا الجهاز في الظروف العادية لم يعط أدنى إشارة لظهور تيارات فيه؛ ولكن بمجرد إعطاء اتجاه يتوافق مع اتجاه الإبرة المغناطيسية، يتم إثارة تيار في السلك. ثم أعطى فاراداي موضع الإبرة المغناطيسية لملف واحد ثم أدخل فيه شريطًا حديديًا: تم إثارة التيار مرة أخرى. والسبب الذي أحدث التيار في هذه الحالات هو المغناطيسية الأرضية، التي أحدثت تيارات حثية مثل المغناطيس العادي أو التيار الجلفاني. ولإظهار ذلك وإثباته بشكل أكثر وضوحًا، أجرى فاراداي تجربة أخرى أكدت اعتباراته بالكامل. لقد استنتج أنه إذا كانت دائرة من معدن غير مغناطيسي، مثل النحاس، تدور في موضع تتقاطع فيه خطوط القوة المغناطيسية لمغناطيس مجاور، وتنتج تيارًا حثيًا، فإن نفس الدائرة، تدور في غياب وجود تيار تحريضي. المغناطيس، ولكن في الموضع الذي تتقاطع فيه الدائرة مع خطوط المغناطيسية الأرضية، يجب أيضًا أن يعطي تيارًا حثيًا. وبالفعل، أنتجت دائرة نحاسية تم تدويرها في مستوى أفقي تيارًا تحريضيًا أدى إلى انحراف ملحوظ في إبرة الجلفانومتر.أنهى فاراداي سلسلة دراساته في مجال الحث الكهربائي باكتشافه في عام 1835 "التأثير الاستقرائي للتيار على نفسه". اكتشف أنه عند إغلاق أو فتح تيار كلفاني، يتم تحفيز تيارات حثية لحظية في السلك نفسه، والذي يعمل كموصل لهذا التيار.
أعطى الفيزيائي الروسي إميل خريستوفوروفيتش لينز (1804-1861) قاعدة لتحديد اتجاه التيار التعريفي.
"يتم توجيه تيار الحث دائمًا بطريقة تجعل المجال المغناطيسي الذي يخلقه يعقد أو يمنع الحركة المسببة للتحريض" ، يلاحظ أ.أ. كوروبكو ستيفانوف في مقالته عن الحث الكهرومغناطيسي. - على سبيل المثال، عندما يقترب الملف من المغناطيس، يكون للتيار المستحث الناتج اتجاه بحيث يكون المجال المغناطيسي الناتج عنه معاكسًا للمجال المغناطيسي للمغناطيس. ونتيجة لذلك، تنشأ قوى تنافر بين الملف والمغناطيس.
تنبع قاعدة لينز من قانون حفظ وتحويل الطاقة. إذا أدت التيارات المستحثة إلى تسريع الحركة التي سببتها، فسيتم خلق الشغل من لا شيء. الملف نفسه، بعد دفع طفيف، سوف يندفع نحو المغناطيس، وفي الوقت نفسه سيطلق تيار الحث الحرارة فيه. في الواقع، يتم إنشاء التيار المستحث نتيجة عمل تقريب المغناطيس والملف من بعضهما البعض.
لماذا يحدث التيار المستحث؟ شرح عميق لظاهرة الحث الكهرومغناطيسي قدمه الفيزيائي الإنجليزي جيمس كليرك ماكسويل، مبتكر النظرية الرياضية الكاملة للحث الكهرومغناطيسي. حقل مغناطيسي.
لفهم جوهر الأمر بشكل أفضل، فكر في تجربة بسيطة للغاية. دع الملف يتكون من لفة واحدة من السلك ويتم اختراقه بواسطة مجال مغناطيسي متناوب عمودي على مستوى المنعطف. ينشأ تيار مستحث بشكل طبيعي في الملف. لقد فسر ماكسويل هذه التجربة بجرأة استثنائية وبشكل غير متوقع. عندما يتغير المجال المغناطيسي في الفضاء، وفقًا لماكسويل، تنشأ عملية ليس لوجود ملف سلكي فيها أي أهمية. الشيء الرئيسي هنا هو ظهور خطوط المجال الكهربائي الحلقية المغلقة التي تغطي مجالًا مغناطيسيًا متغيرًا.
تحت تأثير المجال الكهربائي الناتج، تبدأ الإلكترونات في التحرك، وينشأ تيار كهربائي في الملف. الملف هو ببساطة جهاز يسمح لك بالكشف الحقل الكهربائي. جوهر ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي هو أن المجال المغناطيسي المتناوب يولد دائمًا مجالًا كهربائيًا بخطوط قوة مغلقة في الفضاء المحيط. ويسمى هذا المجال بحقل دوامة.
البحث في مجال الحث الناتج عن المغناطيسية الأرضية أعطى فاراداي الفرصة للتعبير عن فكرة التلغراف في عام 1832، والتي شكلت بعد ذلك أساس هذا الاختراع.
بشكل عام، فإن اكتشاف الحث الكهرومغناطيسي ليس بدون سبب يعتبر أحد أبرز الاكتشافات في القرن التاسع عشر - حيث يعتمد عمل ملايين المحركات الكهربائية ومولدات التيار الكهربائي في جميع أنحاء العالم على هذه الظاهرة...
قانون الحث الكهرومغناطيسي هو صيغة تشرح تكوين المجالات الكهرومغناطيسية في حلقة مغلقة للموصل عندما تتغير شدة المجال المغناطيسي. تشرح هذه الفرضية تشغيل المحولات والخانقات وغيرها من المنتجات التي تدعم تطور التكنولوجيا اليوم.
قصة مايكل فاراداي
تم إخراج مايكل فاراداي من المدرسة مع أخيه الأكبر بسبب إعاقة في النطق. قام مكتشف الحث الكهرومغناطيسي بالتلفظ مما أثار غضب المعلم. لقد أعطت المال لشراء عصا وجلد عميل معالج النطق المحتمل. والأخ الأكبر لمايكل.
كان نجم العلم المستقبلي هو حقًا حبيبي القدر. على طول مسار الحياةلقد وجد المساعدة بالمثابرة. أعاد الأخ العملة بازدراء، وأبلغ والدته بالحادثة. لم تكن الأسرة تعتبر غنية، وكان الأب، وهو حرفي موهوب، يواجه صعوبة في تغطية نفقاته. بدأ الإخوة في البحث عن عمل مبكرًا: كانت الأسرة تعيش على الصدقات منذ عام 1801، وكان مايكل في عامه العاشر في ذلك الوقت.
في سن الثالثة عشرة، دخل فاراداي محل بيع الكتب كصبي توصيل الصحف. عبر المدينة بأكملها بالكاد يصل إلى عناوين على طرفي نقيض من لندن. نظرًا لاجتهاده، منح مالك Ribot فاراداي وظيفة كمتدرب في تجليد الكتب لمدة سبع سنوات مجانًا. في العصور القديمة، كان رجل في الشارع يدفع للسيد مقابل عملية الحصول على حرفة ما. مثل مهارة جورج أوم كميكانيكي، كانت عملية تجليد الكتب التي قام بها فاراداي مفيدة تمامًا في المستقبل. دور كبيرلعبت من خلال حقيقة أن مايكل قرأ بدقة الكتب التي تدخل في عمله.
يكتب فاراداي أنه صدق بسهولة أطروحة السيدة مارسيت (محادثات حول الكيمياء) وحكايات ألف ليلة وليلة. لعبت الرغبة في أن تصبح عالما دورا في هذا الأمر دور مهم. فاراداي يختار اتجاهين: الكهرباء والكيمياء. في الحالة الأولى، المصدر الرئيسي للمعرفة هو الموسوعة البريطانية. يتطلب العقل الفضولي تأكيد ما هو مكتوب، ويختبر الموثق الشاب باستمرار معرفته في الممارسة العملية. يصبح فاراداي مجربًا ذا خبرة، وسيلعب دورًا رائدًا في دراسة الحث الكهرومغناطيسي.
دعونا نتذكر أننا نتحدث عن طالب ليس له دخل خاص به. قدم الأخ الأكبر والأب المساعدة قدر استطاعتهما. من الكواشف الكيميائية إلى تجميع مولد الكهرباء الساكنة، تتطلب التجارب مصدرًا للطاقة. في الوقت نفسه، تمكن فاراداي من حضور محاضرات مدفوعة الأجر في العلوم الطبيعية ويكتب معرفته بدقة في دفتر ملاحظات. ثم يقوم بربط الملاحظات باستخدام المهارات المكتسبة. ينتهي التدريب المهني في عام 1812، ويبدأ فاراداي في البحث عن عمل. المالك الجديد لا يتقبل ذلك، وعلى الرغم من احتمال أن يصبح وريثًا للشركة، فإن مايكل في طريقه لاكتشاف الحث الكهرومغناطيسي.
مسار فاراداي العلمي
في عام 1813، ابتسم القدر للعالم الذي أعطى العالم فكرة عن الحث الكهرومغناطيسي: فقد تمكن من الحصول على منصب سكرتير السير همفري ديفي، وستلعب فترة قصيرة من التعارف دورًا في المستقبل. لم يعد فاراداي يتحمل القيام بواجبات تجليد الكتب لفترة أطول، لذلك كتب رسالة إلى جوزيف بانكس، رئيس الجمعية العلمية الملكية آنذاك. ستخبرك حقيقة عن طبيعة أنشطة المنظمة: حصل فاراداي على منصب يسمى كبير الموظفين: فهو يساعد المحاضرين، ويمسح الغبار عن المعدات، ويراقب النقل. يتجاهل جوزيف بانكس الرسالة، ولا يفقد مايكل قلبه ويكتب إلى ديفي. ففي النهاية، لا توجد منظمات علمية أخرى في إنجلترا!
ديفي منتبه جدًا لأنه يعرف مايكل شخصيًا. نظرًا لعدم كونه موهوبًا بشكل طبيعي بالقدرة على التحدث - تذكر تجربته المدرسية - والتعبير عن الأفكار كتابيًا، يتلقى فاراداي دروسًا خاصة لتطوير المهارات اللازمة. يقوم بتنظيم تجاربه بعناية في دفتر ملاحظات ويعبر عن أفكاره في دائرة من الأصدقاء والأشخاص ذوي التفكير المماثل. بحلول الوقت الذي التقى فيه بالسير همفري، كان ديفي قد حقق مهارة رائعة، وقدم التماسًا لقبول العالم الجديد في المنصب المذكور أعلاه. فاراداي سعيد، ولكن في البداية كانت هناك فكرة لتعيين عبقري المستقبل لغسل الأطباق...
وبإرادة القدر يضطر مايكل للاستماع إلى محاضرات حول مواضيع مختلفة. كان الأساتذة يحتاجون إلى المساعدة بشكل دوري فقط؛ وبخلاف ذلك، سُمح لهم بالتواجد في الفصول الدراسية والاستماع. وبالنظر إلى تكلفة التعليم في جامعة هارفارد، أصبح هذا نشاطًا ترفيهيًا جيدًا. بعد ستة أشهر من العمل الرائع (أكتوبر 1813)، يدعو ديفي فاراداي إلى رحلة إلى أوروبا، انتهت الحرب، تحتاج إلى النظر حولها. أصبحت هذه مدرسة جيدة لمكتشف الحث الكهرومغناطيسي.
عند عودته إلى إنجلترا (1816)، حصل فاراداي على لقب مساعد مختبر ونشر أول عمل له حول دراسة الحجر الجيري.
أبحاث الكهرومغناطيسية
ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي هي تحريض القوة الدافعة الكهربية في موصل تحت تأثير المجال المغناطيسي المتغير. اليوم، تعمل الأجهزة على هذا المبدأ، من المحولات إلى المواقد. مُنحت البطولة في الميدان إلى هانز أورستد، الذي لاحظ في 21 أبريل 1820 تأثير الدائرة المغلقة على إبرة البوصلة. وقد نُشرت ملاحظات مماثلة في شكل ملاحظات كتبها جيوفاني دومينيكو روماجنوسي في عام 1802.
ميزة العالم الدنماركي هي أنه جذب العديد من العلماء البارزين إلى هذه القضية. لذلك، لوحظ أن الإبرة تنحرف بواسطة موصل يحمل تيارًا، وفي خريف ذلك العام ولد أول جلفانومتر. أصبح جهاز القياس في مجال الكهرباء عونا كبيرا للكثيرين. على طول الطريق، تم التعبير عن وجهات نظر مختلفة، على وجه الخصوص، أعلن ولاستون أنه سيكون من الجيد جعل موصل يحمل تيارًا يدور بشكل مستمر تحت تأثير المغناطيس. في العشرينات من القرن التاسع عشر، سادت النشوة حول هذه المسألة، وقبل ذلك، كانت المغناطيسية والكهرباء تعتبر ظواهر مستقلة.
في خريف عام 1821، تم إحياء الفكرة على يد مايكل فاراداي. ويقال أن أول محرك كهربائي ولد في ذلك الوقت. في 12 سبتمبر 1821، كتب فاراداي في رسالة إلى غاسبار دي لا ريف:
"اكتشفت أن تجاذب وتنافر الإبرة المغناطيسية مع سلك يمر به تيار هو لعبة أطفال. ستقوم قوة معينة بتدوير المغناطيس بشكل مستمر تحت تأثير التيار الكهربائي. لقد قمت ببناء حسابات نظرية وتمكنت من تنفيذها عمليا.
لم تكن الرسالة الموجهة إلى دي لا ريف مجرد حادث. ومع تطوره في المجال العلمي، اكتسب فاراداي العديد من المؤيدين وكان عدوه الوحيد العنيد هو السير همفري ديفي. تم اعتبار الإعداد التجريبي بمثابة سرقة أدبية لفكرة ولاستون. التصميم التقريبي:
- الوعاء الفضي مملوء بالزئبق. يتمتع المعدن السائل بموصلية كهربائية جيدة ويعمل كجهة اتصال متحركة.
- يوجد في الجزء السفلي من الوعاء كعكة من الشمع، حيث يتم إدخال قضيب مغناطيسي بعمود واحد. والثاني يرتفع فوق سطح الزئبق.
- سلك متصل بمصدر يتدلى من ارتفاع. نهايته مغمورة في الزئبق. السلك الثاني بالقرب من حافة الوعاء.
- إذا مررت تيارًا كهربائيًا مباشرًا عبر دائرة مغلقة، يبدأ السلك في وصف دوائر حول الزئبق. يصبح مركز الدوران مغناطيسًا دائمًا.
يُطلق على التصميم اسم أول محرك كهربائي في العالم. لكن تأثير الحث الكهرومغناطيسي لم يظهر بعد. هناك تفاعل بين مجالين، لا أكثر. بالمناسبة، فاراداي لم يتوقف، وصنع وعاء حيث يكون السلك ثابتًا، ويتحرك المغناطيس (مشكلًا سطح الدوران - مخروط). وأثبت أنه لا يوجد فرق جوهري بين المصادر الميدانية. ولهذا السبب يسمى الحث الكهرومغناطيسي.
اتُهم فاراداي على الفور بالسرقة الأدبية، وتمت مطاردته لعدة أشهر، حيث كتب عنها بمرارة لأصدقائه الموثوقين. في ديسمبر 1821، جرت محادثة مع ولاستون، وبدا أن الحادثة قد تمت تسويتها، ولكن... بعد ذلك بقليل، استأنفت مجموعة من العلماء هجماتهم، وأصبح السير همفري ديفي رئيسًا للمعارضة. كان جوهر الشكاوى الرئيسية هو معارضة فكرة قبول فاراداي كعضو في الجمعية الملكية. وقد أثر هذا بشدة على مكتشف قانون الحث الكهرومغناطيسي في المستقبل.
اكتشاف قانون الحث الكهرومغناطيسي
لبعض الوقت، بدا فاراداي وكأنه يتخلى عن فكرة البحث في مجال الكهرباء. كان السير همفري ديفي هو الشخص الوحيد الذي رمى الكرة ضد ترشيح مايكل. ربما لم يرغب الطالب السابق في إزعاج الراعي الذي كان في ذلك الوقت رئيسًا للجمعية. لكن فكرة وحدة العمليات الطبيعية كانت تعذبني باستمرار: إذا كان من الممكن تحويل الكهرباء إلى مغناطيسية، فيجب علينا أن نحاول القيام بالعكس.
نشأت هذه الفكرة -بحسب بعض المصادر- عام 1822، وكان فاراداي يحمل معه باستمرار قطعة من خام الحديد تشبه، لتكون بمثابة «عقدة للذاكرة». منذ عام 1825، كونه عضوا كامل العضوية في الجمعية الملكية، تلقى مايكل منصب رئيس المختبر وقام على الفور بالابتكارات. ويجتمع الموظفون الآن مرة واحدة في الأسبوع لإلقاء محاضرات تتضمن عروضًا مرئية للأجهزة. تدريجيا، يصبح المدخل مفتوحا، حتى الأطفال يحصلون على فرصة تجربة أشياء جديدة. يمثل هذا التقليد بداية أمسيات الجمعة الشهيرة.
لمدة خمس سنوات كاملة درس فاراداي الزجاج البصري، ولم تحقق المجموعة نجاحًا كبيرًا، ولكن كانت هناك نتائج عملية. حدث الحدث الرئيسي- تنتهي حياة همفري ديفي، الذي قاوم باستمرار تجارب الكهرباء. فاراداي يرفض عرض عقد جديد مدته خمس سنوات ويبدأ الآن بحث مفتوحمما أدى مباشرة إلى الحث المغناطيسي. وفقًا للأدبيات، استمرت السلسلة 10 أيام، موزعة بشكل غير متساو بين 29 أغسطس و4 نوفمبر 1831. يصف فاراداي إعداد مختبره الخاص:
باستخدام حديد دائري ناعم (شديد المغناطيسية) مقاس 7/8 بوصة، صنعت حلقة بنصف قطر خارجي يبلغ 3 بوصات. في الواقع، اتضح أنه جوهر. تم فصل اللفات الأساسية الثلاثة عن بعضها البعض نسيج القطنوسلك خياط حتى يمكنك دمجهما في قطعة واحدة أو استخدامها بشكل منفصل. يبلغ طول السلك النحاسي في كل منها 24 قدمًا. يتم فحص جودة العزل باستخدام البطاريات. يتكون الملف الثانوي من جزأين، طول كل منهما 60 قدمًا، ويفصل بينهما مسافة.
من مصدر (يفترض أنه عنصر ولاستون)، والذي يتكون من 10 ألواح، مساحة كل منها 4 بوصات مربعة، تم إمداد الطاقة إلى الملف الأولي. تم قطع دائرة طرفي الدائرة الثانوية بقطعة من السلك، ووُضعت إبرة بوصلة على طول الدائرة على بعد ثلاثة أقدام من الحلقة. عندما تم إغلاق مصدر الطاقة، بدأت الإبرة الممغنطة على الفور في التحرك، وبعد فترة زمنية عادت إلى مكانها الأصلي. ومن الواضح أن اللف الأولي يسبب استجابة في الثانوية. الآن يمكننا أن نقول أن المجال المغناطيسي ينتشر عبر القلب ويحفز المجال الكهرومغناطيسي عند خرج المحول.
الحث الكهرومغناطيسي- وهي ظاهرة تتمثل في حدوث تيار كهربائي في موصل مغلق نتيجة تغير المجال المغناطيسي الذي يوجد فيه. تم اكتشاف هذه الظاهرة من قبل الفيزيائي الإنجليزي م. فاراداي عام 1831. ويمكن تفسير جوهرها من خلال عدة تجارب بسيطة.
موصوفة في تجارب فاراداي مبدأ الحصول على التيار المترددتستخدم في المولدات الحثية التي تولد الطاقة الكهربائية في محطات الطاقة الحرارية أو الكهرومائية. يتم التغلب على مقاومة دوران دوار المولد، والتي تنشأ عندما يتفاعل التيار التعريفي مع المجال المغناطيسي، عن طريق تشغيل التوربين البخاري أو الهيدروليكي الذي يدور الدوار. مثل هذه المولدات تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية .
تيارات إيدي أو تيارات فوكو
إذا تم وضع موصل ضخم في مجال مغناطيسي متناوب، ففي هذا الموصل، بسبب ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، تنشأ تيارات مستحثة إيدي، تسمى تيارات فوكو.
تيارات إيديتنشأ أيضًا عندما يتحرك موصل ضخم في مجال مغناطيسي ثابت، ولكن غير متجانس مكانيًا. تيارات فوكو لها اتجاه بحيث أن القوة المؤثرة عليها في المجال المغناطيسي تمنع حركة الموصل. بندول على شكل صفيحة معدنية صلبة مصنوعة من مادة غير مغناطيسية، تتأرجح بين قطبي مغناطيس كهربائي، وتتوقف فجأة عند تشغيل المجال المغناطيسي.
في كثير من الحالات، يتبين أن التسخين الناتج عن تيارات فوكو ضار ويجب معالجته. تصنع نوى المحولات ودوارات المحرك الكهربائي من صفائح حديدية منفصلة، مفصولة بطبقات من العازل تمنع تطور تيارات تحريضية كبيرة، والألواح نفسها مصنوعة من سبائك ذات مقاومة عالية.
حقل كهرومغناطيسي
المجال الكهربائي الناتج عن الشحنات الثابتة هو مجال ثابت ويعمل على الشحنات. يتسبب التيار المباشر في ظهور مجال مغناطيسي ثابت زمنيًا يعمل على الشحنات والتيارات المتحركة. توجد المجالات الكهربائية والمغناطيسية في هذه الحالة بشكل مستقل عن بعضها البعض.
ظاهرة الحث الكهرومغناطيسييوضح التفاعل بين هذه المجالات التي لوحظت في المواد التي لها شحنات حرة، أي في الموصلات. يخلق المجال المغناطيسي المتناوب مجالًا كهربائيًا متناوبًا، والذي يعمل على الشحنات الحرة، ويولد تيارًا كهربائيًا. هذا التيار، كونه متناوبًا، يولد بدوره مجالًا مغناطيسيًا متناوبًا، مما يخلق مجالًا كهربائيًا في نفس الموصل، وما إلى ذلك.
تسمى مجموعة المجالات الكهربائية والمغناطيسية المتناوبة التي يولد كل منهما الآخر حقل كهرومغناطيسي. يمكن أن توجد في بيئة لا يوجد فيها رسوم مجانية، وتنتشر في الفضاء على شكل موجة كهرومغناطيسية.
كلاسيكي الديناميكا الكهربائية- من أسمى إنجازات العقل البشري. كان لها تأثير كبير على التطور اللاحق للحضارة الإنسانية، وتوقعت وجودها موجات كهرومغناطيسية. أدى ذلك لاحقًا إلى إنشاء الراديو والتلفزيون وأنظمة الاتصالات والملاحة عبر الأقمار الصناعية بالإضافة إلى أجهزة الكمبيوتر والروبوتات الصناعية والمنزلية وغيرها من سمات الحياة الحديثة.
حجر الأساس نظريات ماكسويلوقد ذكر أن مصدر المجال المغناطيسي لا يمكن أن يكون إلا مجالا كهربائيا متناوبا، كما أن مصدر المجال الكهربائي الذي يولد تيارا تحريضيا في الموصل هو مجال مغناطيسي متناوب. ليس من الضروري وجود موصل، إذ ينشأ مجال كهربائي أيضًا في الفضاء الفارغ. خطوط المجال الكهربائي المتناوب، المشابهة لخطوط المجال المغناطيسي، مغلقة. المجالان الكهربائي والمغناطيسي للموجة الكهرومغناطيسية متساويان.
الحث الكهرومغناطيسي في الرسوم البيانية والجداول
وبعد اكتشاف أورستد وأمبير، أصبح من الواضح أن للكهرباء قوة مغناطيسية. الآن كان من الضروري تأكيد تأثير الظواهر المغناطيسية على الظواهر الكهربائية. قام فاراداي بحل هذه المشكلة ببراعة.
ولد مايكل فاراداي (1791-1867) في لندن، في واحدة من أفقر مناطقها. كان والده حدادًا، وكانت والدته ابنة مزارع مستأجر. عندما بلغ فاراداي سن المدرسة، تم إرساله إلى المدرسة الابتدائية. كانت الدورة التي درسها فاراداي هنا ضيقة للغاية وكانت مقتصرة فقط على تعلم القراءة والكتابة والبدء في العد.
على بعد خطوات قليلة من المنزل الذي تعيش فيه عائلة فاراداي، كانت هناك مكتبة، وكانت أيضًا مؤسسة لتجليد الكتب. هذا هو المكان الذي انتهى به فاراداي، بعد أن أكمل دورة المدرسة الابتدائية، عندما نشأ السؤال حول اختيار مهنة له. كان مايكل يبلغ من العمر 13 عامًا فقط في ذلك الوقت. بالفعل في شبابه، عندما كان فاراداي قد بدأ للتو تعليمه الذاتي، سعى إلى الاعتماد حصريًا على الحقائق والتحقق من رسائل الآخرين من خلال تجاربه الخاصة.
وهيمنت عليه هذه التطلعات طوال حياته باعتبارها السمات الرئيسية لنشاطه العلمي، فقد بدأ فاراداي في إجراء التجارب الفيزيائية والكيميائية عندما كان صبيا عند أول تعرفه على الفيزياء والكيمياء. في أحد الأيام، حضر مايكل إحدى محاضرات همفري ديفي، الفيزيائي الإنجليزي العظيم.
قام فاراداي بتدوين مذكرة مفصلة عن المحاضرة، وقام بتغليفها وإرسالها إلى ديفي. لقد تأثر كثيرًا لدرجة أنه دعا فاراداي للعمل معه كسكرتير. وسرعان ما ذهب ديفي في رحلة إلى أوروبا وأخذ فاراداي معه. وعلى مدار عامين، قاموا بزيارة أكبر الجامعات الأوروبية.
بعد عودته إلى لندن عام 1815، بدأ فاراداي العمل كمساعد في أحد مختبرات المعهد الملكي في لندن. وكان في ذلك الوقت واحدًا من أفضل مختبرات الفيزياء في العالم، وفي الفترة من 1816 إلى 1818، نشر فاراداي عددًا من الملاحظات الصغيرة والمذكرات القصيرة عن الكيمياء. يعود أول عمل لفاراداي في الفيزياء إلى عام 1818.
استنادًا إلى تجارب أسلافه والجمع بين العديد من تجاربه الخاصة، بحلول سبتمبر 1821، نشر مايكل "تاريخ تقدم الكهرومغناطيسية". بالفعل في هذا الوقت، قام بتشكيل مفهوم صحيح تماما لجوهر ظاهرة انحراف الإبرة المغناطيسية تحت تأثير التيار.
وبعد أن حقق هذا النجاح، ترك فاراداي دراسته في مجال الكهرباء لمدة عشر سنوات، وتفرغ لدراسة عدد من المواضيع من نوع مختلف. في عام 1823، قام فاراداي بأحد أهم الاكتشافات في مجال الفيزياء - فهو أول من قام بتسييل الغاز، وفي الوقت نفسه أنشأ طريقة بسيطة ولكنها فعالة لتحويل الغازات إلى سائل. في عام 1824، قام فاراداي بعدة اكتشافات في مجال الفيزياء.
من بين أمور أخرى، أثبت حقيقة أن الضوء يؤثر على لون الزجاج، وتغييره. وفي العام التالي، تحول فاراداي مرة أخرى من الفيزياء إلى الكيمياء، وكانت نتيجة عمله في هذا المجال اكتشاف البنزين وحمض الكبريت النفثالين.
في عام 1831، نشر فاراداي أطروحة بعنوان "نوع خاص من الوهم البصري"، والتي كانت بمثابة الأساس لمقذوف بصري ممتاز وغريب يسمى "chromotrope". وفي العام نفسه، نُشرت أطروحة أخرى للعالم بعنوان "عن الصفائح الاهتزازية". يمكن للعديد من هذه الأعمال أن تخلد اسم مؤلفها. لكن أهم أعمال فاراداي العلمية هي دراساته في مجال الكهرومغناطيسية والحث الكهربائي.
بالمعنى الدقيق للكلمة، فإن فرعًا مهمًا من الفيزياء يعالج ظواهر الكهرومغناطيسية والكهرباء الحثية، والذي يتمتع حاليًا بأهمية هائلة للتكنولوجيا، أنشأه فاراداي من لا شيء.
بحلول الوقت الذي كرس فيه فاراداي نفسه أخيرًا للبحث في مجال الكهرباء، ثبت أنه في الظروف العادية يكون وجود جسم مكهرب كافيًا لتأثيره على إثارة الكهرباء في أي جسم آخر. وفي الوقت نفسه، كان معروفًا أن السلك الذي يمر عبره التيار والذي يمثل أيضًا جسمًا مكهربًا ليس له أي تأثير على الأسلاك الأخرى الموضوعة بالقرب منه.
ما سبب هذا الاستثناء؟ هذا هو السؤال الذي أثار اهتمام فاراداي والذي قاده حله إلى أهم الاكتشافات في مجال كهرباء الحث. وكما كانت عادته، بدأ فاراداي سلسلة من التجارب المصممة لتوضيح جوهر الأمر.
قام فاراداي بلف سلكين معزولين متوازيين مع بعضهما البعض على نفس شوبك الخشبي. قام بتوصيل طرفي أحد السلكين ببطارية مكونة من عشر خلايا، ونهايات الآخر بجهاز جلفانومتر حساس. عندما يمر التيار عبر السلك الأول،
حول فاراداي كل انتباهه إلى الجلفانومتر، متوقعًا أن يلاحظ من اهتزازاته ظهور تيار في السلك الثاني. ومع ذلك، لم يحدث شيء من هذا القبيل: ظل الجلفانومتر هادئًا. قرر فاراداي زيادة القوة الحالية وأدخل 120 عنصرًا كلفانيًا في الدائرة. وكانت النتيجة نفسها. كرر فاراداي هذه التجربة عشرات المرات وحقق نفس النجاح.
وأي شخص آخر في مكانه كان سيترك التجارب وهو مقتنع بأن التيار الذي يمر عبر سلك ليس له أي تأثير على السلك المجاور. لكن فاراداي حاول دائما أن يستخرج من تجاربه وملاحظاته كل ما يمكن أن يقدمه، وبالتالي، دون تلقي تأثير مباشر على السلك المتصل بالجلفانومتر، بدأ في البحث عن آثار جانبية.
لاحظ على الفور أن الجلفانومتر، الذي يظل هادئًا تمامًا أثناء مرور التيار بالكامل، يبدأ في التذبذب عند إغلاق الدائرة نفسها وعندما يتم فتحها.اتضح أنه في اللحظة التي يمر فيها التيار في السلك الأول، و وأيضًا عندما يتوقف هذا النقل، يتم إثارة تيار عند السلك الثاني أيضًا، وهو في الحالة الأولى له اتجاه معاكس للتيار الأول ونفس الاتجاه معه في الحالة الثانية ويستمر لحظة واحدة فقط.
هذه التيارات اللحظية الثانوية، الناتجة عن تأثير التيارات الأولية، أطلق عليها فاراداي اسم الاستقرائي، وبقي هذا الاسم معهم حتى يومنا هذا. نظرًا لكونها لحظية، وتختفي على الفور بعد ظهورها، فإن التيارات الحثية لن يكون لها أي أهمية عملية إذا لم يجد فاراداي طريقة، بمساعدة جهاز مبتكر (مقوم التيار)، لمقاطعة وإعادة توصيل التيار الأساسي القادم من البطارية باستمرار على طول السلك الأول، وبفضل ذلك يتم إثارة السلك الثاني باستمرار بواسطة المزيد والمزيد من التيارات الحثية الجديدة، وبالتالي يصبح ثابتًا. وهكذا تم العثور على مصدر جديد للطاقة الكهربائية، بالإضافة إلى ما كان معروفاً سابقاً (الاحتكاك والعمليات الكيميائية)، وهو الحث، ونوع جديد من هذه الطاقة هو الكهرباء الحثية.
ومع مواصلة تجاربه، اكتشف فاراداي أيضًا أن مجرد جلب سلك ملتوي إلى منحنى مغلق قريب من آخر يتدفق من خلاله تيار كلفاني يكفي لإثارة تيار حثي في السلك المحايد في الاتجاه المعاكس للتيار الجلفاني، وأن إزالة التيار الجلفاني يثير السلك المحايد مرة أخرى تيارًا حثيًا فيه، حيث يكون التيار بالفعل في نفس اتجاه التيار الكلفاني الذي يتدفق على طول سلك ثابت، وأخيرًا، يتم إثارة هذه التيارات الحثية فقط أثناء اقتراب السلك من الموصل وإزالته للتيار الجلفاني، وبدون هذه الحركة لا تستثار التيارات مهما كانت الأسلاك قريبة من بعضها البعض.
وهكذا تم اكتشاف ظاهرة جديدة تشبه ظاهرة الحث الموصوفة أعلاه عندما ينغلق التيار الجلفاني ويتوقف. هذه الاكتشافات بدورها أدت إلى اكتشافات جديدة. إذا كان من الممكن إحداث تيار حثي عن طريق قصر الدائرة وإيقاف التيار الجلفاني، ألن يتم الحصول على نفس النتيجة عن طريق مغنطة الحديد وإزالة مغنطته؟
لقد أثبت عمل أورستد وأمبير بالفعل العلاقة بين المغناطيسية والكهرباء. ومن المعروف أن الحديد يصبح مغناطيساً عندما يلتف حوله سلك معزول ويمر عبره تيار كلفاني، وأن الخواص المغناطيسية لهذا الحديد تتوقف بمجرد توقف التيار.
بناءً على ذلك، توصل فاراداي إلى هذا النوع من التجارب: حيث تم لف سلكين معزولين حول حلقة حديدية؛ بسلك واحد ملفوف حول نصف الحلقة والآخر حول الآخر. تم تمرير تيار من بطارية كلفانية عبر سلك واحد، وتم توصيل طرفي الآخر بجهاز جلفانومتر. وهكذا، عندما ينغلق التيار أو يتوقف، وبالتالي، عندما تكون الحلقة الحديدية ممغنطة أو مغنطة، تذبذبت إبرة الجلفانومتر بسرعة ثم توقفت بسرعة، أي أن نفس التيارات الحثية اللحظية كانت متحمسة في السلك المحايد - هذه المرة: بالفعل تحت تأثير المغناطيسية.
وهكذا، هنا لأول مرة تم تحويل المغناطيسية إلى كهرباء. بعد تلقي هذه النتائج، قرر فاراداي تنويع تجاربه. بدلا من حلقة الحديد، بدأ في استخدام شريط الحديد. فبدلاً من إثارة المغناطيسية في الحديد بواسطة التيار الجلفاني، قام بمغنطة الحديد عن طريق ملامسته لمغناطيس فولاذي دائم. وكانت النتيجة نفسها: دائمًا في السلك الملتف حول الحديد! كان التيار متحمسًا في لحظة مغنطة وإزالة مغنطة الحديد.
ثم أدخل فاراداي مغناطيسًا فولاذيًا في السلك اللولبي - وقد أدى الاقتراب من الأخير وإزالته إلى حدوث تيارات مستحثة في السلك. باختصار، تعمل المغناطيسية، بمعنى التيارات التحريضية المثيرة، بنفس الطريقة التي يعمل بها التيار الجلفاني.
في ذلك الوقت، كان الفيزيائيون مهتمين بشدة بظاهرة غامضة واحدة، اكتشفها أراجو عام 1824 والتي لا يمكن تفسيرها، على الرغم من أنها؛ حقيقة أن هذا التفسير كان مطلوبًا بشكل مكثف من قبل علماء بارزين في ذلك الوقت مثل أراجو نفسه وأمبير وبواسون وباباج وهيرشل.
وكانت النقطة على النحو التالي. الإبرة المغناطيسية، المعلقة بحرية، تستقر بسرعة إذا تم وضع دائرة من المعدن غير المغناطيسي تحتها؛ إذا تم بعد ذلك تدوير الدائرة، تبدأ الإبرة المغناطيسية في التحرك خلفها.
في حالة الهدوء، كان من المستحيل اكتشاف أدنى تجاذب أو تنافر بين الدائرة والسهم، في حين أن نفس الدائرة وهي تتحرك لا تسحب خلفها سهمًا خفيفًا فحسب، بل أيضًا مغناطيسًا ثقيلًا. هذه الظاهرة المعجزة حقًا بدت للعلماء في ذلك الوقت لغزًا غامضًا، وهو شيء يتجاوز حدود الطبيعة.
فاراداي، بناء على البيانات المذكورة أعلاه، افترض أن دائرة من المعدن غير المغناطيسي، تحت تأثير المغناطيس، أثناء الدوران تدور حول التيارات الحثية، التي تؤثر على الإبرة المغناطيسية وتسحبها على طول المغناطيس.
وبالفعل، فمن خلال إدخال حافة دائرة بين قطبي مغناطيس كبير على شكل حدوة حصان وربط مركز الدائرة وحافةها بالجلفانومتر بسلك، حصل فاراداي على تيار كهربائي ثابت عند دوران الدائرة.
بعد ذلك، ركز فاراداي على ظاهرة أخرى كانت آنذاك تثير فضول الجميع. كما تعلم، إذا قمت برش برادة الحديد على مغناطيس، فإنها تتجمع على طول خطوط معينة تسمى المنحنيات المغناطيسية. فاراداي، الذي لفت الانتباه إلى هذه الظاهرة، أعطى الأساس للمنحنيات المغناطيسية في عام 1831 اسم "خطوط القوة المغناطيسية"، والتي أصبحت بعد ذلك قيد الاستخدام العام.
دراسة هذه "الخطوط" قادت فاراداي إلى اكتشاف جديد؛ حيث تبين أنه من أجل إثارة التيارات المستحثة، ليس من الضروري اقتراب المصدر وبعده عن القطب المغناطيسي. ولإثارة التيارات يكفي عبور خطوط القوة المغناطيسية بطريقة معروفة.
اكتسب عمل فاراداي الإضافي في الاتجاه المذكور، من وجهة نظر معاصرة، طابع شيء معجزة تمامًا. في بداية عام 1832، أظهر جهازًا يتم من خلاله إثارة التيارات الحثية دون مساعدة المغناطيس أو التيار الجلفاني.
يتكون الجهاز من شريط حديدي موضوع في ملف سلكي. وهذا الجهاز في الظروف العادية لم يعط أدنى إشارة لظهور تيارات فيه؛ ولكن بمجرد إعطاء اتجاه يتوافق مع اتجاه الإبرة المغناطيسية، يتم إثارة تيار في السلك.
ثم أعطى فاراداي موضع الإبرة المغناطيسية لملف واحد ثم أدخل فيه شريطًا حديديًا: تم إثارة التيار مرة أخرى. والسبب الذي أحدث التيار في هذه الحالات هو المغناطيسية الأرضية، التي أحدثت تيارات حثية مثل المغناطيس العادي أو التيار الجلفاني. ولإظهار ذلك وإثباته بشكل أكثر وضوحًا، أجرى فاراداي تجربة أخرى أكدت اعتباراته بالكامل.
لقد استنتج أنه إذا كانت دائرة من معدن غير مغناطيسي، مثل النحاس، تدور في موضع تتقاطع فيه خطوط القوة المغناطيسية لمغناطيس مجاور، وتنتج تيارًا حثيًا، فإن نفس الدائرة، تدور في غياب وجود تيار تحريضي. المغناطيس، ولكن في الموضع الذي تتقاطع فيه الدائرة مع خطوط المغناطيسية الأرضية، يجب أيضًا أن يعطي تيارًا حثيًا.
وبالفعل، أنتجت دائرة نحاسية تم تدويرها في مستوى أفقي تيارًا تحريضيًا أدى إلى انحراف ملحوظ في إبرة الجلفانومتر. أنهى فاراداي سلسلة دراساته في مجال الحث الكهربائي باكتشافه في عام 1835 "التأثير الاستقرائي للتيار على نفسه".
اكتشف أنه عند إغلاق أو فتح تيار كلفاني، يتم تحفيز تيارات حثية لحظية في السلك نفسه، والذي يعمل كموصل لهذا التيار.
أعطى الفيزيائي الروسي إميل خريستوفوروفيتش لينز (1804-1861) قاعدة لتحديد اتجاه التيار التعريفي. "يتم توجيه تيار الحث دائمًا بطريقة تجعل المجال المغناطيسي الذي يخلقه يعقد أو يمنع الحركة المسببة للتحريض" ، يلاحظ أ.أ. كوروبكو ستيفانوف في مقالته عن الحث الكهرومغناطيسي. - على سبيل المثال، عندما يقترب الملف من المغناطيس، يكون للتيار المستحث الناتج اتجاه بحيث يكون المجال المغناطيسي الناتج عنه معاكسًا للمجال المغناطيسي للمغناطيس. ونتيجة لذلك، تنشأ قوى تنافر بين الملف والمغناطيس.
تنبع قاعدة لينز من قانون حفظ وتحويل الطاقة. إذا أدت التيارات المستحثة إلى تسريع الحركة التي سببتها، فسيتم خلق الشغل من لا شيء. الملف نفسه، بعد دفع طفيف، سوف يندفع نحو المغناطيس، وفي الوقت نفسه سيطلق تيار الحث الحرارة فيه. في الواقع، يتم إنشاء التيار المستحث نتيجة عمل تقريب المغناطيس والملف من بعضهما البعض.
لماذا يحدث التيار المستحث؟ شرح عميق لظاهرة الحث الكهرومغناطيسي قدمه الفيزيائي الإنجليزي جيمس كليرك ماكسويل، مبتكر النظرية الرياضية الكاملة للمجال الكهرومغناطيسي.
لفهم جوهر الأمر بشكل أفضل، فكر في تجربة بسيطة للغاية. دع الملف يتكون من لفة واحدة من السلك ويتم اختراقه بواسطة مجال مغناطيسي متناوب عمودي على مستوى المنعطف. ينشأ تيار مستحث بشكل طبيعي في الملف. لقد فسر ماكسويل هذه التجربة بجرأة استثنائية وبشكل غير متوقع.
عندما يتغير المجال المغناطيسي في الفضاء، وفقًا لماكسويل، تنشأ عملية ليس لوجود ملف سلكي فيها أي أهمية. الشيء الرئيسي هنا هو ظهور خطوط المجال الكهربائي الحلقية المغلقة التي تغطي مجالًا مغناطيسيًا متغيرًا. تحت تأثير المجال الكهربائي الناتج، تبدأ الإلكترونات في التحرك، وينشأ تيار كهربائي في الملف. الملف هو ببساطة جهاز يكتشف المجال الكهربائي.
جوهر ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي هو أن المجال المغناطيسي المتناوب يولد دائمًا مجالًا كهربائيًا بخطوط قوة مغلقة في الفضاء المحيط. ويسمى هذا المجال بحقل دوامة.
البحث في مجال الحث الناتج عن المغناطيسية الأرضية أعطى فاراداي الفرصة للتعبير عن فكرة التلغراف في عام 1832، والتي شكلت بعد ذلك أساس هذا الاختراع. بشكل عام، فإن اكتشاف الحث الكهرومغناطيسي ليس بدون سبب يعتبر أحد أبرز الاكتشافات في القرن التاسع عشر - حيث يعتمد عمل ملايين المحركات الكهربائية ومولدات التيار الكهربائي في جميع أنحاء العالم على هذه الظاهرة...
مصدر المعلومات: Samin D.K. "مائة اكتشاف علمي عظيم"، M.: "Veche"، 2002.
في عام 1821، كتب مايكل فاراداي في مذكراته: "تحويل المغناطيسية إلى كهرباء". وبعد 10 سنوات تمكن من حل هذه المشكلة.
اكتشاف فاراداي
وليس من قبيل الصدفة أن الأول والأكثر خطوة مهمةوباكتشافه خصائص جديدة للتفاعلات الكهرومغناطيسية، أصبح فاراداي مؤسس مفهوم المجال الكهرومغناطيسي. كان فاراداي واثقًا من الطبيعة الموحدة للظواهر الكهربائية والمغناطيسية. بعد وقت قصير من اكتشاف أورستد، كتب: "... يبدو غير عادي للغاية، من ناحية، أن كل تيار كهربائي يكون مصحوبًا بعمل مغناطيسي له شدة مقابلة، موجه في زوايا قائمة للتيار، وذلك في نفس الوقت". ، في الموصلات الجيدة للكهرباء الموضوعة في مجال هذا الإجراء، لم يتم تحفيز أي تيار على الإطلاق، ولم ينشأ أي إجراء ملموس مكافئ في القوة لمثل هذا التيار. العمل الجاد لمدة عشر سنوات والإيمان بالنجاح قاد فاراداي إلى اكتشاف شكّل فيما بعد الأساس لتصميم مولدات لجميع محطات توليد الطاقة في العالم، تعمل على تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. (المصادر التي تعمل على مبادئ أخرى: الخلايا الكلفانية، والبطاريات، والخلايا الحرارية والضوئية - توفر حصة ضئيلة من الطاقة الكهربائية المولدة.)
لفترة طويلة، لم يكن من الممكن اكتشاف العلاقة بين الظواهر الكهربائية والمغناطيسية. كان من الصعب معرفة الشيء الرئيسي: فقط المجال المغناطيسي المتغير بمرور الوقت يمكنه إثارة تيار كهربائي في ملف ثابت، أو يجب أن يتحرك الملف نفسه في مجال مغناطيسي.
تم اكتشاف الحث الكهرومغناطيسي، كما أطلق فاراداي على هذه الظاهرة، في 29 أغسطس 1831. ومن النادر أن يتم تحديد تاريخ اكتشاف جديد رائع بهذه الدقة، وفيما يلي وصف موجز للتجربة الأولى التي قدمها فاراداي نفسه.
«تم لف سلك نحاسي طوله 203 أقدام على بكرة خشبية عريضة، وبين لفاته ملفوف سلك بنفس الطول، لكنه معزول عن الأول بخيط قطني. تم توصيل إحدى هذه اللوالب بالجلفانومتر، والأخرى ببطارية قوية تتكون من 100 زوج من الألواح... وعندما تم إغلاق الدائرة، لوحظ تأثير مفاجئ ولكن ضعيف للغاية على الجلفانومتر، كما لوحظ نفس الشيء عندما توقف التيار. مع مرور التيار المستمر عبر أحد اللوالب، لم يكن من الممكن ملاحظة تأثير على الجلفانومتر، ولا على الإطلاق أي تأثير حثي على اللولب الآخر، غير قادر على ذلك 5.1
مع ملاحظة أن تسخين كامل الملف المتصل بالبطارية، وسطوع الشرارة المتقافزة بين الفحم، يدل على قوة البطارية.
لذلك، في البداية، تم اكتشاف الحث في الموصلات التي لا تتحرك بالنسبة لبعضها البعض عند إغلاق الدائرة وفتحها. بعد ذلك، بعد أن فهم فاراداي بوضوح أن تقريب الموصلات الحاملة للتيار أو إبعادها يجب أن يؤدي إلى نفس النتيجة مثل إغلاق الدائرة وفتحها، أثبت فاراداي من خلال التجارب أن التيار ينشأ عندما تتحرك الملفات بالنسبة لبعضها البعض (الشكل 5.1). على دراية بأعمال أمبير، فهم فاراداي أن المغناطيس عبارة عن مجموعة من التيارات الصغيرة المنتشرة في الجزيئات. 17 أكتوبر كما هو مسجل في كتابه مجلة المختبر، تم اكتشاف تيار مستحث في الملف أثناء تراجع (أو تراجع) المغناطيس (الشكل 5.2). وفي غضون شهر واحد، اكتشف فاراداي تجريبيًا جميع السمات الأساسية لظاهرة الحث الكهرومغناطيسي. كل ما تبقى هو إعطاء القانون شكلاً كميًا صارمًا والكشف الكامل عن الطبيعة الفيزيائية للظاهرة.
لقد أدرك فاراداي نفسه بالفعل الشيء العام الذي يعتمد عليه ظهور التيار التعريفي في التجارب التي تبدو مختلفة ظاهريًا.
في دائرة موصلة مغلقة، ينشأ تيار عندما يتغير عدد خطوط الحث المغناطيسي التي تخترق السطح الذي تحده هذه الدائرة. وكلما تغير عدد خطوط الحث المغناطيسي بشكل أسرع، زاد التيار الناشئ. في هذه الحالة، فإن سبب التغيير في عدد خطوط الحث المغناطيسي غير مبال تماما. قد يكون ذلك تغيراً في عدد خطوط الحث المغناطيسي المخترقة لموصل ثابت بسبب تغير شدة التيار في ملف مجاور، أو تغير في عدد الخطوط بسبب حركة الدائرة في شكل غير منتظم المجال المغناطيسي الذي تختلف كثافة خطوطه في الفضاء (الشكل 5.3).
لم يكتشف فاراداي هذه الظاهرة فحسب، بل كان أيضًا أول من قام ببناء نموذج غير كامل لمولد التيار الكهربائي الذي يحول الطاقة الدورانية الميكانيكية إلى تيار. لقد كان عبارة عن قرص نحاسي ضخم يدور بين قطبي مغناطيس قوي (الشكل 5.4). ومن خلال توصيل محور وحافة القرص بالجلفانومتر، اكتشف فاراداي انحرافًا
في
\
\
\
\
\
\
\
\L
يشير السهم S. ومع ذلك، كان التيار ضعيفًا، لكن المبدأ الذي تم العثور عليه جعل من الممكن بناء مولدات قوية لاحقًا. وبدونها، ستظل الكهرباء ترفًا متاحًا لقلة من الناس.
ينشأ تيار كهربائي في حلقة موصلة مغلقة إذا كانت الحلقة في مجال مغناطيسي متناوب أو تتحرك في مجال ثابت زمنيًا بحيث يتغير عدد خطوط الحث المغناطيسي التي تخترق الحلقة. وتسمى هذه الظاهرة الحث الكهرومغناطيسي.
مثال سيكون سؤال. وفي هذا السياق يمكننا الحديث عن المحرمات. هناك مجالات معينة ستكون من المحرمات بالنسبة للأغلبية، وهذا لا يعني أنه لن يكون هناك عالم أو ثلاثة أو ثلاثة علماء سيتعاملون مع هذه الظاهرة بفضول الشخص.
هذه الظروف الاجتماعية تجعل معظم الناس غير مهتمين بهذا. ر: وهذا مجرد سؤال. يُظهر مثال التركيب أيضًا الخوف من عدم فقدان مصداقيته. دكتور ماريك سبيرا: اليوم نسعى جاهدين لكسر كل المحظورات. من ناحية، هذه معرفة الحقيقة، ومن ناحية أخرى، احترام بعض القيم، التي يؤدي الإطاحة بها فقط إلى تدمير النظام الاجتماعي. إن فضول الإنسان عظيم لدرجة أنه يتجاوز كل الحدود. فالإنسان بطبيعته لا يحب المحرمات. وبهذا المعنى، فإن الرغبة في الحقيقة لا تعرف حدودًا، وهي موجودة بالطبع، لكنها تتحرك باستمرار.
تبدأ فترة جديدة في تطور العلوم الفيزيائية مع الاكتشاف العبقري لفاراداي الحث الكهرومغناطيسي.وفي هذا الاكتشاف ظهرت بوضوح قدرة العلم على إثراء التكنولوجيا بأفكار جديدة. فاراداي نفسه توقع بالفعل، على أساس اكتشافه، وجود الموجات الكهرومغناطيسية. وفي 12 مارس 1832، قام بختم مظروف مكتوب عليه "آراء جديدة يجب الاحتفاظ بها في مظروف مختوم في أرشيفات الجمعية الملكية في الوقت الحاضر". تم فتح هذا المظروف في عام 1938. وتبين أن فاراداي فهم بوضوح تام أن الأفعال التحريضية تنتشر بسرعة محدودة بطريقة موجية. كتب فاراداي: "أعتقد أنه من الممكن تطبيق نظرية التذبذبات على انتشار الحث الكهربائي". وأشار في الوقت نفسه إلى أن “انتشار التأثير المغناطيسي يستغرق وقتا، أي أنه عندما يؤثر مغناطيس على مغناطيس آخر بعيد أو قطعة حديد، فإن السبب المؤثر (الذي أجرؤ على تسميته بالمغناطيسية) ينتشر من الأجسام المغناطيسية تدريجيا و يتطلب وقتا معينا لانتشاره، والذي من الواضح أنه سيكون ضئيلا للغاية. وأعتقد أيضا أن الحث الكهربائي ينتشر بنفس الطريقة تماما. وأعتقد أن انتشار القوى المغناطيسية من القطب المغناطيسي يشبه تذبذب سطح مضطرب من الماء، أو إلى اهتزازات الصوتذرات الهواء."
وهذا يثير التساؤل حول ما إذا كنا سنعرف الحقيقة الكاملة يومًا ما. بمعرفة الطبيعة البشرية، يمكننا القول أنه على الرغم من استحالة ذلك، إلا أننا سنسعى دائمًا لتحقيقه. ومع ذلك، هناك خطر أننا سوف نتجاهل هذا اللغز. كوننا في مرحلة معينة من المعرفة، يمكننا أن نستنتج أننا نعرف كل شيء بالفعل. وفي هذه الأثناء، الكارثة قادمة، والسؤال هو كيف يمكننا أن نتركها تمر؟ ربما كان ذلك بسبب إهمال قوى الطبيعة، قوى الطبيعة. ومن الأمثلة على ذلك مخترع الكمبيوتر، الذي اعتقد في القرن الماضي أن اكتساب المعرفة في الكمبيوتر سيكون غير محدود.
أدرك فاراداي أهمية فكرته، ولأنه لم يتمكن من اختبارها تجريبيًا، قرر بمساعدة هذا المظروف "تأمين الاكتشاف لنفسه، وبالتالي، له الحق، في حالة التأكيد التجريبي، في إعلان هذا التاريخ باعتباره تاريخًا". تاريخ اكتشافه." لذلك، في 12 مارس 1832، توصلت البشرية لأول مرة إلى فكرة الوجود موجات كهرومغناطيسية.ومن هذا التاريخ يبدأ تاريخ الاكتشاف مذياع.
وبعد سنوات من هذا الاكتشاف، ومع وجود أجهزة الكمبيوتر المحمولة اليوم، كانت هذه مغالطة. كم زاد حجم جهلنا مع تزايد الأسئلة. نحن الفيزيائيون نخجل من الأرض. لنفترض أننا نريد السفر إلى مجرة تبعد عدة سنوات ضوئية عن الأرض. وبما أننا لا نستطيع بناء مركبة فضائية تسير بسرعة أكبر من سرعة الضوء، فلن يستغرق الأمر جيلًا واحدًا من رواد الفضاء للوصول إلى هذه المجرة. على الرغم من أنه من الممكن تصور السفر إلى الفضاء لأجيال عديدة من رواد الفضاء، إلا أن هذا ممكن فقط في الخيال العلمي.
لكن اكتشاف فاراداي كان كذلك مهمليس فقط في تاريخ التكنولوجيا. وكان لها تأثير كبير على تطور الفهم العلمي للعالم. وبهذا الاكتشاف، جسم جديد يدخل الفيزياء - المجال المادي.وبالتالي فإن اكتشاف فاراداي ينتمي إلى تلك الاكتشافات العلمية الأساسية التي تترك بصمة ملحوظة على تاريخ الثقافة الإنسانية بأكمله.
وهذه الثوابت المعروفة لنا اليوم هي التي تحدد حدود المعرفة. إذا نظرنا إلى الانفجار الكبير، علينا أن نتذكر أن معرفتنا ما زالت لم تصل إلى درجة أن كثافة المادة لا تضاهى بما نتعامل معه اليوم والذي لا يمكننا إعادة إنتاجه في ظروفنا.
نحن لا نعرف هذه الفيزياء "المتفجرة"، لذلك لا نعرف هذه الثوابت الفيزيائية إن كانت موجودة. ن: نحن أيضًا لسنا متأكدين من أن الفيزياء اليوم نهائية. كان لدينا نيوتن الذي اختبره أينشتاين فيما بعد، لذلك يمكننا أن نستنتج أن أينشتاين سيتم اختباره من قبل شخص آخر.
تجليد كتب ابن حداد لندن ولد في لندن في 22 سبتمبر 1791. لم تتح للعبقرية العصامية حتى الفرصة لإنهاء دراستها الابتدائية ومهدت الطريق للعلم بنفسه. أثناء دراسته لتجليد الكتب، قرأ الكتب، وخاصة الكتب المتعلقة بالكيمياء، وأجرى التجارب الكيميائية بنفسه. من خلال الاستماع إلى المحاضرات العامة التي يلقيها الكيميائي الشهير ديفي، اقتنع أخيرًا بأن دعوته هي العلم، وطلب منه تعيينه في المعهد الملكي. منذ عام 1813، عندما تم قبول فاراداي في المعهد كمساعد مختبر، وحتى وفاته (25 أغسطس 1867)، عاش بالعلم. بالفعل في عام 1821، عندما تلقى فاراداي الدوران الكهرومغناطيسي، حدد هدفه "تحويل المغناطيسية إلى كهرباء". عشر سنوات من البحث والعمل الشاق توجت باكتشاف الحث الكهرومغناطيسي في 29 أغسطس 1871.
وعلى هذا الأساس، تم إنشاء النظرية النسبية الخاصة، والتي تم بالفعل تأكيدها تجريبيًا بشكل متكرر. ومع ذلك، إذا فشل أحد هذه النماذج، سيكون لدينا فيزياء جديدة. فإذا قلنا أننا نعرف الكون، والطبيعة، وأننا نعلم أن ذلك قد حدث من قبل، فإننا نقول ذلك لأن الثوابت الفيزيائية المشار إليها لا تتغير قيمها بمرور الوقت. إن التجارب التي تحاول تقويض هذه المواد الصلبة - وكيفية تنفيذها - ليست مقنعة.
في الواقع، يمكننا القول أنه من نقطة معينة نعلم أن القوانين الفيزيائية التي تحكم الكون لم تتغير - فهذه الثوابت لا تزال كما هي. هل هناك أسرار لا نريد مواجهتها؟ تحدث كانط عن نوعين من الميتافيزيقا: الميتافيزيقا كعلم غير موجود، والميتافيزيقا كنزعة طبيعية تجعلنا نكسر المحرمات.
"تم لف مائتين وثلاثة أقدام من الأسلاك النحاسية في قطعة واحدة حول أسطوانة خشبية كبيرة؛ وتم عزل مائتين وثلاثة أقدام أخرى من نفس السلك في شكل حلزوني بين لفات الملف الأول، وتم إزالة الاتصال المعدني عن طريق وسائل تم توصيل إحدى هذه اللوالب بجهاز جلفانومتر، والأخرى ببطارية مشحونة جيدًا مكونة من مائة زوج من الألواح المربعة مقاس أربع بوصات مع ألواح نحاسية مزدوجة. وعند إغلاق الاتصال كان هناك تأثير مؤقت ولكن طفيف جدًا على الجلفانومتر، وحدث تأثير طفيف مماثل عند فتح نقطة الاتصال مع البطارية." هكذا وصف فاراداي تجربته الأولى في تحريض التيارات. وقد أطلق على هذا النوع من الحث اسم الحث الفلطي. ويصف كذلك تجربته الرئيسية مع الحلقة الحديدية - النموذج الأولي للحديث محول.
هناك حدود، ولكن العقل البشري لديه حاجة طبيعية لطرح الأسئلة التي لا يمكن الإجابة عليها تجريبيا. ليس ترفا، بل مسؤولية الإنسان أن يجده. كان هناك اعتقاد ذات مرة بأن الكثير من الفضول يجعلنا نفتقر إلى الله. لقد خلقنا نحن أنفسنا من المحرمات - لا يمكن معرفة الله لأننا سنفقد الإيمان. الأشخاص الأصيلون المحترمون هم موضع ثقة أولاً وقبل كل شيء، وكان تواضعهم مشروطًا بالسياق الثقافي. بدأ الرجل المثقف يبتعد عن الله، مدعيًا أنه لن يؤمن بهذه "الخرافة".
كان هناك الكثير من سوء الفهم لأننا في بعض الأحيان لم نقدر قيمة البحث عن الحقيقة. لم تعلن المسيحية رسميًا عن مثل هذه الصيغة أبدًا، لأن الإيمان يحتاج إلى مساعدة العقل لمعرفة الحقيقة وحتى الجدال مع الرب الإله. هل يمكننا حقا أن نتعرف عليه؟ وهذه مشكلة أخرى، لكنها لا تعفينا من مسؤولية البحث المستمر، لأننا نملك السبب. الكنيسة اليوم تكرر أنه لا يوجد تناقض بين الإيمان والعقل. حتى لو انتصر على بعض العقائد؟
"تم لحام حلقة من قطعة مستديرة من الحديد الناعم، وكان سمك المعدن سبعة أثمان البوصة، والقطر الخارجي للحلقة ست بوصات. وحول جزء واحد من هذه الحلقة كانت هناك ثلاث حلزونات ملفوفة، كل منها يحتوي على حوالي أربعة وعشرون قدمًا من الأسلاك النحاسية، وسمكها واحد على عشرين من البوصة. وكانت الحلزونات معزولة عن الحديد وعن بعضها البعض...، وتحتل ما يقرب من تسع بوصات على طول الحلقة. ويمكن استخدامها منفردة أو مجتمعة. تم تحديد هذه المجموعة بالحرف A. حول الجزء الآخر من الحلقة تم لفها بنفس الطريقة حوالي ستين قدمًا من نفس السلك النحاسي إلى قطعتين، مما شكل حلزونيًا B، له نفس اتجاه اللوالب A، ولكن يفصل بينهما عند كل طرف حوالي نصف بوصة من الحديد العاري.
س.: لا داعي للخوف، فالعقل لا يمكنه إلغاء أي عقيدة، وإذا حدث ذلك، فهذا يعني أننا لا نحتاج إلى التعامل مع العقيدة، بل مع الصيغة البشرية دون غطاء. والسبب هو تدمير الأكاذيب، ولكن الحقيقة لا تفشل أبدا. ونحن نعرف ذلك من تاريخ الكنيسة، ولو كان الأمر صعباً جداً، فقد استطاعت الكنيسة أن تطهر نفسها من الأكاذيب، ونحن فخورون بذلك.
مثال على العلاقة بين طاقم من شخصين سفن الفضاءوبعد عودة طاقم أحدهما قيل: لا إله، والآخر جميل لدرجة أنه لا يخلق إلا الله. فإذا كان هناك من المحرمات أصلاً، فهو مؤقت بسبب الظروف الثقافية والاجتماعية، والتي ترجع بالأساس إلى الخوف من التعامل مع شيء محفوف بالمخاطر من حيث فقدان المكانة العلمية. هذه الكلمة السحرية - المنظمة - لها أصلها، ويبقى السؤال - ماذا؟
تم توصيل الملف اللولبي B بواسطة أسلاك نحاسية بجلفانومتر موضوع على بعد ثلاثة أقدام من الحديد. تم ربط اللوالب الفردية من طرف إلى طرف لتكوين حلزوني مشترك، تم توصيل نهاياته ببطارية مكونة من عشرة أزواج من الألواح التي يبلغ طولها أربع بوصات مربعة. كان رد فعل الجلفانومتر فوريًا، وبقوة أكبر بكثير مما لوحظ، كما هو موضح أعلاه، باستخدام ملف أقوى بعشر مرات، ولكن بدون حديد؛ لكن على الرغم من الحفاظ على الاتصال توقف العمل. وعندما تم فتح الاتصال بالبطارية، انحرف السهم مرة أخرى بقوة، ولكن في الاتجاه المعاكس لما حدث في الحالة الأولى."
لذلك، الله يعرف الأشياء كما هي، ونحن كما هي. ر: قد لا تتفق معي، ولكن الشيء الذي لا يمكن التحقق منه تجريبيا سيكون دائما أكثر صعوبة في قبوله. وخاصة في مجال الفيزياء . ن.: يقول كانط نفسه: إن معرفتي محدودة لكي أفسح المجال للإيمان. حيثما توجد حدود للمعرفة، يبدأ إيماني.
ن: أسباب هذا العالم هي أن كل الأدلة على وجود الله كانت كاذبة، فلا إله. وفي الوقت نفسه، يتم اختبار المنهجية فقط على النحو التالي: كل الأدلة على وجود الله كانت كاذبة، ولكن لا يمكن استخلاص أي استنتاجات حول وجوده أو وجوده. وهذا حقًا خارج النطاق، ولكن هناك أيضًا مشكلة كبيرة هنا - منهجية البحث الصحيحة: صواب أو خطأ، وهذا ينطبق على كل مجال، سواء كان ذلك في الفيزياء أو علم الفلك أو الفلسفة أو اللاهوت.
قام فاراداي أيضًا بالتحقيق في تأثير الحديد من خلال التجربة المباشرة، حيث أدخل قضيبًا حديديًا داخل ملف مجوف، وفي هذه الحالة "كان للتيار المستحث تأثير قوي جدًا على الجلفانومتر". "ثم تم الحصول على تأثير مماثل بمساعدة العاديين مغناطيس". دعا فاراداي هذا الإجراء الحث الكهرومغناطيسي,بافتراض أن طبيعة الحث الكهروضوئي والمغناطيسي هي نفسها.
لماذا يتم استخدامه لاكتشاف الأسرار - حاجة طبيعية لتطوير المعرفة أو التقدم أو تلبية الاحتياجات الشخصية للباحثين الأفراد؟ ويمكن ملاحظة ذلك في مثال ما يسمى غير المقيد. بحث أساسي. طبيعتها هي اكتشاف أسرار الطبيعة، بغض النظر عن التحفيز المتكرر لاستخدامها الفوري. عندما اكتشف فاراداي ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، سُئل كيف ستكون الإنسانية؟
وقال بشكل مراوغ أنك على الأرجح ستدفع الضرائب ولن تتناول الجانب العلمي من الاكتشاف. كانت حاجته الذاتية هي الرغبة في المعرفة والرضا الذي يأتي منها. ويبدو لي أن استغلال فائدة الدراسة ليس له ما يبرره.
تشكل جميع التجارب الموصوفة محتوى القسمين الأول والثاني من عمل فاراداي الكلاسيكي "البحث التجريبي عن الكهرباء"، الذي بدأ في 24 نوفمبر 1831. وفي القسم الثالث من هذه السلسلة، "حول الجديد" الحالة الكهربائية"المادة" يحاول فاراداي لأول مرة وصف الخصائص الجديدة للأجسام التي تتجلى في الحث الكهرومغناطيسي. ويطلق على هذه الخاصية التي اكتشفها "الحالة الكهرومغناطيسية". وهذه هي الجرثومة الأولى لفكرة المجال، والتي تم فيما بعد شكلها فاراداي وأول من صاغها ماكسويل بدقة، وقد خصص القسم الرابع من السلسلة الأولى لتفسير ظاهرة أراغو، ويصنف فاراداي هذه الظاهرة بشكل صحيح على أنها تحريض ويحاول استخدام هذه الظاهرة "للحصول على مصدر جديد للكهرباء". ومن خلال تحريك قرص نحاسي بين قطبي المغناطيس، حصل على تيار في الجلفانومتر باستخدام ملامسات منزلقة. وكان هذا أول ماكينة دينامو.ويلخص فاراداي نتائج تجاربه في الكلمات التالية: "وهكذا تبين أنه يمكن إنشاء تيار ثابت من الكهرباء عن طريق مغناطيس عادي." من تجاربه حول الحث في الموصلات المتحركة، استنتج فاراداي العلاقة بين قطب المغناطيس والموصل المتحرك واتجاه التيار المستحث، أي “القانون الذي يحكم إنتاج الكهرباء من خلال الحث الكهرومغناطيسي”. ونتيجة لأبحاثه، أثبت فاراداي أن "القدرة على تحريض التيارات تتجلى في دائرة حول المحصلة المغناطيسية أو محور القوة بنفس الطريقة التي تنشأ بها المغناطيسية الموجودة حول دائرة حول تيار كهربائي ويتم اكتشافها بواسطته". *.
السماح للجامعة بالدخول بحث أساسيسنستمر في طرح الأسئلة حول السبب واكتشاف قوانين أو لوائح جديدة ويجب على كليات الاستخدام التقني استخدامها لجعل الحياة أسهل وأكثر ملاءمة وأكثر إثارة للاهتمام وجاذبية، وما إلى ذلك. نقل هذه الوحدة بشكل غير صحيح لن يحقق أي فائدة. ش.: البحث عن الحقيقة هو نكران الذات. يطرح الطفل آلاف الأسئلة، ويجيب عليها الأهل. عندما شرع كولومبوس في السفر حول العالم، سُئل عن سبب ذهابه إلى هناك.
لأن العالم كله قد خلق. لكنه كان بحاجة إلى أن يعرف بنفسه. إنه يقتلنا بالتأكيد على أن كل شيء يجب أن يكون مفيدًا. لأنه في هذه الحالة يتم تفسير الحقيقة بطريقة مفيدة، مع العلم أن الغموض يلعب أيضًا دورًا مهمًا. أصبحت مسألة معنى الحياة البشرية عديمة الفائدة تمامًا في ثقافتنا. ولكن، من ناحية أخرى، إذا لم نطرح هذا السؤال، فإن حياتنا ستكون بلا معنى. أولا، هناك نكران الذات، وبعد ذلك قد يتبين أن الحقيقة تستخدم بطرق مختلفة لصالح الحياة الشخصية والاجتماعية والاقتصادية والسياسية.
* (م. فاراداي،البحث التجريبي في الكهرباء، المجلد الأول، إد. أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، 1947، ص 57.)
بمعنى آخر، ينشأ مجال كهربائي دوامي حول تدفق مغناطيسي متناوب، تمامًا كما ينشأ مجال مغناطيسي دوامي حول تيار كهربائي. هذه الحقيقة الأساسية لخصها ماكسويل في معادلتيه للمجال الكهرومغناطيسي.
لكل افتتاح عليك أن تكون مستعدًا جيدًا. كل اكتشاف، حتى ما يسمى بالكارثة الإعلامية، مغطى بالمعرفة والخبرة الواسعة للباحث. فقط المعرفة الهائلة والخيال وتجاوز الحدود التقليدية بحث علميتسمح لك برؤية شيء جديد، جديد، غير معروف، ومن ثم يسمى الاكتشاف. تمت إدانة كوبرنيكوس ليس لأنه لم يحبه، على سبيل المثال، لأنه كان من تورون، ولكن لأنه لم يستطع أن يفهم أنه لا يمكن قراءة الكتاب المقدس حرفيًا. غالبًا ما يواجه الباحث منهجًا مبتذلاً في التعلم والمعرفة وسوء الفهم.
السلسلة الثانية من "الأبحاث"، التي بدأت في 12 يناير 1832، خصصت أيضًا لدراسة ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، وخاصة الفعل التحريضي للمجال المغناطيسي للأرض، وخصص فاراداي السلسلة الثالثة، التي بدأت في 10 يناير 1833. ، لإثبات هوية أنواع مختلفة من الكهرباء: الكهرباء الساكنة، الجلفانية، الحيوانية، الكهرومغناطيسية (أي التي يتم الحصول عليها من خلال الحث الكهرومغناطيسي). توصل فاراداي إلى استنتاج مفاده أن الكهرباء التي يتم الحصول عليها بطرق مختلفة هي نفسها من الناحية النوعية، والفرق في الإجراءات هو كمي فقط. وقد وجه هذا الضربة القاضية لمفهوم "السوائل" المختلفة من الراتنج والزجاج والكهرباء، والجلفانية، والكهرباء الحيوانية. لقد تبين أن الكهرباء كيان واحد ولكنه قطبي.
في بعض الأحيان يكون المكتشف متقدما على عصره، ولا يقبل اكتشافه إلا جيل جديد. لدينا أيضًا ميل طبيعي اليوم إلى تقسيم العالم بشكل مريح في اتجاهات مختلفة، حتى لا نضطر إلى التفكير من أجل الاستهلاك فقط. ومن الأمثلة على ذلك جيمس كليرك ماكسويل، الذي معادلته الشهيرة هي حضارتنا؛ بدونهم، سيكون من الصعب تخيل النجاح والتطور اليوم. ومع ذلك، فإن فهم ماكسويل لآلية الانتشار الكهرومغناطيسي لا يتناسب مع التفسير الحالي لهذه الظاهرة.
بالإضافة إلى ذلك، قام أوليفييه هيفيسايد، وهو عالم وعالم رياضيات آخر، بعمل كتابه الرياضي و الصيغ الرياضيةمفيد جدا. هذا مثال على جوهر ونوع استمرارية العلم: العديد من العلماء، حتى "الأصغر"، يساهمون في المعرفة العالمية. أليس هذا مريحا في عصر الإذلال الآخر في العالم الأكاديمي؟ ما هي أسرار العلم الحديث التي تواجه أعظم الفرص البحثية؟
السلسلة الخامسة من أبحاث فاراداي، والتي بدأت في 18 يونيو 1833، مهمة جدًا، وهنا يبدأ فاراداي أبحاثه حول التحليل الكهربائي، مما قاده إلى وضع القوانين الشهيرة التي تحمل اسمه. استمرت هذه الدراسات في السلسلة السابعة، التي بدأت في 9 يناير 1834. في هذه السلسلة الأخيرة، يقترح فاراداي مصطلحات جديدة: يقترح تسمية الأقطاب التي تزود المنحل بالكهرباء بالتيار. أقطاب كهربائية,استدعاء القطب الموجب الأنود،وسلبية - الكاثود,جزيئات المادة المترسبة تذهب إلى القطب الموجب الذي يسميه الأنيونات,والجسيمات التي تذهب إلى الكاثود هي الايونات الموجبة. وعلاوة على ذلك، فهو يملك الشروط بالكهرباءللمواد القابلة للتحلل، الأيوناتو المعادلات الكهروكيميائية.كل هذه المصطلحات راسخة في العلم. فاراداي يستخلص الاستنتاج الصحيح من القوانين التي وجدها والتي يمكن أن نتحدث عن بعضها الكمية المطلقةالكهرباء المرتبطة بذرات المادة العادية. يقول فاراداي: «على الرغم من أننا لا نعرف شيئًا عن ماهية الذرة، إلا أننا نتخيل لا إراديًا بعض الجسيمات الصغيرة التي تظهر لأذهاننا عندما نفكر فيها؛ ومع ذلك، في نفس الجهل أو حتى جهل أكبر فيما يتعلق بالكهرباء، فإننا لا نستطيع حتى أن نقول ما إذا كانت تمثل مادة أو مسائل خاصة، أو مجرد حركة مادة عادية، أو أي شكل آخر من أشكال القوة أو العامل، ومع ذلك، هناك عدد كبير من الحقائق التي تجعلنا نعتقد أن ذرات المادة إن المادة تتمتع بطريقة أو بأخرى بقوى كهربائية أو مرتبطة بها، وهي تدين لها بصفاتها الأكثر روعة، بما في ذلك تقاربها الكيميائي مع بعضها البعض.
وما زال العلماء يتساءلون لماذا تكون شحنة البروتون موجبة والإلكترون سالبا؟ ما هي خصائص المادة المضادة؟ كيف يمكن لمادة معروفة جدا درجات حرارة عالية؟ هذه الأسئلة مهمة حقا. نحن نتحدث عن درجات حرارة مماثلة لدرجة الحرارة الداخلية للشمس. هذه مشكلة كبيرة بالنسبة للفيزيائيين، وهي مهمة جدًا في سياق البحث عن مصادر جديدة للطاقة.
لتوضيح أهمية هذه المشكلة للإنسانية، يكفي إعطاء أحد التقديرات. وفي ظل هذا التقدم الكبير في العلوم، وفي استخدام الطبيعة في خدمة الإنسانية، تبقى المشكلة عند الإنسان، الذي يزداد حيرة أكثر فأكثر. التغييرات بدأت في طمس. التطور المجهول للعلم ليس له تأثير سلبي على التنمية الفكريةبل على العكس تتكاثر الظواهر السلبية كالأمية الثانوية.
* (م. فاراداي،البحث التجريبي في الكهرباء، المجلد الأول، إد. أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، 1947، ص 335.)
وهكذا عبر فاراداي بوضوح عن فكرة "كهربة" المادة، والتركيب الذري للكهرباء، وذرة الكهرباء، أو كما يقول فاراداي "الكمية المطلقة للكهرباء" يكون "تماما كما هو واضح في عملها،مثل أي من تلك الكمياتوالتي، مع بقائها مرتبطة بجزيئات المادة، تنقل إليها خصائصها تقارب كيميائي."ابتدائي الشحنة الكهربائيةكما هو موضح مزيد من التطويرالفيزياء، يمكن بالفعل تحديدها من خلال قوانين فاراداي.
كانت السلسلة التاسعة من دراسات فاراداي مهمة جدًا. تناولت هذه السلسلة، التي بدأت في 18 ديسمبر 1834، ظاهرة الاستقراء الذاتي، مع وجود تيارات إضافية من الإغلاق والانفتاح. ويشير فاراداي عند وصف هذه الظواهر إلى أنه على الرغم من أن لها سمات التعطيل،إلا أن ظاهرة الحث الذاتي تتميز عن القصور الذاتي الميكانيكي باعتمادهما عليها نماذجموصل. يلاحظ فاراداي أن "المستخلص مطابق ... للتيار المستحث" *. ونتيجة لذلك، طور فاراداي فكرة عن الأهمية الواسعة جدًا لعملية الحث. وفي السلسلة الحادية عشرة من دراساته، التي بدأت في 30 نوفمبر 1837، يقول: "إن الاستقراء يلعب أكثر من غيره". الدور الشاملفي جميع الظواهر الكهربائية، تشارك ظاهريًا في كل منها، وتحمل في الواقع سمات المبدأ الأساسي والأساسي." ** وعلى وجه الخصوص، وفقًا لفاراداي، فإن كل عملية شحن هي عملية تحريض، تعويضاتالشحنات المعاكسة: "لا يمكن للمواد أن تكون مشحونة بشكل مطلق، ولكن فقط نسبيا، وفقا لقانون مماثل للاستقراء. كل شحنة مدعومة بالاستقراء. جميع الظواهر الجهد االكهربىتتضمن بداية التحريض" ***. معنى هذه التصريحات التي كتبها فاراداي هو أن أي مجال كهربائي ("ظاهرة الجهد" - في مصطلحات فاراداي) يكون مصحوبًا بالضرورة بعملية تحريض في الوسط ("الإزاحة" - في مصطلحات ماكسويل اللاحقة المصطلحات). يتم تحديد هذه العملية من خلال خصائص الوسط، "قدرته الاستقرائية"، في مصطلحات فاراداي، أو "ثابت العزل الكهربائي"، في المصطلحات الحديثة. حددت تجارب فاراداي مع مكثف كروي ثابت العزل الكهربائي لعدد من المواد مع فيما يتعلق بالهواء، وقد عززت هذه التجارب فكرة فاراداي عن الدور الأساسي للوسط في العمليات الكهرومغناطيسية.
* (م. فاراداي،البحث التجريبي في الكهرباء، المجلد الأول، إد. أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، 1947، ص 445.)
** (م. فاراداي،البحث التجريبي في الكهرباء، المجلد الأول، إد. أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، 1947، ص 478.)
*** (م. فاراداي،البحث التجريبي في الكهرباء، المجلد الأول، إد. أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، 1947، ص 487.)
تم تطوير قانون الحث الكهرومغناطيسي بشكل كبير من قبل فيزيائي روسي من أكاديمية سانت بطرسبرغ إميلي كريستيانوفيتش لينتز(1804-1865). في 29 نوفمبر 1833، قدم لينز تقريرًا إلى أكاديمية العلوم عن بحثه "حول تحديد اتجاه التيارات الكلفانية المستثارة بالحث الكهروديناميكي". أظهر لينز أن الحث الكهرومغناطيسي الخاص بفاراداي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالقوى الكهرومغناطيسية الخاصة بأمبير. "الموضع الذي يتم من خلاله اختزال الظاهرة الكهرومغناطيسية إلى الظاهرة الكهرومغناطيسية هو كما يلي: إذا تحرك موصل معدني بالقرب من تيار كلفاني أو مغناطيس، فسيتم إثارة تيار كلفاني فيه في اتجاه بحيث إذا كان الموصل ثابتًا، فقد يتسبب التيار في تحركه في الاتجاه المعاكس؛ من المفترض أن الموصل الساكن يمكنه التحرك فقط في اتجاه الحركة أو في الاتجاه المعاكس" *.
* (إي إتش لينز،أعمال مختارة، إد. أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، 1950، ص 148-149.)
يكشف مبدأ لينز هذا عن طاقة عمليات الحث ولعب دورًا مهمًا في عمل هيلمهولتز لتأسيس قانون الحفاظ على الطاقة. استمد لينز نفسه من حكمه المبدأ المعروف في الهندسة الكهربائية المتمثل في قابلية عكس الآلات الكهرومغناطيسية: إذا قمت بتدوير ملف بين قطبي المغناطيس، فإنه يولد تيارًا؛ على العكس من ذلك، إذا تم إرسال تيار فيه، فسوف يدور. يمكن تحويل المحرك الكهربائي إلى مولد والعكس صحيح. أثناء دراسة عمل الآلات الكهرومغناطيسية، اكتشف لينز تفاعل عضو الإنتاج في عام 1847.
في 1842-1843. أنتج لينز دراسة كلاسيكية بعنوان "حول قوانين إطلاق الحرارة بواسطة التيار الجلفاني" (نُشرت في 2 ديسمبر 1842، ونشرت في عام 1843)، والتي بدأها قبل وقت طويل من تجارب جول المماثلة (ظهر تقرير جول في أكتوبر 1841) واستمر فيها على الرغم من ذلك. "منشور الجول، "لأن تجارب الأخير قد تقابل ببعض الاعتراضات المبررة، كما سبق أن بين ذلك زميلنا السيد الأكاديمي هيس"*. يقيس لينز شدة التيار باستخدام بوصلة الظل، وهو جهاز اخترعه البروفيسور في هيلسينجفورس يوهان نيرفاندر (1805-1848)، ويتناول في الجزء الأول من رسالته هذا الجهاز. وفي الجزء الثاني، "انبعاث الحرارة في الأسلاك"، الذي نشر في 11 أغسطس 1843، وصل إلى قانونه الشهير:
- "
- يتناسب تسخين السلك بالتيار الجلفاني مع مقاومة السلك.
- تسخين السلك بالتيار الكلفاني يتناسب مع مربع التيار المستخدم للتسخين"**.
* (إي إتش لينز،أعمال مختارة، إد. أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، 1950، ص 361.)
** (إي إتش لينز،أعمال مختارة، إد. أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، 1950، ص 441.)
لعب قانون جول لينز دورًا مهمًا في تأسيس قانون الحفاظ على الطاقة. إن التطور الكامل لعلم الظواهر الكهربائية والمغناطيسية أدى إلى فكرة وحدة قوى الطبيعة، إلى فكرة الحفاظ على هذه "القوى".
في وقت واحد تقريبًا مع فاراداي، لاحظ فيزيائي أمريكي الحث الكهرومغناطيسي جوزيف هنري(1797-1878). صنع هنري مغناطيسًا كهربائيًا كبيرًا (1828) مدعومًا بخلية كلفانية منخفضة المقاومة، ويدعم حمولة قدرها 2000 رطل. يذكر فاراداي هذا المغناطيس الكهربائي ويشير إلى أنه بمساعدته يمكنك الحصول على شرارة قوية عند فتحه.
كان هنري أول من لاحظ ظاهرة الاستقراء الذاتي (1832)، وتميزت أولويته بتسمية وحدة الاستقراء الذاتي “هنري”.
في عام 1842 أنشأ هنري الطابع التذبذبينوع جرة ليدن. وكانت الإبرة الزجاجية الرفيعة التي درس بها هذه الظاهرة ممغنطة بأقطاب مختلفة، بينما ظل اتجاه التفريغ دون تغيير. ويخلص هنري إلى أن "التفريغ، مهما كانت طبيعته، لا يبدو (باستخدام نظرية فرانكلين. - P.K.) أنه انتقال واحد لسائل عديم الوزن من صفيحة إلى أخرى؛ فالظاهرة المكتشفة تجبرنا على افتراض وجود عامل رئيسي". التفريغ في اتجاه واحد، ثم عدة حركات غريبة ذهابا وإيابا، كل منها أضعف من الأخرى، تستمر حتى يتحقق التوازن.
أصبحت الظواهر الحثية موضوعا رائدا في البحوث الفيزيائية. في عام 1845، عالم فيزياء ألماني فرانز نيومان(1798-1895) أعطى التعبير الرياضي قانون الحث,تلخيص بحث فاراداي ولينز.
تم التعبير عن القوة الدافعة الكهربائية للتحريض بواسطة نيومان في شكل مشتق زمني لبعض الوظائف التي تحفز التيار والتكوين المتبادل للتيارات المتفاعلة. دعا نيومان هذه الوظيفة الإمكانات الكهروديناميكية.كما وجد تعبيراً لمعامل الحث المتبادل. في مقالته "حول الحفاظ على القوة" عام 1847، اشتق هيلمهولتز تعبير نيومان لقانون الحث الكهرومغناطيسي من اعتبارات الطاقة. في نفس العمل، يذكر هيلمهولتز أن تفريغ المكثف "ليس ... حركة بسيطة للكهرباء في اتجاه واحد، ولكن ... تدفقها في اتجاه واحد أو آخر بين لوحين على شكل تذبذبات تصبح أقل وأقل، حتى يتم تدمير كل القوة الحية في النهاية من خلال مجموع المقاومة.
في عام 1853 وليام طومسون(1824-1907) أعطى نظرية رياضية للتفريغ التذبذبي للمكثف وأثبت اعتماد فترة التذبذب على معلمات الدائرة التذبذبية (صيغة طومسون).
في عام 1858 بي بلازيرنا(1836-1918) سجل بشكل تجريبي منحنى الرنين للتذبذبات الكهربائية، ودرس تأثير دائرة تحفيز التفريغ التي تحتوي على بنك من المكثفات وموصلات متصلة بدائرة جانبية، مع طول متغير للموصل المستحث. أيضا في عام 1858 فيلهلم فيدرسن(1832-1918) لاحظ تفريغ شرارة جرة ليدن في مرآة دوارة، وفي عام 1862 قام بتصوير صورة لتفريغ شرارة في مرآة دوارة. وهكذا، تم تحديد الطبيعة التذبذبية للتفريغ بوضوح. وفي الوقت نفسه، تم اختبار صيغة طومسون تجريبيا. وهكذا، خطوة بخطوة، عقيدة اهتزازات كهربائية,يشكل الأساس العلمي للهندسة الكهربائية ذات التيار المتردد وهندسة الراديو.