Induzione elettromagneticaè un fenomeno che consiste nell'accadimento corrente elettrica in un conduttore chiuso a seguito di un cambiamento nel campo magnetico in cui si trova. Questo fenomeno fu scoperto dal fisico inglese M. Faraday nel 1831. La sua essenza può essere spiegata da diversi semplici esperimenti.

Descritto negli esperimenti di Faraday principio di ottenere corrente alternata utilizzato nella generazione di generatori di induzione energia elettrica nelle centrali termiche o idroelettriche. La resistenza alla rotazione del rotore del generatore, che si verifica quando la corrente di induzione interagisce con campo magnetico, viene superato dal funzionamento di una turbina a vapore o idraulica che fa ruotare il rotore. Tali generatori convertire l'energia meccanica in energia elettrica .

Correnti parassite o correnti di Foucault

Se un conduttore massiccio viene posto in un campo magnetico alternato, allora in questo conduttore, a causa del fenomeno induzione elettromagnetica si verificano correnti parassite, chiamate Correnti di Foucault.

correnti parassite sorgono anche quando un conduttore massiccio si muove in un campo magnetico costante ma disomogeneo nello spazio. Le correnti di Foucault hanno una direzione tale che la forza che agisce su di esse in un campo magnetico rallenta il movimento del conduttore. Un pendolo sotto forma di una solida piastra metallica di materiale non magnetico, che oscilla tra i poli di un elettromagnete, si ferma bruscamente quando viene attivato il campo magnetico.

In molti casi, il riscaldamento provocato dalle correnti di Foucault si rivela dannoso e va affrontato. I nuclei dei trasformatori, i rotori dei motori elettrici sono costituiti da piastre di ferro separate separate da strati di un isolante che impedisce lo sviluppo di grandi correnti di induzione e le piastre stesse sono realizzate con leghe ad alta resistività.

Campo elettromagnetico

Il campo elettrico creato dalle cariche stazionarie è statico e agisce sulle cariche. Una corrente continua provoca la comparsa di un campo magnetico costante nel tempo, che agisce su cariche e correnti in movimento. I campi elettrici e magnetici esistono in questo caso indipendentemente l'uno dall'altro.

Fenomeno induzione elettromagnetica dimostra l'interazione di questi campi, osservati in sostanze in cui sono presenti cariche libere, cioè nei conduttori. Un campo magnetico alternato crea un campo elettrico alternato che, agendo su cariche libere, crea una corrente elettrica. Questa corrente, essendo alternata, genera a sua volta un campo magnetico alternato, che crea un campo elettrico nello stesso conduttore, ecc.

Viene chiamata la combinazione di campi elettrici alternati e campi magnetici alternati che si generano a vicenda campo elettromagnetico . Può anche esistere in un ambiente dove non c'è spese gratuite, e si propaga nello spazio sotto forma di onda elettromagnetica.

classico elettrodinamica- una delle più alte conquiste della mente umana. Ha avuto un enorme impatto sul successivo sviluppo della civiltà umana, prevedendo l'esistenza di onde elettromagnetiche. Ciò ha successivamente portato alla creazione di radio, televisione, sistemi di telecomunicazione, navigazione satellitare, nonché computer, robot industriali e domestici e altri attributi della vita moderna.

pietra angolare Le teorie di Maxwell era l'affermazione che solo un campo elettrico alternato può fungere da sorgente di un campo magnetico, proprio come un campo magnetico alternato funge da sorgente di un campo elettrico che crea una corrente di induzione in un conduttore. La presenza di un conduttore in questo caso non è necessaria: nello spazio vuoto si verifica anche un campo elettrico. Le linee di un campo elettrico alternato, analogamente alle linee di un campo magnetico, sono chiuse. I campi elettrico e magnetico di un'onda elettromagnetica sono uguali.

L'induzione elettromagnetica in diagrammi e tabelle

Argomento della lezione:

Scoperta dell'induzione elettromagnetica. flusso magnetico.

Bersaglio: introdurre gli studenti al fenomeno dell'induzione elettromagnetica.

Durante le lezioni

I. Momento organizzativo

II. Aggiornamento delle conoscenze.

1. Indagine frontale.

• Qual è l'ipotesi di Ampère?
• Cos'è la permeabilità magnetica?
• Quali sostanze sono chiamate para- e diamagneti?
• Cosa sono le ferriti?
• Dove vengono utilizzate le ferriti?
• Come fai a sapere che c'è un campo magnetico attorno alla Terra?
• Dove sono i poli magnetici nord e sud della Terra?
• Quali processi avvengono nella magnetosfera terrestre?
• Qual è la ragione dell'esistenza di un campo magnetico vicino alla Terra?

2. Analisi degli esperimenti.

Esperimento 1

L'ago magnetico sul supporto è stato portato all'estremità inferiore e poi a quella superiore del treppiede. Perché la freccia gira verso l'estremità inferiore del treppiede da entrambi i lati Polo Sud, e all'estremità superiore - l'estremità settentrionale?(Tutti gli oggetti di ferro si trovano nel campo magnetico terrestre. Sotto l'influenza di questo campo, sono magnetizzati e la parte inferiore dell'oggetto rileva il polo magnetico nord e la parte superiore - il sud.)

Esperimento 2

In un grande tappo di sughero, fai una piccola scanalatura per un pezzo di filo. Abbassa il tappo nell'acqua e mettici sopra il filo, posizionandolo lungo il parallelo. In questo caso il filo, insieme al tappo, viene ruotato e installato lungo il meridiano. Perché?(Il filo è stato magnetizzato ed è inserito nel campo terrestre come un ago magnetico.)

III. Imparare nuovo materiale

Tra movimento cariche elettriche agiscono le forze magnetiche. Le interazioni magnetiche sono descritte sulla base del concetto di un campo magnetico che esiste attorno a cariche elettriche in movimento. I campi elettrici e magnetici sono generati dalle stesse fonti: cariche elettriche. Si può presumere che esista una connessione tra di loro.

Nel 1831 M. Faraday lo confermò sperimentalmente. Ha scoperto il fenomeno dell'induzione elettromagnetica (diapositive 1.2).

Esperimento 1

Colleghiamo il galvanometro alla bobina e ne proporremo un magnete permanente. Osserviamo la deviazione dell'ago del galvanometro, è apparsa una corrente (induzione) (diapositiva 3).

La corrente nel conduttore si verifica quando il conduttore si trova nell'area del campo magnetico alternato (diapositiva 4-7).

Faraday ha rappresentato un campo magnetico alternato come un cambiamento nel numero di linee di forza che penetrano nella superficie delimitata da un dato contorno. Questo numero dipende dall'induzione IN campo magnetico, dall'area di contorno S e il suo orientamento nel campo dato.

F \u003d BS cos a - flusso magnetico.

F [Wb] Weber (diapositiva 8)

La corrente di induzione può avere direzioni diverse, che dipendono dal fatto che il flusso magnetico che penetra nel circuito diminuisca o aumenti. La regola per determinare la direzione della corrente indotta fu formulata nel 1833. E. X. Lenz.

Esperimento 2

Facciamo scorrere un magnete permanente in un anello di alluminio leggero. L'anello viene respinto da esso e, una volta esteso, viene attratto dal magnete.

Il risultato non dipende dalla polarità del magnete. La repulsione e l'attrazione sono spiegate dalla comparsa di una corrente di induzione in essa.

Quando il magnete viene inserito, il flusso magnetico attraverso l'anello aumenta: la repulsione dell'anello allo stesso tempo mostra che la corrente di induzione in esso ha una tale direzione in cui il vettore di induzione del suo campo magnetico è opposto in direzione al vettore di induzione del campo magnetico esterno.

Regola di Lenz:

La corrente induttiva ha sempre una direzione tale che il suo campo magnetico impedisce qualsiasi variazione del flusso magnetico che provoca la comparsa di una corrente induttiva.(diapositiva 9).

IV. Svolgimento di attività di laboratorio

Lavoro di laboratorio sul tema "Verifica sperimentale della regola di Lenz"

Dispositivi e materiali:milliamperometro, bobina-bobina, magnete arcuato.

Progresso

1. Prepara una tavola.

Oggi parleremo del fenomeno dell'induzione elettromagnetica. Riveleremo perché questo fenomeno è stato scoperto e quali benefici ha portato.

Seta

Le persone hanno sempre cercato di vivere meglio. Qualcuno potrebbe pensare che questo sia un motivo per accusare l'umanità di avidità. Ma spesso si tratta di trovare servizi domestici di base.

Nell'Europa medievale sapevano come realizzare tessuti di lana, cotone e lino. E a quel tempo, le persone soffrivano di un eccesso di pulci e pidocchi. Allo stesso tempo, la civiltà cinese ha già imparato a tessere abilmente la seta. I vestiti da esso non permettevano ai succhiasangue di pelle umana. Le zampe degli insetti scivolarono sul tessuto liscio e i pidocchi caddero. Pertanto, gli europei volevano vestirsi di seta a tutti i costi. E i mercanti pensavano che fosse un'altra opportunità per arricchirsi. Pertanto, è stata posata la Grande Via della Seta.

Solo in questo modo il tessuto desiderato è stato consegnato all'Europa sofferente. E così tante persone sono state coinvolte nel processo che sono nate le città, gli imperi si sono contesi il diritto di imporre tasse e alcuni tratti di strada sono ancora il modo più conveniente per arrivare nel posto giusto.

Bussola e stella

Montagne e deserti ostacolavano le carovane con la seta. È successo che il carattere della zona è rimasto lo stesso per settimane e mesi. Le dune della steppa lasciarono il posto alle stesse colline, un passo dopo l'altro. E le persone dovevano in qualche modo navigare per consegnare il loro prezioso carico.

Le stelle sono venute prima. Sapendo che giorno è e quali costellazioni aspettarsi, un viaggiatore esperto potrebbe sempre determinare dove si trova il sud, dove si trova l'est e dove andare. Ma le persone con una quantità sufficiente di conoscenza sono sempre mancate. Sì, e poi non sapevano come contare con precisione il tempo. Tramonto, alba: questi sono tutti i punti di riferimento. E una tempesta di neve o sabbia, il tempo nuvoloso escludeva anche la possibilità di vedere la stella polare.

Poi le persone (probabilmente gli antichi cinesi, ma gli scienziati stanno ancora discutendo su questo) si sono resi conto che un minerale si trova sempre in un certo modo rispetto ai punti cardinali. Questa proprietà è stata utilizzata per creare la prima bussola. Prima la scoperta del fenomeno dell'induzione elettromagnetica era lontana, ma un inizio era stato fatto.

Da bussola a calamita

Il nome stesso "magnete" risale al toponimo. Probabilmente le prime bussole furono realizzate con minerali estratti nelle colline di Magnesia. Questa zona si trova in Asia Minore. E i magneti sembravano pietre nere.

Le prime bussole erano molto primitive. L'acqua veniva versata in una ciotola o in un altro contenitore, sopra veniva posto un sottile disco di materiale galleggiante. E un ago magnetizzato è stato posto al centro del disco. Una delle sue estremità puntava sempre a nord, l'altra a sud.

È difficile persino immaginare che la carovana conservasse l'acqua per la bussola mentre la gente moriva di sete. Ma restare in pista e lasciare che persone, animali e merci si mettessero in salvo era più importante di poche vite separate.

Le bussole hanno fatto molti viaggi e hanno incontrato vari fenomeni naturali. Non sorprende che il fenomeno dell'induzione elettromagnetica sia stato scoperto in Europa, sebbene il minerale magnetico fosse originariamente estratto in Asia. In questo modo intricato, il desiderio degli europei di dormire più comodamente ha portato alla scoperta più importante della fisica.

Magnetico o elettrico?

All'inizio del diciannovesimo secolo, gli scienziati hanno capito come ottenere corrente continua. È stata creata la prima batteria primitiva. Era sufficiente inviare un flusso di elettroni attraverso conduttori metallici. Grazie alla prima fonte di elettricità, sono state fatte numerose scoperte.

Nel 1820, lo scienziato danese Hans Christian Oersted scoprì che l'ago magnetico deviava vicino al conduttore incluso nella rete. Il polo positivo della bussola si trova sempre in un certo modo rispetto alla direzione della corrente. Lo scienziato ha condotto esperimenti in tutte le possibili geometrie: il conduttore era sopra o sotto la freccia, erano paralleli o perpendicolari. Il risultato era sempre lo stesso: la corrente inclusa metteva in moto il magnete. Fu così anticipata la scoperta del fenomeno dell'induzione elettromagnetica.

Ma l'idea degli scienziati deve essere confermata dall'esperimento. Subito dopo l'esperimento di Oersted, il fisico inglese Michael Faraday si è posto la domanda: "I campi magnetico ed elettrico si influenzano semplicemente a vicenda o sono più strettamente correlati?" Lo scienziato è stato il primo a verificare l'ipotesi che se un campo elettrico fa deviare un oggetto magnetizzato, allora il magnete dovrebbe generare una corrente.

Lo schema dell'esperienza è semplice. Ora qualsiasi studente può ripeterlo. Un sottile filo di metallo era avvolto a forma di molla. Le sue estremità erano collegate a un dispositivo che registrava la corrente. Quando un magnete si spostava vicino alla bobina, la freccia del dispositivo mostrava la tensione del campo elettrico. Pertanto, è stata derivata la legge di Faraday sull'induzione elettromagnetica.

Continuazione degli esperimenti

Ma non è tutto ciò che lo scienziato ha fatto. Poiché i campi magnetico ed elettrico sono strettamente correlati, era necessario scoprire quanto.

Per fare ciò, Faraday ha portato la corrente a un avvolgimento e l'ha spinta all'interno di un altro avvolgimento simile con un raggio maggiore del primo. Ancora una volta l'elettricità è stata indotta. Così, lo scienziato ha dimostrato: una carica in movimento genera contemporaneamente campi elettrici e magnetici.

Vale la pena sottolineare che stiamo parlando del movimento di un magnete o di un campo magnetico all'interno di un circuito chiuso di una molla. Cioè, il flusso deve cambiare continuamente. Se ciò non accade, non viene generata corrente.

Formula

La legge di Faraday per l'induzione elettromagnetica è espressa dalla formula

Decifriamo i caratteri.

ε sta per EMF o forza elettromotrice. Questa quantità è uno scalare (cioè non un vettore) e mostra il lavoro che alcune forze o leggi della natura applicano per creare una corrente. Va notato che il lavoro deve essere eseguito da fenomeni non elettrici.

Φ è il flusso magnetico attraverso un circuito chiuso. Questo valore è il prodotto di altri due: il modulo del vettore di induzione magnetica B e l'area dell'anello chiuso. Se il campo magnetico agisce sul contorno non strettamente perpendicolare, al prodotto viene aggiunto il coseno dell'angolo tra il vettore B e la normale alla superficie.

Conseguenze della scoperta

Questa legge è stata seguita da altri. Gli scienziati successivi hanno stabilito la dipendenza della corrente elettrica dalla potenza, la resistenza dal materiale del conduttore. Si studiavano nuove proprietà, si creavano leghe incredibili. Infine, l'umanità ha decifrato la struttura dell'atomo, approfondito il segreto della nascita e della morte delle stelle e aperto il genoma degli esseri viventi.

E tutti questi risultati hanno richiesto un'enorme quantità di risorse e, soprattutto, elettricità. Qualsiasi produzione o grande Ricerca scientifica sono stati eseguiti dove erano disponibili tre componenti: personale qualificato, direttamente il materiale con cui lavorare ed energia elettrica a basso costo.

E questo era possibile dove le forze della natura potevano imprimere un grande momento di rotazione al rotore: fiumi con un grande dislivello, valli con forti venti, faglie con un eccesso di energia geomagnetica.

È interessante questo modo moderno ottenere elettricità non differisce fondamentalmente dagli esperimenti di Faraday. Il rotore magnetico ruota molto velocemente all'interno di una grande bobina di filo. Il campo magnetico nell'avvolgimento cambia continuamente e viene generata una corrente elettrica.

Naturalmente, viene selezionato il miglior materiale per il magnete e i conduttori e la tecnologia dell'intero processo è completamente diversa. Ma l'essenza è una cosa: viene utilizzato un principio aperto sul sistema più semplice.

Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica fu scoperto da Mile Faraday nel 1831. Anche 10 anni prima, Faraday stava pensando a un modo per trasformare il magnetismo in elettricità. Credeva che il campo magnetico e il campo elettrico dovessero essere in qualche modo correlati.

Scoperta dell'induzione elettromagnetica

Ad esempio, un oggetto di ferro può essere magnetizzato utilizzando un campo elettrico. Probabilmente dovrebbe essere possibile ottenere una corrente elettrica con l'aiuto di un magnete.

In primo luogo, Faraday scoprì il fenomeno dell'induzione elettromagnetica nei conduttori stazionari l'uno rispetto all'altro. Quando una corrente appariva in una di esse, veniva indotta una corrente anche nell'altra bobina. Inoltre, in futuro è scomparso ed è riapparso solo quando l'alimentazione di una bobina è stata interrotta.

Dopo qualche tempo, Faraday ha dimostrato in esperimenti che quando una bobina senza corrente viene spostata in un circuito rispetto a un altro, alle estremità del quale viene applicata la tensione, apparirà anche una corrente elettrica nella prima bobina.

L'esperimento successivo fu l'introduzione di un magnete nella bobina e, allo stesso tempo, apparve anche una corrente. Questi esperimenti sono mostrati nelle figure seguenti.

Faraday ha formulato la ragione principale della comparsa di corrente in un circuito chiuso. In un circuito conduttore chiuso, la corrente si forma quando cambia il numero di linee di induzione magnetica che permeano questo circuito.

Maggiore è questo cambiamento, più forte sarà la corrente di induzione. Non importa come otteniamo un cambiamento nel numero di linee di induzione magnetica. Ad esempio, questo può essere fatto spostando il contorno in un campo magnetico non uniforme, come è successo nell'esperimento con un magnete o il movimento di una bobina. E possiamo, ad esempio, cambiare l'intensità della corrente nella bobina adiacente al circuito, mentre il campo magnetico creato da questa bobina cambierà.

La formulazione della legge

Riassumiamo riepilogo. Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica è il fenomeno del verificarsi di corrente in un circuito chiuso, con una variazione del campo magnetico in cui si trova questo circuito.

Per una formulazione più precisa della legge dell'induzione elettromagnetica, è necessario introdurre un valore che caratterizzerebbe il campo magnetico: il flusso del vettore di induzione magnetica.

flusso magnetico

Il vettore di induzione magnetica è indicato dalla lettera B. Caratterizzerà il campo magnetico in qualsiasi punto dello spazio. Consideriamo ora un contorno chiuso che delimiti la superficie con l'area S. Poniamolo in un campo magnetico uniforme.

Ci sarà un certo angolo a tra il vettore normale alla superficie e il vettore di induzione magnetica. Viene chiamato il flusso magnetico Ф attraverso una superficie con un'area S quantità fisica, pari al prodotto del modulo del vettore di induzione magnetica e l'area superficiale e il coseno dell'angolo tra il vettore di induzione magnetica e la normale al contorno.

F \u003d B * S * cos (a).

Il prodotto B*cos(a) è la proiezione del vettore B sulla normale n. Pertanto, la forma per il flusso magnetico può essere riscritta come segue:

L'unità di misura del flusso magnetico è il weber. Denotato 1 Wb. Un flusso magnetico di 1 Wb è creato da un campo magnetico con un'induzione di 1 T attraverso una superficie con un'area di 1 m ^ 2, che si trova perpendicolarmente al vettore di induzione magnetica.

FARADEUS. SCOPERTA DELL'INDUZIONE ELETTROMAGNETICA

Ossessionato dalle idee su legame inscindibile e l'interazione delle forze della natura, Faraday ha cercato di dimostrare che nello stesso modo in cui Ampère poteva creare magneti con l'aiuto dell'elettricità, così è possibile creare elettricità con l'aiuto dei magneti.

La sua logica era semplice: il lavoro meccanico si trasforma facilmente in calore; Al contrario, il calore può essere convertito in lavoro meccanico(diciamo, in un motore a vapore). In generale, tra le forze della natura, si verifica più spesso la seguente relazione: se A partorisce B, allora B partorisce A.

Se per mezzo dell'elettricità Ampère ha ottenuto dei magneti, allora, a quanto pare, è possibile "ottenere elettricità dal magnetismo ordinario". Arago e Ampère si sono posti lo stesso compito a Parigi, Colladon a Ginevra.

Faraday fa molti esperimenti, tiene appunti pedanti. Dedica un paragrafo a ogni piccolo studio. registri di laboratorio(pubblicato integralmente a Londra nel 1931 con il titolo Faraday's Diary). Almeno il fatto che l'ultimo paragrafo del Diario sia segnato con il numero 16041 parla dell'efficienza di Faraday.

Oltre a una convinzione intuitiva nella connessione universale dei fenomeni, nulla, infatti, lo ha sostenuto nella sua ricerca di "elettricità dal magnetismo". Inoltre, come il suo insegnante Devi, faceva più affidamento sui propri esperimenti che sulle costruzioni mentali. Davy gli ha insegnato:

Un buon esperimento vale più della premura di un genio come Newton.

Tuttavia, era Faraday che era destinato a grandi scoperte. Grande realista, strappò spontaneamente le catene dell'empirismo, una volta impostogli da Devi, e in quei momenti gli balenò una grande intuizione: acquisì la capacità per le generalizzazioni più profonde.

Il primo barlume di fortuna apparve solo il 29 agosto 1831. Quel giorno, Faraday stava testando un semplice dispositivo in laboratorio: un anello di ferro di circa sei pollici di diametro, avvolto attorno a due pezzi di filo isolato. Quando Faraday ha collegato una batteria ai terminali di un avvolgimento, il suo assistente, il sergente di artiglieria Andersen, ha visto l'ago di un galvanometro collegato all'altro avvolgimento contrarsi.

Si contrasse e si calmò, sebbene la corrente continua continuasse a fluire attraverso il primo avvolgimento. Faraday ha esaminato attentamente tutti i dettagli di questa semplice installazione: tutto era in ordine.

Ma l'ago del galvanometro era ostinatamente fermo a zero. Infastidito, Faraday decise di interrompere la corrente, e poi accadde un miracolo: durante l'apertura del circuito, l'ago del galvanometro oscillava ancora e ancora si bloccava a zero!

Faraday era perplesso: in primo luogo, perché l'ago si comporta in modo così strano? In secondo luogo, le esplosioni che ha notato sono collegate al fenomeno che stava cercando?

Fu allora che le grandi idee di Ampère, la connessione tra corrente elettrica e magnetismo, si rivelarono in tutta chiarezza a Faraday. Dopotutto, il primo avvolgimento in cui ha applicato la corrente è diventato immediatamente un magnete. Se lo consideriamo come un magnete, allora l'esperimento del 29 agosto ha mostrato che il magnetismo sembrava dare origine all'elettricità. Solo due cose sono rimaste strane in questo caso: perché l'ondata di elettricità quando l'elettromagnete è stato acceso è svanita rapidamente? E inoltre, perché la sovratensione appare quando il magnete è spento?

Il giorno successivo, 30 agosto, una nuova serie di esperimenti. L'effetto è chiaramente espresso, ma tuttavia del tutto incomprensibile.

Faraday sente che l'apertura è da qualche parte nelle vicinanze.

“Ora sono di nuovo impegnato nell'elettromagnetismo e penso di aver attaccato una cosa di successo, ma non posso ancora confermarlo. Può darsi benissimo che dopo tutte le mie fatiche, alla fine tirerò fuori le alghe invece dei pesci.

La mattina successiva, il 24 settembre, Faraday preparò molti dispositivi diversi in cui gli elementi principali non erano più avvolgimenti di corrente elettrica, ma magneti permanenti. E c'era anche un effetto! La freccia deviò e si precipitò immediatamente al suo posto. Questo leggero movimento si è verificato durante le manipolazioni più inaspettate con il magnete, a volte, sembrava, per caso.

Il prossimo esperimento è il 1 ottobre. Faraday decide di tornare all'inizio: a due avvolgimenti: uno con corrente, l'altro collegato a un galvanometro. La differenza con il primo esperimento è l'assenza di un anello d'acciaio: il nucleo. Lo splash è quasi impercettibile. Il risultato è banale. È chiaro che un magnete senza nucleo è molto più debole di un magnete con un nucleo. Pertanto, l'effetto è meno pronunciato.

Faraday è deluso. Per due settimane non si avvicina agli strumenti, pensando ai motivi del fallimento.

Faraday sa in anticipo come sarà. L'esperienza funziona brillantemente.

“Ho preso una barra magnetica cilindrica (3/4" di diametro e 8 1/4" di lunghezza) e ne ho inserito un'estremità in una bobina di filo di rame (lunga 220 piedi) collegata a un galvanometro. Quindi, con un rapido movimento, ho spinto il magnete per tutta la lunghezza della spirale e l'ago del galvanometro ha subito uno shock. Poi altrettanto rapidamente ho estratto il magnete dalla spirale e l'ago ha oscillato di nuovo, ma nella direzione opposta. Queste oscillazioni dell'ago si ripetevano ogni volta che il magnete veniva spinto dentro o fuori".

Il segreto sta nel movimento del magnete! L'impulso di elettricità non è determinato dalla posizione del magnete, ma dal movimento!

Ciò significa che "un'onda elettrica sorge solo quando il magnete si muove, e non a causa delle proprietà insite in esso a riposo".

Questa idea è straordinariamente fruttuosa. Se il movimento di un magnete rispetto a un conduttore crea elettricità, allora, a quanto pare, anche il movimento di un conduttore rispetto a un magnete deve generare elettricità! Inoltre, questa "onda elettrica" ​​non scomparirà finché continuerà il movimento reciproco del conduttore e del magnete. Ciò significa che è possibile creare un generatore di corrente elettrica che funzioni per un tempo arbitrariamente lungo, purché il movimento reciproco del filo e del magnete continui!

Il 28 ottobre, Faraday ha installato un disco di rame rotante tra i poli di un magnete a ferro di cavallo, dal quale è possibile rimuovere la tensione elettrica utilizzando contatti striscianti (uno sull'asse, l'altro sulla periferia del disco). È stato il primo generatore elettrico creato da mani umane.

Dopo l '"epopea elettromagnetica" Faraday fu costretto a interrompere il suo lavoro per diversi anni. lavoro scientifico- il suo sistema nervoso era così esausto...

Esperimenti simili a quello di Faraday, come già detto, sono stati condotti in Francia e in Svizzera. Colladon, professore all'Accademia di Ginevra, era un sofisticato sperimentatore (ad esempio, ha effettuato misurazioni accurate della velocità del suono nell'acqua sul lago di Ginevra). Forse, temendo il tremolio degli strumenti, come Faraday, ha rimosso il galvanometro il più lontano possibile dal resto dell'installazione. Molti sostenevano che Colladon osservasse gli stessi fugaci movimenti della freccia di Faraday, ma, aspettandosi un effetto più stabile e duraturo, non attribuiva la dovuta importanza a queste esplosioni "casuali" ...

In effetti, l'opinione della maggior parte degli scienziati dell'epoca era che l'effetto inverso di "creare elettricità dal magnetismo" avrebbe dovuto, apparentemente, avere lo stesso carattere stazionario dell'effetto "diretto" - "formare magnetismo" dovuto alla corrente elettrica. L'inaspettata "capacità" di questo effetto ha sconcertato molti, compreso Colladon, e questi molti hanno pagato per il loro pregiudizio.

Anche Faraday all'inizio era imbarazzato dalla transitorietà dell'effetto, ma si fidava dei fatti più che delle teorie, e alla fine giunse alla legge dell'induzione elettromagnetica. Questa legge allora sembrava ai fisici viziata, brutta, strana, priva di logica interna.

Perché la corrente viene eccitata solo durante il movimento del magnete o la variazione di corrente nell'avvolgimento?

Nessuno lo ha capito. Anche lo stesso Faraday. Diciassette anni dopo, il ventiseienne chirurgo militare della guarnigione provinciale di Potsdam, Hermann Helmholtz, lo capì. Nel classico articolo "Sulla conservazione della forza", formulando la sua legge di conservazione dell'energia, ha dimostrato per la prima volta che l'induzione elettromagnetica deve esistere in questa forma "brutta".

Anche il più vecchio amico di Maxwell, William Thomson, è arrivato a questo in modo indipendente. Ottenne anche l'induzione elettromagnetica di Faraday dalla legge di Ampère, tenendo conto della legge di conservazione dell'energia.

Così l'induzione elettromagnetica "fugace" acquisì i diritti di cittadinanza e fu riconosciuta dai fisici.

Ma non rientrava nei concetti e nelle analogie dell'articolo di Maxwell "On Faraday linee di forza". E questo era un grave difetto dell'articolo. In pratica, il suo significato si riduceva a illustrare il fatto che le teorie delle interazioni a breve ea lungo raggio rappresentano descrizioni matematiche diverse degli stessi dati sperimentali, che le linee di forza di Faraday non contraddicono il senso comune. Ed è tutto. Tutto, anche se era già molto.

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