Основа сучасної електротехніки - явище електромагнітної індукції

Відео: Електромагнітна індукція. Майкл Фарадей.

Явище електромагнітної індукції в електротехніці одна із базових. Воно було дослідним шляхом відкрито в далекому 1831 році англійським фізиком Майклом Фарадеєм. У той час було відомо, що між провідником зі струмом і знаходяться поруч магнітом відбувається взаємодія. Вважалося, що нерухомі заряди взаємодіють за допомогою електричного поля, а їх рух (струм) проявляється через магнітне поле. Однак перспектива практичного використання цих знань до результатів експерименту Фарадея була дуже туманною. Фактично, вчений, відкривши явище електромагнітної індукції, поклав початок основам сучасної електротехніки.

Сам досвід був досить простий: брусок постійного магніту засувався і висувався в центральний простір між витками котушки. Висновки котушки були підключені до чутливого приладу для вимірювання малих значень струму і напруги.

Відео: Електротехніка. Електромагнітна індукція.

Було відмічено, що при русі магніту стрілка гальванометра відхиляється від нульової точки. Причому відхилення було тим більше, чим інтенсивніше рухався магніт. Якщо згадати, що він має два полюси і лінії напруженості поля, то стає очевидна залежність між магнітним потоком і створюються індукційним струмом.

Так як мимовільно струм в ланцюзі виникнути не може, був зроблений логічний висновок про появу електрорушійної сили (ЕРС), яка, в свою чергу, дозволяє з`явитися току. Закон електромагнітної індукції Фарадея дозволяє стверджувати, що вплив на провідник змінюється в часі магнітного поля служить причиною появи змінюється електричного поля і, при наявності замкненого кола, струму.

Явище електромагнітної індукції дозволило вченому зробити революційний висновок: причиною електричного поля можуть бути не тільки заряди, але і змінюється магнітне поле. Надалі їм було сформульовано узагальнення. Таким чином, закон Фарадея для електромагнітної індукції говорить: створюється магнітним полем ЕРС знаходиться в прямій залежності від швидкості зміни магнітного потока. Сила генерується струму для замкнутого контуру обчислюється за законом Ома.

Відео: Електромагнітна індукція

Явище електромагнітної індукції характерно не тільки для провідників, але і для масивних струмопровідних тел. Так, змінюється магнітне поле створює в товщі провідника (сталева пластина і ін.) вихрові струми. Вони викликають небажаний нагрів, тому застосовують різні методи для їх усунення (в трансформаторах шіхтованного пластини електротехнічної сталі). Відзначимо, що в деяких приладах вихрові струми використовуються (дискові лічильники обліку).

Незабаром, в 1833 році, фізик Е. Ленц вивів правило, виходячи з якого, ЕРС індукції створює струм такого напрямку, щоб нейтралізувати причину його появи. Наприклад: змінюється магнітне поле створює в провіднику струм. Він спрямований таким чином, щоб його власне магнітне поле (воно присутнє навколо провідників зі струмом) не давало першопричину.

Відео: Науково популярні фільми

Явище електромагнітної індукції дозволило розвинутися електротехніці до свого нинішнього стану. Складно уявити повний список устаткування, його використовує. Наприклад, робота генераторів на електростанціях заснована на даному явищі. Правда, конструкція генеруючих потужностей зазнала значних змін з часів Фарадея, проте, загальний принцип залишився тим самим: лінії напруженості магнітного поля з високою частотою перетинають струмопровідні обмотки, внаслідок чого виникає ЕРС і, при наявності замкнутого контуру, електричний струм. Крім генераторів і двигунів, явище індукції використовується, наприклад, в трансформаторах.