Що таке індукційний струм

Відео: ДПА-лабораторія. Індукційний струм в котушці

Говорячи про те, що ж таке індукційний струм, не можна не згадати експеримент великого фізика свого часу - Майкла Фарадея. Адже почасти саме завдяки його роботам ми всі зараз можемо користуватися таким благом цивілізації, як електроенергія. Тоді, в 19 столітті, єдиним джерелом електричної енергії були хімічні елементів (батареї). Після дослідів Фарадея світу стали доступні генератори, що змінило всю подальшу історію.

Відео: "Отримання індукційного струму"

До 1831 року фізикам було відомо про існування електричного і магнітного полів. Вважалося, що взаємодія двох і більше нерухомих зарядів (електронів або іонів) створює певний вид напруженості - електричне поле. А ось рухливі заряди взаємопов`язані під впливом магнітних полів. Очевидно, що в той час існували всі передумови для відкриттів, і вони не змусили себе довго чекати.

Електромагнітна індукція і індукційний струм був відкритий в 1831 році практично одночасно двома вченими-практиками - Фарадеем і Генрі. Дивно, але подібне зустрічається у всіх галузях електротехніки (наприклад, про «батька» радіозв`язку суперечки йдуть до цих пір). З огляду на, що Фарадей першим опублікував результати експериментів і своє тлумачення їх, прийнято вважати, що саме він є першовідкривачем явища під назвою «індукційний струм».

Один з дослідів дозволив припустити існування якоїсь сили (хвиля електрики, за визначенням вченого), яка створювала в провіднику електричний струм. З двох протилежних кінців металевого стержня намотувалися кілька витків дроту. Висновки з одного боку підключалися до гальванометра, а до проводу іншого боку підводилося напруга від батареї. У момент включення батареї гальванометр фіксував короткочасне поява електричного струму. Те ж саме відбувалося при відключенні джерела. Було зроблено припущення про появу якоїсь сили поля, що створює струм.

Наступний досвід більш відомий: до висновків невеликий котушки від батареї підводилося напруга, і по її витків протікав струм. Вона вносилася в центральний проміжок більшої котушки, до кінців якої був підключений гальванометр. Під час вилучення та введенні меншою котушки прилад реєстрував поява спрямованого руху заряджених частинок. Явище було названо електромагнітної індукції, а рух частинок отримало назву «індукційний струм».

Як виявилося, причиною його появи є магнітне (електромагнітне поле), лінії напруженості якого перетинають провідник. Сила індукційного струму залежить від частоти цього перетину. Причому не настільки принципово, перетинає чи провідник лінії напруженості, чи обертається саме поле або магнітне поле є постійно змінюваних (так, в першому досвіді змінювалася його інтенсивність).

Напрямок індукційного струму в провіднику також невипадково. Як відомо, навколо будь-якого провідника, через який проходить електричний струм, присутній магнітне поле зі своїми власними лініями напруженості. Їх орієнтація залежить від напрямку руху струму.

Ось провідник вноситься в магнітне поле, в ньому при наявності замкненого кола індукується рух заряджених частинок. Виходячи з властивостей струму, навколо провідника з`являється своє магнітне поле. Причому її лінії напруженості спрямовані таким чином, щоб компенсувати можливу зміну основного поля, що викликало первісну генерацію індукційного струму.

Фактично, вторинне поле не "дозволяє" первинного змінюватися. Якщо згадати атомарному структуру матеріальних предметів, включаючи метал провідника, то стає зрозумілою фізика цього явища: ядра іонів притягують втрачені електрони, прагнучи відновити свій первісний стан спокою. При підвищенні інтенсивності «вибивання» електронів сила тяжіння прагне «погасити» зовнішній вплив. Відповідно, при зниженні основного поля вторинне, обумовлене рух частинок в провіднику підтримує його.