Явление электромагнитной индукции
Материалы к уроку
Конспект урока
Открытие Эрстеда о возникновении магнитного поля, вокруг проводника, по которому течет ток, поразило умы многих физиков, в том числе и английского ученого Майкла Фарадея. Вначале Фарадей повторил опыт Эрстеда, а затем начал его видоизменять, и перед ним встал вопрос: «Можно ли превратить магнетизм в электричество?» Ученому потребовалось 10 лет на решение этой задачи. Ученый был убежден, что электрические и магнитные явления имеют одну природу. Если ток может намагнитить железо, то, скорее всего, и магнит может вызвать появление электрического тока. Проследим за ходом рассуждений ученого, повторив опыты, которые им были проделаны. Подсоединим к катушке с током гальванометр (чувствительный прибор, который регистрирует возникновение в цепи электрического тока). При внесении магнита в катушку заметно кратковременное отклонение стрелки гальванометра. Если магнит не движется, а просто находится в катушке, то тока в цепи не возникает. Когда магнит достают из катушки, то опять же заметно отклонение стрелки, но в противоположную сторону. Майкл Фарадей пришел к выводу, что ток в катушке возникает (индуцируется) только тогда, когда ее пересекают линии магнитного поля. То есть переменное магнитное поле является причиной возникновения кратковременного электрического тока. Таким же образом можно вызвать (индуцировать) кратковременный ток, перемещая катушку с током вдоль неподвижного магнита. Теперь соберем цепь из источника тока, ключа и катушки, на которую намотан проводник, и поместим эту катушку в другую, соединенную с гальванометром. Замыкая и размыкая цепь, мы так же сможем наблюдать появление индукционного тока. Его регистрирует отклонение стрелки гальванометра. Майкл Фарадей назвал это явление электромагнитной индукцией. Фарадей задумался, как сделать из этих кратковременных всплесков постоянный процесс?
Вернемся к опыту, который мы рассматривали на прошлом занятии. Нами было установлено, что в зависимости от ориентации рамки через нее проходит различный магнитный поток. И если мы поместим эту вращающуюся рамку в поле постоянного магнита, то получим электрический ток, который так же можно заметить с помощью отклонения стрелки гальванометра. Таким образом, мы приходим к выводу, что во всех рассмотренных случаях индукционный ток возникает только тогда, когда контур, рамку или витки катушки пронизывает переменный магнитный поток.
При перемещении магнита в катушке магнитный поток, проходящий через витки проводника, изменяется, так как вектор магнитной индукции различный. Величина магнитного поля у полосового магнита на полюсах и в центральной части различная (магнитное поле неоднородное). При вращении рамки или контура, магнитный поток изменяется, так как изменяется ориентация контура относительно линий магнитной индукции.
Сделаем вывод:
Всякое изменение магнитного потока, пронизывающего площадь, ограниченную замкнутым проводником, вызывает появление электрического тока в этом проводнике. Очевидно, что если магнитный поток не изменяется, то электрический ток не возникнет. Майкл Фарадей оказался прав в своем убеждении о единстве электрических явлений и магнитных. Ему удалось получить с помощью магнитного поля электрическую энергию. И его опыты нашли практическое применение при создании генератора электрического тока. На сегодняшний день, все генераторы электрического тока, работают на принципе электромагнитной индукции. Например, на гидроэлектростанции, вода приводит в движение турбину, которая вращает катушку в магнитном поле. Так рождается электроэнергия.
Остались вопросы по теме? Наши педагоги готовы помочь!
Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам
Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки
Повысим успеваемость по школьным предметам
Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ