Elektromagnetische inductiewetgeving

De wet van elektromagnetische inductie is een formule die de vorming van een emf in een gesloten geleiderlus met veranderingen in het magnetisch veld verklaart. Het postulaat verklaart de werking van transformatoren, smoorspoelen en andere producten die de ontwikkeling van de technologie van vandaag garanderen.

Het verhaal van Michael Faraday

Michael Faraday werd met zijn oudere broer van school gehaald, een reden voor een spraakgebrek. De ontdekker van elektromagnetische inductie lispelt, irriterend voor de leraar. Ze gaf geld om een ​​stok te kopen en een potentiële cliënt van een logopedist te vinden. En de oudere broer Michael.

De toekomstige ster van de wetenschap was echt de lieveling van het lot. Tijdens de duur van zijn levensreis, vond hij met gepast doorzettingsvermogen hulp. De broer met minachting gaf de munt terug en meldde het incident aan de moeder. Het gezin werd niet als rijk beschouwd, en de vader, een getalenteerd ambachtsman, had moeite om rond te komen. De broers begonnen vroeg naar werk te zoeken: het gezin leefde van 1801, Michael was op dat moment tien jaar oud.

Vanaf dertien jaar komt Faraday in de boekhandel door een marskramer van kranten. Door de hele stad slaagt het er nauwelijks in om adressen aan de andere kant van Londen te bereiken. Vanwege zorgvuldigheid geeft de eigenaar Ribot de plaats van de leerling-leerling in Faraday zeven jaar gratis. Lange tijd betaalde een man van de straat de meester voor het proces van het verwerven van een vaartuig. Zoals Georg Omu, de vaardigheid van een monteur, Faraday in de toekomst, was het proces van boekbinden heel nuttig. Een grote rol speelde het feit dat Michael zorgvuldig de boeken leest die in zijn werk vallen.

Faraday schrijft dat hij ook gewillig heeft geloofd in de verhandeling van mevrouw Marset( Talk about Chemistry) en de verhalen over Thousand and One Nights. De wens om een ​​wetenschapper te worden heeft in dit opzicht een belangrijke rol gespeeld. Faraday kiest twee richtingen: elektriciteit en chemie. In het eerste geval is de Britse encyclopedie de belangrijkste bron van kennis. Een onderzoekende geest vereist bevestiging van wat er is geschreven, de jonge boekbinder controleert de kennis voortdurend in de praktijk. Faraday wordt een ervaren experimentator, die een leidende rol zal spelen in de studie van elektromagnetische inductie.

Bedenk dat we het hebben over een student zonder zijn eigen inkomen. De oudere broer en vader hebben zoveel mogelijk geassisteerd. Te beginnen met chemische reagentia en eindigend met de assemblage van een elektrostatische generator: experimenten vereisen een energiebron. Tegelijkertijd slaagt Faraday erin betaalde lezingen van natuurwetenschappen bij te wonen en legt kennis nauwkeurig in een notitieboekje. Daarna weeft ze de noten, met behulp van de verworven vaardigheden. De leertijd eindigt in 1812, Faraday begint naar werk te zoeken. De nieuwe eigenaar is niet zo volgzaam, en ondanks het vooruitzicht om de erfgenaam van de zaak te worden, is Michael op weg om elektromagnetische inductie te ontdekken.

Het wetenschappelijke pad van Faraday

In 1813 glimlachte het lot bij een wetenschapper die de wereld een idee gaf van elektromagnetische inductie: hij slaagde erin de plaats van secretaris over te nemen naar Sir Humphrey Davy, een korte kennismaking in de toekomst zal een rol spelen. Faraday is ondraaglijk om langer te spelen dan een binder, hij schrijft een brief aan Joseph Banks, de toenmalige president van de Royal Society of Scientists. Een feit zal vertellen over de aard van de activiteit van de organisatie: Faraday kreeg een plaats genaamd senior-minion: hij helpt de docenten, veegt het stof van de apparatuur af en houdt toezicht op het transport. Joseph Banks negeert de boodschap, Michael is niet ontmoedigd en schrijft Davy. Er zijn immers geen andere wetenschappelijke organisaties in Engeland!

Davy is zeer oplettend omdat hij persoonlijk bekend is met Michael. Zonder van nature begaafd te zijn met het vermogen om te spreken - onthoud de schoolervaring - en gedachten schriftelijk te uiten, neemt Faraday speciale lessen om de nodige vaardigheden te ontwikkelen. Experimenten worden zorgvuldig in een notitieboek gesystematiseerd, hij presenteert zijn gedachten in een kring van vrienden en gelijkgestemde mensen. Tegen de tijd dat hij bekend is met Sir Humphrey, behaalt Davy een opmerkelijke vaardigheid, hij solliciteert naar een nieuwe wetenschapper voor de bovengenoemde functie. Faraday is blij, maar het idee om een ​​toekomstig genie te benoemen om de afwas te doen, was oorspronkelijk uiteengezet. ..

Op aandringen van rock wordt Michael gedwongen te luisteren naar lezingen over verschillende onderwerpen. Assistentie aan professoren was slechts periodiek vereist, anders mocht het in de klas zijn en luisteren. Gezien de kosten van het onderwijs op Harvard was dit een goede vrije tijd. Na zes maanden van briljant werk( oktober 1813) nodigt Davy Faraday uit voor een reis naar Europa, de oorlog is voorbij, je moet rondkijken. Dit werd een goede school voor de ontdekker van elektromagnetische inductie.

Faraday wordt na zijn terugkeer in Engeland( 1816) gepromoveerd tot laboratoriumassistent en publiceert zijn eerste kalksteenonderzoek.

Elektromagnetisme Onderzoek

Het fenomeen van elektromagnetische inductie bestaat uit het induceren van een emf in een geleider onder invloed van een variërend magnetisch veld. Vandaag werken apparaten op dit principe, beginnend met transformators en eindigend met kookplaten. Het kampioenschap in de regio wordt gegeven aan Hans Oersted, op 21 april 1820, die de actie van een gesloten circuit op de kompasnaald opmerkte. Vergelijkbare observaties werden gepubliceerd in de vorm van aantekeningen van Giovanni Domenico Romanosi in 1802.

De verdienste van een Deense wetenschapper bij het aantrekken van veel vooraanstaande wetenschappers. Zo wordt opgemerkt dat de pijl wordt afgebogen door een geleider met stroom, en in de herfst van het bovengenoemde jaar werd de eerste galvanometer geboren. Het meetapparaat op het gebied van elektriciteit is voor velen een grote hulp geworden. Onderweg kwamen verschillende standpunten naar voren, met name kondigde Wollaston aan dat het prettig zou zijn om de geleider met een stroom continu onder invloed van een magneet te laten draaien. In de jaren 20 van de 19e eeuw regeerde euforie rond dit onderwerp, tot dat moment werden magnetisme en elektriciteit als onafhankelijke verschijnselen beschouwd.

Bij gelegenheid van 1821 bracht Michael Faraday het idee in de praktijk. Er wordt beweerd dat de eerste elektromotor toen werd geboren. Op 12 september 1821 schreef Faraday in een brief aan Gasparu de la Riva:

"Ik kwam erachter dat de aantrekking en afstoting van een magnetische naald met een draad met stroom kinderspel is. Een bepaalde kracht zal de magneet continu laten draaien onder inwerking van elektrische stroom. Ik heb theoretische berekeningen gemaakt en ben erin geslaagd het in praktijk te brengen. "

Een brief aan de la Reeve is geen ongeluk geworden. Toen hij wetenschapper werd, kreeg Faraday nogal wat aanhangers en de enige onverzoenlijke tegenstander. .. Sir Humpfrey Davy. Experimentele installatie verklaarde plagiaatideeën Wollaston. Voorbeeldconstructie:

1. Zilveren schaal gevuld met kwik. Vloeibaar metaal heeft een goede elektrische geleiding en dient als een bewegend contact.
2. Aan de onderkant van de schaal bevindt zich een waskoek, waarbij een staafmagneet met een stok is geplakt. De tweede komt boven het kwikoppervlak uit.
3. Een draad die is aangesloten op een bron hangt van een hoogte. Het einde ervan is ondergedompeld in kwik. De tweede draad bevindt zich aan de rand van de kom.
4. Als een constante elektrische stroom door een gesloten circuit wordt geleid, begint de draad cirkels op kwik te beschrijven. Het rotatiecentrum wordt een permanente magneet.

Het ontwerp wordt de eerste elektrische motor ter wereld genoemd. Maar het effect van elektromagnetische inductie is nog niet gemanifesteerd. Er is een interactie tussen twee velden, niet meer. Faraday stopte trouwens niet en maakte een kom waar de draad stilstaat en de magneet beweegt( een rotatievlak vormt - een kegel).Bewezen dat er geen fundamenteel verschil is tussen de bronnen van het veld. Daarom wordt inductie elektromagnetisch genoemd.

Onmiddellijk werd Faraday beschuldigd van plagiaat en vergiftigd voor een aantal maanden, waarover hij bitter schreef aan vertrouwde vrienden. In december 1821 vond een gesprek met Wollaston plaats, het incident leek geregeld, maar. .. even later hervatte de groep wetenschappers de aanvallen, Sir Humpfrey Devi werd het hoofd van de oppositie. De betekenis van de hoofdconclusies was om het idee te weerstaan ​​om Faraday als leden van de Royal Society te accepteren. Dit zette de toekomstige ontdekker van de wet van elektromagnetische inductie zwaar onder druk.

De ontdekking van de wet van elektromagnetische inductie

Vooralsnog leek Faraday af te stappen van het idee van onderzoek op het gebied van elektriciteit. Sir Humphrey Davy was de enige die de bal gooide tegen de kandidatuur van Michael. Misschien wilde de voormalige student de beschermheer die de toenmalige president van de samenleving was niet van streek maken. Maar het idee van de eenheid van natuurlijke processen werd voortdurend gekweld: als elektriciteit in magnetisme zou kunnen veranderen, zou men moeten proberen het tegenovergestelde te doen.

Dit idee werd geboren - volgens enige informatie - in 1822, en Faraday voerde constant een stuk ijzererts mee dat eruitzag als een "herinneringsknoop".Sinds 1825, als volwaardig lid van de Royal Society, krijgt Michael de functie van hoofd van het laboratorium en maakt meteen innovaties. Het personeel komt nu eenmaal per week bijeen tijdens een lezing met visuele demonstraties van instrumenten. Gaandeweg wordt de toegang open, zelfs kinderen krijgen de kans om nieuwe dingen te proberen. Deze traditie markeerde het begin van de beroemde vrijdagavonden.

Gedurende vijf jaar was Faraday bezig met optisch glas, de groep behaalde geen groot succes, maar er waren praktische resultaten. Er was een belangrijke gebeurtenis - het leven van Humphrey Davy, dat voortdurend gekant was tegen experimenten met elektriciteit, eindigt. Faraday verwerpt het voorstel voor een nieuw vijfjarig contract en begint nu openlijk onderzoek dat rechtstreeks leidde tot magnetische inductie. Volgens de literatuur duurde de serie 10 dagen, ongelijk verspreid in de periode van 29 augustus tot 4 november 1831.Faraday beschrijft zijn eigen laboratoriumopstelling:

maakte ik een ring met een buitenradius van 3 inch van een zacht( met sterke magnetische eigenschappen) rond metaal van 7/8 inch diameter. Sterker nog, het bleek de kern te zijn. De drie primaire windingen werden van elkaar gescheiden door katoenen doek en paskoord, zodat ze konden worden gecombineerd tot één of afzonderlijk werden gebruikt. De lengte van het koperdraad in elk is 24 voet. De kwaliteit van isolatie wordt gecontroleerd met behulp van batterijen. De secundaire wikkeling bestond uit twee segmenten, elk 60 voet lang, gescheiden van de primaire over een afstand.

Van de bron( vermoedelijk een element van Wollaston), die 10 platen had, elk 4 vierkante inch in oppervlakte, werd aan de primaire wikkeling toegevoerd. De uiteinden van de secundaire zijn kortgesloten door een stuk draad, een kompasnaald werd geplaatst op drie voet van de ring langs de ketting. Toen de stroombron werd gesloten, begon de gemagnetiseerde naald onmiddellijk te bewegen en na een interval terug te keren naar zijn oorspronkelijke plaats. Het is duidelijk dat de primaire wikkeling een reactie in het secundaire veroorzaakt. Nu zou ik zeggen dat het magnetische veld zich voortplant door de kern en een emf induceert aan de uitgang van de transformator.

Bij een stroomstoring werd het effect herhaald. Er is een parasitaire tegen-EMF, waar Nikola Tesla mee vocht en spiraalvormige spoelen creëerde. De volgende dag( 30 augustus) analyseert Faraday het resultaat van experimenten en probeert hij wat hij heeft gezien te vergelijken met feiten die de wetenschap al kent. De ervaring van Arago in 1822 komt voor de geest, en toont de onderlinge relatie van de rotatie van de magnetische naald en de koperen schijf. Lezers hebben al geraden dat de naald interactie had met het veld van inductiestromen. Dus de wet van elektromagnetische inductie werd ontdekt.