Фарадаиови експерименти. Електромагнетна индукција. Мицхаел Фарадаи

Експерименти Фарадаиа су дали непроцењив допринос формирању модерне науке. Једноставан сиромашан дечко направио је прави пробој у физици. Међу његовим експерименталним открићима је и закон. електромагнетна индукција феномен електролизе, фарадаи-ов цилиндар. Научник није само тежио да створи нова искуства - изградио је потпуно разумљиву теорију електромагнетних појава, засновану на експерименталним подацима.

Старт

Мицхаел Фарадаи је био син ковача. Основно знање које је примио у школи за сиромашне, гдје је научио читати, писати и рачунати. У доби од девет година, Фарадаи шири новине, а касније га отац идентифицира као књиговођу. Радознао дјечак је прочитао све књиге које су му дате за испреплитање. Али највише од свега волио је научне расправе. Тако је будући научник проширио своје хоризонте и упознао се са најновијим достигнућима модерне науке. Предиван случај довео га је до Сир Давија, који га је одвео секретарицама.

Нова професија му је дала прилику да путује свијетом и одржи познавање великих научника тог времена - Волте, Гаи-Луссац, Ампере. Под утицајем великих људи, Фарадаи је започео своју научну активност.

Прва открића

У октобру 1832. године у дневницима Фарадаиа појавио се први унос: "Са проласком струје, подручје обојених подручја мијења се на папиру." Ово запажање послужио је као први потицај интеракцији кемијских реакција и електричних појава. Одступање магнетне игле под дејством електричне струје послужило је као основа за његово откриће. Мицхаел Фарадаи је почео да проучава природу електричних феномена.

Фарадаи Дисцовери

Експерименти о проучавању индукционих ефеката започели су пре око 200 година Јосепх Хенри и Мицхаел Фарадаи. Научници су истраживали електрична струја уз помоћ две жичане спирале које су намотане на дрво. Једна од тих спирала била је везана за галванометар, који је забележио слабе струје. Други калем је био повезан галванском батеријом. У тренутку затварања и отварања кола, индикаторска стрелица галванометра је обавезно одступала.

Експерименти Фарадеја су доказали постојање везе између магнетног и електричног поља. Резултирајући однос се назива "закон електромагнетне индукције". Укратко, значење овог феномена може се описати као појављивање електричне струје у затвореном кругу са магнетним током који се мења са временом, које тај круг продире. Даљњи Фарадејеви експерименти били су посвећени проучавању овог феномена.

ЕМР ресеарцх

Један од експеримената је показао да интеракција магнета и завојнице са струјом изазива појаву индукционе струје. Фарадаи је овај феномен објаснио на следећи начин: када се магнет уметне у завојницу, електрична струја настаје у кругу, а струја, али у другом правцу, такође настаје током уклањања. Напон који се појављује зависи од брзине магнета и на коју полу он потоне у завојницу.

Други експеримент се односио на појаву струје у једном калему када се напон промени на други. Како је Фарадаи доказао, овај феномен се јавља у тренутку добаве (заустављања) струје у првом елементу.

Након бројних експеримената, Фарадаи је доказао да се у затвореним круговима напон јавља само у случају када тај круг пада у измјенично магнетно поље. Резултирајућа струја назива се само-вођена или индуктивна.

Електромоторна сила

Модерна наука то тврди електрични круг не постоји одређена струја, већ електромоторна сила (ЕМФ), која изазива њен изглед. Експерименти су показали да се ЕМФ појављује у кругу када се магнетни ток промени. Његова формула се може написати на следећи начин:

Значење овог израза је да је емф једнак брзини промене магнетног флукса, приказан са минус знаком. Фарадаи-ова формула носи његово име и одражава такав закон: емф индукције је једнак брзини промене магнетног флукса кроз коло. Знак минус у овом изразу дугује свој изглед Лензовом правилу.

Први генератор

Године 1831. научник је показао процес трансформације механичка енергија у електричном, саградио фарадаиов генератор. Овај уређај није имао практичну вредност, али је јасно показао магију појаве електричне струје.

Фарадаиев диск је био уређај налик примитивном генератору. У овом пројекту, магнетно поље је било усмерено дуж осе ротације, а контура је остала непокретна. Изненађење посматрача је проузроковано чињеницом да је ротација магнета заједно са диском довела до појаве електромоторне силе у фиксном кругу. Овај феномен је назван Фарадаиев парадокс. Ова контрадикција је разрешена након смрти научника, када је откривен електрон који се понаша и као набој и као честица.

Елецтролисис Студиес

Фарадаиови експерименти нису били ограничени на проучавање магнетних поља. Већина модерних концепата електролизе и јона дугује свој изглед овом енглеском научнику. Опсежна серија експеримената о проучавању понашања хемијских раствора у електричном пољу Фарадаи сведена је на два једноставна закона, која и данас користимо:

• Маса супстанце која се формира током електролизе на електродама је директно пропорционална производу времена и струје (тј. Количина електричне енергије);
• са истом количином електричне енергије, маса супстанце која се формира на електродама је пропорционална хемијском еквиваленту супстанце.

Током експеримената, Фарадеј је доказао да је за добијање 1.008 кг водоника потребно потрошити 9.65 милиона привјесака електричне енергије. Иста количина електричне енергије потребна је за производњу 35,4 кг хлора, 63,6 / 2 кг бакра, 16/2 кг кисеоника. Дакле, мера електричне енергије потребна за производњу једног хемијског еквивалента супстанце названа је Фарадејевим бројем.

Огроман допринос овог изванредног и талентованог научника физици га ставља на исти ниво као Невтон, Јоел, Еинстеин и други велики људи.