Konstanta elektromagnetske indukcije. Otkriće elektromagnetske indukcije omogućilo je pojavu

Otvaranje Jednog od oblačnih jesenskih dana 1965. u redakciji fikcija Lenizdat, pojavio se mladić s mršavom fasciklom dopisnice u ruci. Moglo se sa stopostotnom vjerojatnošću pretpostaviti da je u njemu poezija. Bilo mu je očito neugodno i, ne znajući kome

Discovery Jedan od mojih kolega je iz Austrije. Prijatelji smo, a jedne večeri u razgovoru primijeti da je ime Glaser bilo vrlo često u prijeratnom Beču. Otac mi je jednom rekao, sjećam se, da su naši daleki preci živjeli u njemačkom govornom području

MICHAEL FARADAY (1791.–1867.) Zrak u knjigovežnici bio je ispunjen mirisom ljepila za drvo. Smješteni među hrpom knjiga, radnici su veselo čavrljali i marljivo spajali ispisane listove. Michael je lijepio debeli svezak Enciklopedije Britannice. Sanjao je da je čita

Otkriće juga U jesen 1881. Nietzschea je opčinilo djelo Georgesa Bizeta - njegovu “Carmen” slušao je u Genovi dvadesetak puta! Georges Bizet (1838–1875) - slavni francuski romantičarski skladatelj Proljeće 1882. - novo putovanje: od Genove brodom do Messine, o čemu malo

Odgovor:

Sljedeći važan korak u razvoju elektrodinamike nakon Ampereovih pokusa bilo je otkriće fenomena elektromagnetske indukcije. Fenomen elektromagnetske indukcije otkrio je engleski fizičar Michael Faraday (1791. - 1867.).

Faraday je još kao mlad znanstvenik, poput Oersteda, smatrao da su sve sile prirode međusobno povezane i da se, štoviše, mogu pretvarati jedna u drugu. Zanimljivo je da je Faraday ovu ideju izrazio i prije uspostavljanja zakona o održanju i transformaciji energije. Faraday je znao za Ampereovo otkriće, da je on, slikovito rečeno, elektricitet pretvorio u magnetizam. Razmišljajući o ovom otkriću, Faraday je došao na ideju da ako "elektricitet stvara magnetizam", onda obrnuto, "magnetizam mora stvarati elektricitet". A davne 1823. napisao je u svom dnevniku: “Pretvorite magnetizam u elektricitet.” Faraday je osam godina radio na rješavanju problema. Dugo su ga progonili neuspjesi, da bi ga konačno 1831. riješio - otkrio je fenomen elektromagnetske indukcije.

Prvo, Faraday je otkrio fenomen elektromagnetske indukcije za slučaj kada su svici namotani na isti bubanj. Ako se električna struja pojavi ili nestane u jednoj zavojnici kao rezultat spajanja ili odvajanja galvanske baterije s nje, tada se u tom trenutku javlja kratkotrajna struja u drugoj zavojnici. Ovu struju detektira galvanometar koji je spojen na drugu zavojnicu.

Tada je i Faraday utvrdio postojanje inducirane struje u zavojnici kada mu se zavojnica u kojoj je tekla električna struja približava ili udaljava od nje.

konačno, treći slučaj elektromagnetske indukcije, koji je otkrio Faraday, bio je da se struja pojavila u zavojnici kada je magnet uveden ili uklonjen iz nje.

Faradayevo otkriće privuklo je pozornost mnogih fizičara, koji su također počeli proučavati značajke fenomena elektromagnetske indukcije. Sljedeći zadatak bio je utvrditi opći zakon elektromagnetske indukcije. Trebalo je otkriti kako i o čemu ovisi jakost indukcijske struje u vodiču odnosno o čemu ovisi vrijednost elektromotorne sile indukcije u vodiču u kojem se inducira električna struja.

Ovaj se zadatak pokazao teškim. U potpunosti su ga riješili Faraday i Maxwell kasnije u okviru doktrine koju su razvili o elektromagnetskom polju. Ali i fizičari su to pokušali riješiti, držeći se uobičajene za to vrijeme teorije dugodometnog djelovanja u proučavanju električnih i magnetske pojave.

Ovi su znanstvenici uspjeli nešto učiniti. Pritom im je pomoglo pravilo koje je otkrio peterburški akademik Emilius Christianovich Lenz (1804. - 1865.) za određivanje smjera indukcijske struje u različitim slučajevima elektromagnetske indukcije. Lenz je to formulirao na sljedeći način: „Ako se metalni vodič giba u blizini galvanske struje ili magneta, tada se u njemu pobuđuje galvanska struja u takvom smjeru da ako bi vodič bio stacionaran, struja bi mogla izazvati njegovo kretanje u suprotan smjer; pretpostavlja se da se vodič u mirovanju može kretati samo u smjeru kretanja ili u suprotnom smjeru.”

Ovo je pravilo vrlo zgodno za određivanje smjera inducirane struje. Koristimo ga i sada, samo što je sada formuliran nešto drugačije, uz pokopavanje koncepta elektromagnetske indukcije, koji Lenz nije koristio.

Ali povijesno gledano, glavno značenje Lenzova pravila bilo je to što je potaknulo ideju kako pristupiti pronalaženju zakona elektromagnetske indukcije. Činjenica je da atomsko pravilo uspostavlja vezu između elektromagnetske indukcije i fenomena međudjelovanja struja. Pitanje međudjelovanja struja riješio je već Ampere. Stoga je uspostava ove veze isprva omogućila određivanje izraza elektromotorne sile indukcije u vodiču za niz posebnih slučajeva.

U opći pogled zakon elektromagnetske indukcije, kao što smo rekli, uspostavili su Faraday i Maxwell.

Elektromagnetska indukcija je pojava pojave električne struje u zatvorenom krugu kada se mijenja magnetski tok koji kroz njega prolazi.

Elektromagnetsku indukciju otkrio je Michael Faraday 29. kolovoza 1831. godine. Otkrio je da je elektromotorna sila koja nastaje u zatvorenom vodljivom krugu proporcionalna brzini promjene magnetskog toka kroz površinu omeđenu tim krugom. Veličina elektromotorne sile (EMS) ne ovisi o tome što uzrokuje promjenu protoka - promjena samog protoka magnetsko polje ili kretanje kruga (ili njegovog dijela) u magnetskom polju. Električna struja koju uzrokuje ova emf naziva se inducirana struja.

Samoindukcija je pojava inducirane EMF u zatvorenom vodljivom krugu kada se mijenja struja koja teče kroz krug.

Kad se struja u strujnom krugu promijeni, proporcionalno se mijenja i magnetski tok kroz površinu omeđenu tim krugom. Promjena tog magnetskog toka, zbog zakona elektromagnetske indukcije, dovodi do pobude induktivne emf u ovom krugu.

Taj se fenomen naziva samoindukcija. (Pojam je vezan uz pojam uzajamne indukcije, kao njezin poseban slučaj).

Smjer EMF samoindukcije uvijek se pokazuje takvim da kada se struja u krugu povećava, EMF samoindukcije sprječava taj porast (usmjeren protiv struje), a kada se struja smanjuje, smanjuje se (suusmjeren sa strujom). Ovo svojstvo emf samoindukcije slično je sili tromosti.

Stvaranje prvog releja prethodio je izum 1824. godine od strane Engleza Sturgeona elektromagneta - uređaja koji pretvara ulaznu električnu struju žičane zavojnice namotane na željeznu jezgru u magnetsko polje formirano unutar i izvan ove jezgre. Magnetsko polje je zabilježeno (detektirano) svojim djelovanjem na feromagnetski materijal koji se nalazi u blizini jezgre. Ovaj materijal je privučen jezgrom elektromagneta.

Naknadno je učinak pretvaranja energije električne struje u mehaničku energiju smislenog kretanja vanjskog feromagnetskog materijala (sidra) bio osnova raznih elektromehaničkih uređaja za telekomunikacije (telegrafiju i telefoniju), elektrotehniku ​​i energetiku. Jedan od prvih takvih uređaja bio je elektromagnetski relej, koji je izumio Amerikanac J. Henry 1831. godine.

Elektromagnetska indukcija- fenomen pojave električne struje u zatvorenom krugu kada se mijenja magnetski tok koji prolazi kroz njega. Elektromagnetsku indukciju otkrio je Michael Faraday 29. kolovoza 1831. godine. Otkrio je da je elektromotorna sila (EMS) koja nastaje u zatvorenom vodljivom krugu proporcionalna brzini promjene magnetskog toka kroz površinu omeđenu tim krugom. Veličina elektromotorne sile ne ovisi o tome što uzrokuje promjenu toka - promjena samog magnetskog polja ili kretanje kruga (ili njegovog dijela) u magnetskom polju. Električna struja koju uzrokuje ova emf naziva se inducirana struja.

Enciklopedijski YouTube

• 1 / 5

  Prema Faradayevom zakonu elektromagnetske indukcije (u SI):

  E = − d Φ B d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-((d\Phi _(B)) \over dt))- elektromotorna sila koja djeluje duž proizvoljno odabrane konture, = ∬ S B → ⋅ d S → , (\displaystyle =\iint \limits _(S)(\vec (B))\cdot d(\vec (S)),)- magnetski tok kroz površinu ograničenu tom konturom.

  Znak minus u formuli odražava Lenzovo pravilo, nazvan po ruskom fizičaru E. H. Lenzu:

  Inducirana struja koja nastaje u zatvorenom vodljivom krugu ima takav smjer da magnetsko polje koje stvara suprotstavlja se promjeni magnetskog toka koja je uzrokovala struju.

  Za zavojnicu koja se nalazi u izmjeničnom magnetskom polju, Faradayev zakon se može napisati na sljedeći način:

  E = − N d Φ B d t = − d Ψ d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-N((d\Phi _(B)) \preko dt)=-((d\Psi ) \preko dt)) E (\displaystyle (\mathcal (E)))- elektromotorna sila, N (\displaystyle N)- broj zavoja, Φ B (\displaystyle \Phi _(B))- magnetski tok kroz jedan zavoj, Ψ (\displaystyle \Psi )- spoj toka zavojnice.

  Vektorski oblik

  U diferencijalnom obliku, Faradayev zakon se može napisati na sljedeći način:

  rot E → = − ∂ B → ∂ t (\displaystyle \operatorname (rot) \,(\vec (E))=-(\partial (\vec (B)) \preko \partial t))(u SI sustavu) rot E → = − 1 c ∂ B → ∂ t (\displaystyle \operatorname (rot) \,(\vec (E))=-(1 \preko c)(\djelomično (\vec (B)) \preko \ djelomično t))(u GHS sustavu).

  U integralnom obliku (ekvivalent):

  ∮ ∂ S ⁡ E → ⋅ d l → = − ∂ ∂ t ∫ S B → ⋅ d s → (\displaystyle \oint _(\partial S)(\vec (E))\cdot (\vec (dl))=-( \partial \preko \partial t)\int _(S)(\vec (B))\cdot (\vec (ds)))(SI) ∮ ∂ S ⁡ E → ⋅ d l → = − 1 c ∂ ∂ t ∫ S B → ⋅ d s → (\displaystyle \oint _(\partial S)(\vec (E))\cdot (\vec (dl))= -(1 \over c)(\partial \over \partial t)\int _(S)(\vec (B))\cdot (\vec (ds)))(GHS)

  Ovdje E → (\displaystyle (\vec (E)))- jakost električnog polja, B → (\displaystyle (\vec (B)))- magnetska indukcija, S (\displaystyle S\ )- proizvoljna površina, - njezina granica. Integracijska petlja ∂ S (\displaystyle \partial S) implicirano fiksno (nepokretno).

  Treba napomenuti da Faradayev zakon u ovom obliku očito opisuje samo onaj dio EMF-a koji se javlja kada se magnetski tok kroz krug mijenja zbog promjene samog polja tijekom vremena bez promjene (pomicanja) granica kruga (za uzimajući u obzir potonje, vidi dolje).

  Ako je, recimo, magnetsko polje konstantno, a magnetski tok se mijenja zbog pomicanja granica kruga (na primjer, s povećanjem njegove površine), tada je rezultirajući EMF generiran silama koje drže naboje na krug (u vodiču) i Lorentzova sila nastala izravnim djelovanjem magnetskog polja na pokretne (s konturom) naboje. Istovremeno, jednakost E = − d Φ / d t (\displaystyle (\mathcal (E))=-((d\Phi )/dt)) nastavlja se promatrati, ali EMF na lijevoj strani više nije smanjen na ∮ ⁡ E → ⋅ d l → (\displaystyle \oint (\vec (E))\cdot (\vec (dl)))(što je u ovom primjeru općenito nula). U općem slučaju (kada se magnetsko polje mijenja s vremenom, a krug se pomiče ili mijenja oblik), posljednja formula je također istinita, ali EMF na lijevoj strani u ovom slučaju je zbroj oba gore navedena člana (tj. djelomično ga stvara vrtložno električno polje, a djelomično Lorentzova sila i sila reakcije pokretnog vodiča).

  Potencijalni oblik

  Kada se magnetsko polje izrazi kroz vektorski potencijal, Faradayev zakon ima oblik:

  E → = − ∂ A → ∂ t (\displaystyle (\vec (E))=-(\partial (\vec (A)) \preko \partial t))(u nedostatku irotacijskog polja, odnosno kada se električno polje u cijelosti stvara samo promjenom magnetskog polja, odnosno elektromagnetskom indukcijom).

  U općem slučaju, kada se uzme u obzir irotacijsko (na primjer, elektrostatičko) polje, imamo:

  E → = − ∇ φ − ∂ A → ∂ t (\displaystyle (\vec (E))=-\nabla \varphi -(\partial (\vec (A)) \over \partial t))

  Više detalja

  Budući da se vektor magnetske indukcije, po definiciji, izražava kroz vektorski potencijal na sljedeći način:

  B → = r o t A → ≡ ∇ × A → , (\displaystyle (\vec (B))=rot\ (\vec (A))\equiv \nabla \times (\vec (A)),)

  onda možete zamijeniti ovaj izraz u

  r o t E → ≡ ∇ × E → = − ∂ B → ∂ t , (\displaystyle rot\ (\vec (E))\equiv \nabla \times (\vec (E))=-(\frac (\partial ( \vec (B)))(\djelomično t)),) ∇ × E → = − ∂ (∇ × A →) ∂ t , (\displaystyle \nabla \times (\vec (E))=-(\frac (\partial (\nabla \times (\vec (A)) ))(\djelomično t)),)

  i, poništavanje diferencijacije u vremenu i prostornim koordinatama (rotor):

  ∇ × E → = − ∇ × ∂ A → ∂ t .

  (\displaystyle \nabla \times (\vec (E))=-\nabla \times (\frac (\partial (\vec (A)))(\partial t)).) Dakle, budući da∇ × E → (\displaystyle \nabla \times (\vec (E))) potpuno određen desnom stranom zadnje jednadžbe, jasno je da je vrtložni dio električnog polja (dio koji ima rotor, za razliku od irotacionog polja∇ φ (\displaystyle \nabla \varphi )

  ) - potpuno je određen izrazom

  − ∂ A → ∂ t .

  (\displaystyle -(\frac (\partial (\vec (A)))(\partial t)).)

  one. u nedostatku nerotacijskog dijela možemo pisati

  E → = − ∂ A → ∂ t , (\displaystyle (\vec (E))=-(\frac (\partial (\vec (A)))(\partial t)),) Godine 1831. došao je trijumf: otkrio je fenomen elektromagnetske indukcije. Postavka u kojoj je Faraday došao do svog otkrića uključivala je Faradayovu izradu prstena od mekog željeza oko 2 cm širine i 20 cm u promjeru i namotavanje mnogo zavoja bakrene žice na svaku polovicu prstena. Krug jednog namota bio je zatvoren žicom, u svojim redovima bila je magnetska igla, dovoljno uklonjena da učinak magnetizma stvorenog u prstenu nije utjecao. Struja iz baterije galvanskih članaka propuštena je kroz drugi namot. Kad je struja uključena, magnetska je igla napravila nekoliko oscilacija i smirila se; kada je struja prekinuta, igla je ponovno oscilirala. Pokazalo se da je igla skrenula u jednom smjeru kada je struja uključena, au drugom kada je struja prekinuta. M. Faraday je utvrdio da je moguće "pretvoriti magnetizam u elektricitet" pomoću običnog magneta.

  U isto vrijeme, američki fizičar Joseph Henry također je uspješno izvodio pokuse indukcije struja, ali dok je trebao objaviti rezultate svojih pokusa, u tisku se pojavila poruka M. Faradaya o njegovom otkriću elektromagnetske indukcije.

  M. Faraday je nastojao iskoristiti fenomen koji je otkrio za dobivanje novog izvora električne energije.

  Zakon elektromagnetske indukcije je formula koja objašnjava nastanak EMF-a u zatvorenoj petlji vodiča kada se mijenja jakost magnetskog polja. Postulat objašnjava rad transformatora, prigušnica i drugih proizvoda koji podržavaju razvoj današnje tehnologije.

  Priča o Michaelu Faradayu

  Michael Faraday je ispisan iz škole zajedno sa svojim starijim bratom zbog govorne mane. Otkrivač elektromagnetske indukcije libao je, iritirajući učitelja. Dala je novac da kupi štap i išiba potencijalnog klijenta logopeda. I Michaelov stariji brat.

  Buduća svjetiljka znanosti doista je bila miljenica sudbine. Po dužini životni put on je uz dužnu upornost našao pomoć. Brat je s prijezirom vratio novčić, prijavivši događaj majci. Obitelj se nije smatrala bogatom, a otac, talentirani zanatlija, teško je spajao kraj s krajem. Braća su rano počela tražiti posao: obitelj je živjela od milostinje od 1801., Michael je tada bio u desetoj godini.

  U dobi od trinaest godina, Faraday je ušao u knjižaru kao raznosač novina. Kroz cijeli grad jedva stiže do adresa na suprotnim krajevima Londona. Zbog njegove marljivosti vlasnik Ribota daje Faradayu besplatno sedam godina posla knjigoveškog šegrta. U davna vremena, čovjek na ulici je plaćao majstoru za proces stjecanja zanata. Poput mehaničarske vještine Georgea Ohma, Faradayev proces uvežavanja knjiga bio je potpuno koristan u budućnosti. Veliku ulogu odigrala je činjenica da je Michael pažljivo čitao knjige koje su ušle u njegov rad.

  

  Faraday piše da je jednako rado povjerovao raspravi gđe Marcet (Razgovori o kemiji) i pričama iz Tisuću i jedne noći. Želja da postane znanstvenik odigrala je važnu ulogu u ovom pitanju. Faraday bira dva smjera: elektricitet i kemiju. U prvom slučaju, glavni izvor znanja je Enciklopedija Britannica. Radoznao um traži potvrdu napisanog, mladi knjigoveža svoje znanje stalno provjerava u praksi. Faraday postaje iskusan eksperimentator, koji će igrati vodeću ulogu u proučavanju elektromagnetske indukcije.

  Podsjetimo, riječ je o studentu bez vlastitih prihoda. Stariji brat i otac pomogli su koliko su mogli. Počevši od kemijski reagensi a završava sa sastavljanjem elektrostatskog generatora: za eksperimente je potreban izvor energije. Istodobno, Faraday uspijeva pohađati plaćena predavanja iz prirodnih znanosti i svoje znanje pedantno zapisuje u bilježnicu. Potom stečenim vještinama uvezuje bilješke. Naukovanje završava 1812., Faraday počinje tražiti posao. Novi vlasnik nije toliko susretljiv i, unatoč izgledima da postane nasljednik posla, Michael je na putu otkrića elektromagnetske indukcije.

  Faradayev znanstveni put

  Godine 1813. sudbina se osmjehnula znanstveniku koji je svijetu dao ideju o elektromagnetskoj indukciji: uspio je dobiti mjesto tajnika Sir Humphreya Davyja, kratko razdoblje poznanstva odigrat će ulogu u budućnosti. Faraday više ne može podnijeti obavljanje dužnosti knjigoveža, pa piše pismo Josephu Banksu, tadašnjem predsjedniku Kraljevskog znanstvenog društva. Činjenica će vam reći o prirodi aktivnosti organizacije: Faraday je dobio položaj koji se zove stariji sluga: pomaže predavačima, briše prašinu s opreme i prati prijevoz. Joseph Banks ignorira poruku, Michael ne klone duhom i piše Davyju. Uostalom, u Engleskoj nema drugih znanstvenih organizacija!

  

  Davy je vrlo pažljiv jer osobno poznaje Michaela. Budući da nije prirodno nadaren sposobnošću govora - prisjetite se njegovog školskog iskustva - i pismenog izražavanja misli, Faraday uzima posebne poduke kako bi razvio potrebne vještine. Svoja iskustva pomno sistematizira u bilježnicu, a svoja razmišljanja iznosi u krugu prijatelja i istomišljenika. Do trenutka kada je upoznao Sir Humphreya, Davy je postigao izvanrednu vještinu i podnosi peticiju da novopečeni znanstvenik bude primljen na gore spomenuto mjesto. Faraday je sretan, ali u početku je postojala ideja da se budući genij postavi za pranje suđa...

  Voljom sudbine, Michael je prisiljen slušati predavanja o raznim temama. Profesori su trebali pomoć samo povremeno; inače su smjeli biti u učionici i slušati. S obzirom na to koliko košta školovanje na Harvardu, ovo je postala dobra aktivnost za slobodno vrijeme. Nakon šest mjeseci briljantnog rada (listopad 1813.), Davy poziva Faradaya na putovanje u Europu, rat je gotov, treba se osvrnuti oko sebe. To je postala dobra škola za otkrivača elektromagnetske indukcije.

  Po povratku u Englesku (1816.) Faraday dobiva titulu laboranta i objavljuje svoj prvi rad o proučavanju vapnenca.

  Istraživanje elektromagnetizma

  Fenomen elektromagnetske indukcije je indukcija EMF u vodiču pod utjecajem promjenjivog magnetskog polja. Na tom principu danas rade uređaji, od transformatora do ploča za kuhanje. Prvenstvo na tom polju dobio je Hans Oersted, koji je 21. travnja 1820. uočio učinak zatvorenog kruga na igli kompasa. Slična zapažanja objavio je u obliku bilježaka Giovanni Domenico Romagnosi 1802. godine.

  

  Zasluga danskog znanstvenika je što je privukao mnoge istaknute znanstvenike za stvar. Tako je uočeno da iglu skreće vodič kroz koji teče struja, au jesen te godine rođen je prvi galvanometar. Metar na području električne energije postala je velika pomoć mnogima. Usput su iznesena različita stajališta, posebice je Wollaston najavio da bi bilo dobro natjerati vodič kroz koji teče struja da neprestano rotira pod utjecajem magneta. U 20-im godinama 19. stoljeća vladala je euforija oko ovog pitanja, prije toga su se magnetizam i elektricitet smatrali neovisnim fenomenima.

  U jesen 1821. godine ideju je oživotvorio Michael Faraday. Kažu da je tada rođen prvi električni motor. Dana 12. rujna 1821., u pismu Gaspardu de la Riveu, Faraday piše:

  “Otkrio sam da je privlačenje i odbijanje magnetske igle žicom kroz koju teče struja dječja igra. Određena sila stalno će okretati magnet pod utjecajem električne struje. Napravio sam teoretske proračune i uspio ih implementirati u praksi.”

  Pismo de la Riveu nije bilo slučajno. Kako se razvijao na znanstvenom polju, Faraday je stekao mnoge pristaše i svog jedinog nepomirljivog neprijatelja... Sir Humphreya Davyja. Eksperimentalna postavka proglašena je plagijatom Wollastonove ideje. Približan dizajn:

  1. Srebrna posuda je ispunjena živom. Tekući metal ima dobru električnu vodljivost i služi kao pokretni kontakt.
  2. Na dnu zdjele nalazi se pogača od voska, u koju je umetnut šipkasti magnet s jednim polom. Drugi se uzdiže iznad površine žive.
  3. Žica povezana s izvorom visi s visine. Njegov kraj je uronjen u živu. Druga žica je blizu ruba zdjele.
  4. Propustite li istosmjernu električnu struju kroz zatvoreni krug, žica počinje opisivati ​​krugove oko žive. Središte rotacije postaje stalni magnet.

  

  Dizajn se naziva prvim električnim motorom na svijetu. Ali učinak elektromagnetske indukcije još se nije očitovao. Postoji interakcija između dva polja, ništa više. Faraday, usput, nije stao, i napravio je zdjelu u kojoj žica miruje, a magnet se kreće (tvoreći površinu rotacije - stožac). Dokazao je da nema temeljne razlike između polja izvora. Zato se indukcija naziva elektromagnetskom.

  Faradaya su odmah optužili za plagijat i progonili ga nekoliko mjeseci, o čemu je s gorčinom pisao prijateljima od povjerenja. U prosincu 1821. došlo je do razgovora s Wollastonom; činilo se da je incident riješen, ali... nešto kasnije skupina znanstvenika nastavila je svoje napade, a Sir Humphrey Davy postao je šef opozicije. Bit glavnih pritužbi bilo je protivljenje ideji da se Faraday primi u članstvo Kraljevskog društva. To je teško opteretilo budućeg otkrivača zakona elektromagnetske indukcije.

  Otkriće zakona elektromagnetske indukcije

  Činilo se da je Faraday jedno vrijeme napustio ideju o istraživanju na polju elektriciteta. Sir Humphrey Davy jedini je bacio lopticu protiv Michaelove kandidature. Možda bivši učenik nije htio uznemiriti pokrovitelja, koji je u to vrijeme bio predsjednik društva. Ali neprestano me mučila misao o jedinstvu prirodnih procesa: ako se električna energija može pretvoriti u magnetizam, moramo pokušati učiniti suprotno.

  Ta je ideja nastala - prema nekim izvorima - 1822. godine, a Faraday je stalno sa sobom nosio komad željezne rudače koji je nalikovao, služio kao "čvor za pamćenje". Od 1825. godine, kao punopravni član Kraljevskog društva, Michael je dobio mjesto voditelja laboratorija i odmah napravio inovacije. Osoblje se sada okuplja jednom tjedno na predavanjima uz vizualne demonstracije uređaja. Postupno se otvara ulaz, čak i djeca dobivaju priliku isprobati nove stvari. Ova je tradicija označila početak poznatih petkovih večeri.

  Punih pet godina Faraday je proučavao optičko staklo, grupa nije postigla veliki uspjeh, ali je bilo praktičnih rezultata. Dogodio se ključni događaj - prekinut je život Humphreya Davyja, koji se neprestano protivio eksperimentima s elektricitetom. Faraday je odbio ponudu novog petogodišnjeg ugovora i sada je započeo otvoreno istraživanje koje je dovelo izravno do magnetske indukcije. Prema literaturi serijal je trajao 10 dana, neravnomjerno raspoređen između 29. kolovoza i 4. studenog 1831. godine. Faraday opisuje svoj vlastiti laboratorij:

  Koristeći meko (jako magnetsko) okruglo željezo od 7/8" napravio sam prsten s vanjskim radijusom od 3". Zapravo, pokazalo se da je to jezgra. Tri primarna namota bila su međusobno odvojena pamučnom tkaninom i krojačkim užetom kako bi se mogla spojiti u jedan ili koristiti odvojeno. Bakrena žica u svakom je duga 24 stope. Kvaliteta izolacije provjerava se pomoću baterija. Sekundarni namot sastojao se od dva segmenta, svaki dug 60 stopa, udaljenih od primara udaljenošću.

  Iz izvora (vjerojatno Wollastonovog elementa), koji se sastojao od 10 ploča, svaka površine od 4 kvadratna inča, snaga se dovodila do primarnog namota. Krajevi sekundara bili su kratko spojeni komadićem žice; igla kompasa postavljena je duž kruga tri stope od prstena. Kada je izvor napajanja zatvoren, magnetizirana igla se odmah počela pomicati, a nakon nekog vremena vratila se na svoje prvobitno mjesto. Očito je da primarni namot uzrokuje odziv u sekundaru. Sada bismo rekli da se magnetsko polje širi kroz jezgru i inducira EMF na izlazu transformatora.

  
  Michael Faraday je 1821. napisao u svom dnevniku: “Pretvorite magnetizam u elektricitet.” Nakon 10 godina riješio je ovaj problem.
  Faradayevo otkriće
  Nije slučajno da je prvi i najvažniji korak u otkrivanju novih svojstava elektromagnetske interakcije postao je utemeljitelj pojma elektromagnetskog polja - Faraday.
  Faraday je bio uvjeren u jedinstvenu prirodu električnih i magnetskih pojava. Ubrzo nakon Oerstedova otkrića napisao je: “... čini se vrlo neobičnim da, s jedne strane, svaku električnu struju prati magnetsko djelovanje odgovarajućeg intenziteta, usmjereno pod pravim kutom na struju, i da u isto vrijeme , u dobrim vodičima elektriciteta postavljenim u sferu ovog djelovanja, uopće nije inducirana nikakva struja, nije se pojavilo nikakvo opipljivo djelovanje ekvivalentno snazi ​​takvoj struji. Desetogodišnji naporan rad i vjera u uspjeh doveli su Faradaya do otkrića koje je kasnije poslužilo kao osnova za projektiranje generatora za sve elektrane na svijetu, pretvarajući mehaničku energiju u električnu. (Izvori koji rade na drugim principima: galvanski članci, baterije, toplinske i fotoćelije - daju neznatan udio proizvedene električne energije.)
  Dugo se nije mogla otkriti veza između električnih i magnetskih pojava. Bilo je teško dokučiti glavnu stvar: samo vremenski promjenjivo magnetsko polje može pobuditi električnu struju u stacionarnoj zavojnici ili se sama zavojnica mora kretati u magnetskom polju.
  Otkriće elektromagnetske indukcije, kako je Faraday nazvao ovaj fenomen, učinjeno je 29. kolovoza 1831. Rijedak je slučaj kada se tako precizno zna datum novog izvanrednog otkrića. Evo kratkog opisa prvog Faradayevog eksperimenta sebe.
  “Bakrena žica duga 203 stope bila je namotana na široki drveni kalem, a između njezinih zavoja bila je namotana žica iste duljine, ali od prve izolirana pamučnim koncem. Jedna od tih spirala bila je spojena na galvanometar, a druga na jaku bateriju koja se sastojala od 100 pari pločica... Pri zatvaranju strujnog kruga primijećen je iznenadan, ali izrazito slab učinak na galvanometar, a isto se primijetilo i kada struja prestala. S kontinuiranim prolaskom struje kroz jednu od spirala, nije bilo moguće zabilježiti niti učinak na galvanometru, niti bilo kakav induktivni učinak na drugu spiralu, jer 5.1
  Dakle, u početku je indukcija otkrivena u vodičima koji su nepomični jedan prema drugom prilikom zatvaranja i otvaranja kruga. Zatim, jasno shvaćajući da bi približavanje ili udaljavanje vodiča kroz koje teče struja trebalo dovesti do istog rezultata kao i zatvaranje i otvaranje strujnog kruga, Faraday je eksperimentima dokazao da struja nastaje kada se zavojnice pomiču jedna u odnosu na drugu (slika 5.1). Upoznat s Amperovim djelima, Faraday je shvatio da je magnet skup malih struja koje kolaju u molekulama. Dana 17. listopada, kako je zabilježeno u njegovoj laboratorijskoj bilježnici, detektirana je inducirana struja u zavojnici dok se magnet gurao (ili izvlačio) (Slika 5.2). U roku od mjesec dana Faraday je eksperimentalno otkrio sve bitne značajke fenomena elektromagnetske indukcije. Ostalo je samo dati zakonu strogi kvantitativni oblik i potpuno otkriti fizikalnu prirodu fenomena.
  Već je i sam Faraday shvatio opću stvar o kojoj ovisi pojava indukcijske struje u eksperimentima koji izvana izgledaju drugačije.
  U zatvorenom vodljivom krugu struja nastaje kada se promijeni broj linija magnetske indukcije koje prodiru kroz površinu omeđenu tim krugom. I što se brže mijenja broj linija magnetske indukcije, veća je struja koja nastaje. U ovom slučaju, razlog promjene broja linija magnetske indukcije potpuno je indiferentan. To može biti promjena u broju linija magnetske indukcije koje probijaju nepomični vodič zbog promjene jakosti struje u susjednoj zavojnici ili promjena u broju linija zbog kretanja kruga u nejednolikom magnetsko polje, čija gustoća linija varira u prostoru (sl. 5.3).
  Faraday ne samo da je otkrio fenomen, već je i prvi konstruirao još nesavršen model generatora električne struje koji mehaničku rotacijsku energiju pretvara u struju. Bio je to masivni bakreni disk koji je rotirao između polova jakog magneta (slika 5.4). Spajanjem osi i ruba diska s galvanometrom, Faraday je otkrio odstupanje
  U
  \

  \
  \
  \
  \
  \
  \
  \L

  S usmjerena strelica. Struja je, međutim, bila slaba, ali je pronađeno načelo omogućilo naknadnu izgradnju snažnih generatora. Bez njih bi električna energija i dalje bila luksuz dostupan malom broju ljudi.
  Električna struja nastaje u vodljivoj zatvorenoj petlji ako je petlja u izmjeničnom magnetskom polju ili se kreće u vremenski konstantnom polju tako da se mijenja broj linija magnetske indukcije koje prodiru kroz petlju. Taj se fenomen naziva elektromagnetska indukcija.

  Primjer bi bilo pitanje. U tom kontekstu možemo govoriti o tabuima. Postoje određena područja koja će za većinu biti tabu, što ne znači da neće postojati jedan, tri, tri znanstvenika koji će znatiželjom čovjeka baratati ovim fenomenom.

  Ovakvi društveni uvjeti čine većinu ljudi nezainteresiranim za ovo. R: I to je samo pitanje. Strah da se ne diskreditira pokazuje i primjer uklapanja. Dr. Marek Spira: Danas nastojimo razbiti sve tabue. S jedne strane, to je poznavanje istine, as druge, poštivanje određenih vrijednosti, čije rušenje vodi samo rušenju društvenog poretka. Ljudska znatiželja je tolika da nadilazi sve granice. Čovjek po prirodi ne voli tabue. I u tom smislu želja za istinom ne poznaje granice, koje naravno postoje, ali se stalno pomiču.

  Genijalnim Faradayevim otkrićem počinje novo razdoblje u razvoju fizikalne znanosti elektromagnetska indukcija. U tom se otkriću jasno pokazala sposobnost znanosti da tehnologiju obogati novim idejama. Sam Faraday već je na temelju svog otkrića predvidio postojanje elektromagnetskih valova. Dana 12. ožujka 1832. zapečatio je omotnicu s natpisom "Novi pogledi koji se čuvaju u zapečaćenoj omotnici u arhivu Kraljevskog društva za sadašnje vrijeme." Ova omotnica je otvorena 1938. godine. Pokazalo se da je Faraday sasvim jasno shvatio da se induktivna djelovanja šire konačnom brzinom na valoviti način. “Vjerujem da je moguće primijeniti teoriju oscilacija na širenje električne indukcije”, napisao je Faraday. Istodobno je istaknuo da je za "širenje magnetskog utjecaja potrebno vrijeme, tj. kada magnet djeluje na drugi udaljeni magnet ili komad željeza, uzrok utjecaja (koji se usuđujem nazvati magnetizmom) širi se od magnetskih tijela postupno i potrebno je određeno vrijeme za njegovo širenje, što će se očito pokazati vrlo beznačajnim. Također vjerujem da se električna indukcija širi na potpuno isti način. Vjerujem da je širenje magnetskih sila slično titranju a uznemirena površina vode ili na zvučne vibracije čestica zraka."

  To postavlja pitanje hoćemo li ikada saznati punu istinu. Poznavajući ljudsku prirodu, možemo reći da, iako je to nemoguće, uvijek ćemo tome težiti. Međutim, postoji opasnost da zanemarimo ovu misteriju. Budući da smo na određenom stupnju znanja, možemo zaključiti da već sve znamo. U međuvremenu, dolazi katastrofa, a pitanje je kako je možemo pustiti? Možda je to bilo zbog zanemarivanja sila prirode, sila prirode. Primjer bi bio izumitelj računala, koji je u prošlom stoljeću vjerovao da će stjecanje znanja na računalu biti neograničeno.

  Faraday je shvatio važnost svoje ideje i, budući da ju nije mogao eksperimentalno provjeriti, odlučio je uz pomoć ove omotnice “osigurati otkriće za sebe i stoga imati pravo, u slučaju eksperimentalne potvrde, proglasiti ovaj datum kao datum njegovog otkrića.” Dakle, 12. ožujka 1832. godine čovječanstvo je prvi put došlo do ideje o postojanju elektromagnetski valovi. Od ovog datuma počinje povijest otkrića radio.

  Godinama nakon ovog otkrića, s današnjim prijenosnim računalima, to je bila zabluda. Kako se razmjer našeg neznanja povećao kako se povećao broj pitanja. Mi fizičari zaziremo od zemlje. Recimo da želimo odletjeti u galaksiju nekoliko svjetlosnih godina udaljenu od Zemlje. Budući da ne možemo izgraditi letjelicu koja putuje brže od brzine svjetlosti, neće trebati jedna generacija astronauta da stigne do ove galaksije. Iako je moguće zamisliti putovanje svemirom za mnoge generacije astronauta, to je moguće samo u znanstvenoj fantastici.

  No Faradayevo otkriće nije bilo važno samo u povijesti tehnologije. Imao je ogroman utjecaj na razvoj znanstvenog razumijevanja svijeta. Ovim otkrićem u fiziku ulazi novi objekt - fizičko polje. Dakle, Faradayevo otkriće spada u ona temeljna znanstvena otkrića koja ostavljaju zamjetan trag u cjelokupnoj povijesti ljudske kulture.

  Upravo te konstante, nama danas poznate, određuju granice znanja. Ako uzmemo u obzir Veliki prasak, moramo imati na umu da naše znanje još uvijek ne doseže točku da je gustoća materije neusporediva s onim s čime se danas bavimo i koju ne možemo reproducirati u našim uvjetima.

  Ne poznajemo ovu "eksplozivnu" fiziku, pa ne znamo ni te fizičke konstante ako su postojale. N.: Također nismo sigurni da je današnja fizika konačna. Imali smo Newtona kojeg je kasnije testirao Einstein, pa možemo zaključiti da će Einsteina testirati netko drugi.

  Londonski kovačev sin knjigovežac rođen u Londonu 22. rujna 1791. Samouki genij nije imao priliku ni završiti osnovna škola i sam je utro put znanosti. Dok je studirao uvezivanje knjiga, čitao je knjige, osobito iz kemije, i sam izvodio kemijske pokuse. Slušajući javna predavanja poznatog kemičara Davyja, konačno se uvjerio da je njegov poziv znanost, te ga je zamolio da ga zaposli na Kraljevskoj instituciji. Od 1813., kad je Faraday primljen u institut kao laborant, pa sve do svoje smrti (25. kolovoza 1867.) živio je od znanosti. Već 1821. godine, kada je Faraday primio elektromagnetsku rotaciju, postavio je kao cilj "pretvoriti magnetizam u elektricitet". Deset godina potrage i napornog rada kulminiralo je otkrićem elektromagnetske indukcije 29. kolovoza 1871. godine.

  Na temelju toga nastala je posebna teorija relativnosti koja je već više puta eksperimentalno potvrđena. Međutim, ako jedna od ovih paradigmi zakaže, imat ćemo nova fizika. Ako kažemo da poznajemo svemir, prirodu, da znamo da se to dogodilo prije, to kažemo jer naznačene fizičke konstante ne mijenjaju svoje vrijednosti tijekom vremena. Eksperimenti koji ih pokušavaju potkopati čvrste tvari- a kako i kako se provode nisu uvjerljivi.

  Zapravo možemo reći da od određene točke to znamo fizikalni zakoni, koji reguliraju Svemir, nisu se promijenili - te su konstante još uvijek iste. Postoje li tajne s kojima se ne želimo suočiti? Kant je govorio o dvije vrste metafizike - metafizici kao znanosti koja ne postoji i metafizici kao prirodnoj sklonosti koja nas tjera da rušimo tabue.

  "Dvjesto i tri stope bakrene žice u jednom komadu bilo je namotano oko velikog drvenog bubnja; još dvije stotine i tri stope iste žice bilo je izolirano u spiralu između zavoja prvog namota, metalni kontakt je eliminiran pomoću Jedna od ovih spirala bila je spojena na galvanometar, a druga s dobro napunjenom baterijom od stotinu pari kvadratnih ploča od četiri inča s dvostrukim bakrenim pločama, kada je kontakt bio zatvoren, došlo je do privremenog, ali vrlo slab učinak na galvanometar, a sličan slab učinak dogodio se i kada je kontakt s baterijom otvoren.” Ovako je Faraday opisao svoj prvi pokus indukcije struja. On je ovu vrstu indukcije nazvao voltaičkom indukcijom. Dalje opisuje svoje glavno iskustvo sa željeznim prstenom - prototipom modernog transformator.

  Ograničenja postoje, ali ljudski um ima prirodnu potrebu postavljati pitanja na koja se ne može empirijski odgovoriti. To nije luksuz, već je odgovornost čovjeka pronaći ga. Nekada je postojalo vjerovanje da nam zbog prevelike znatiželje nedostaje Bog. Sami smo napravili tabu – Boga se ne može spoznati jer ćemo izgubiti vjeru. Vjeruje se prije svega autentičnim ljudima koji se poštuju, a njihova skromnost uvjetovana je kulturnim kontekstom. Obrazovani čovjek počeo se udaljavati od Boga, tvrdeći da neće vjerovati u ovo "praznovjerje".

  Bilo je mnogo nesporazuma jer ponekad nismo cijenili potragu za istinom. Kršćanstvo nikada nije službeno proglasilo takvu formulu, jer vjera treba pomoć razuma da spozna istinu, pa čak i raspravlja s Gospodinom Bogom. Možemo li ga stvarno upoznati? To je još jedan problem, ali to nas ne oslobađa odgovornosti stalnog traženja, jer imamo razlog. Crkva danas ponavlja da između vjere i razuma nema proturječnosti. Čak i ako pobije neke dogme?

  "Prsten je bio zavaren od okruglog komada mekog željeza; debljina metala bila je sedam osmina inča, a vanjski promjer prstena šest inča. Oko jednog dijela ovog prstena bile su namotane tri spirale, od kojih je svaka sadržavala oko Dvadeset i četiri stope bakrene žice, debljine jedne dvadesetine, spirale su bile izolirane od željeza i jedna od druge... zauzimale su otprilike devet inča duž prstena. Mogle su se koristiti zasebno i spojeno. ova grupa je označena slovom A. Oko šezdeset stopa istog je namotano na drugi dio prstena na isti način u dva komada, koji su formirali spiralu B, koja ima isti smjer kao i spirale A, ali odvojen od njih na svakom kraju s otprilike pola inča golog željeza.

  S.: Ne trebamo se bojati, razum ne može poništiti nijednu dogmu, a ako se to dogodi, to znači da se ne trebamo baviti dogmom, nego ljudskom formulom bez pokrića. Razlog je uništavanje laži, ali istina nikad ne iznevjeri. Znamo to iz povijesti Crkve, iako je bilo jako teško, Crkva se uspjela očistiti od laži i na to smo ponosni.

  Ilustracija može biti primjer odnosa između posade dva svemirska broda, nakon povratka posade jednog od njih rečeno je: nema Boga, a drugi je toliko lijep da ga samo Bog može stvoriti. Dakle, ako uopće postoji tabu, on je privremen zbog kulturnih i društvenih uvjeta, a to je uglavnom zbog straha od bavljenja nečim riskantnim u smislu gubitka znanstvene pozicije. Ovaj čarobna riječ- organizacija - ima svoje porijeklo, ostaje pitanje - što?

  Spirala B bila je spojena bakrenim žicama na galvanometar postavljen tri stope od željeza. Pojedinačne spirale bile su spojene kraj s krajem tako da tvore zajedničku spiralu, čiji su krajevi bili spojeni na bateriju od deset pari ploča od četiri inča kvadratna. Galvanometar je reagirao odmah, i to mnogo jače nego što je opaženo, kako je gore opisano, koristeći svitak deset puta jači, ali bez željeza; međutim, unatoč održavanju kontakta, akcija je prestala. Kada je kontakt s baterijom otvoren, strelica je opet jako skrenula, ali u smjeru suprotno od toga, koji je izazvan u prvom slučaju."

  Dakle, Bog zna stvari kakve jesu, a mi smo onakvi kakvi jesu. R: Možda se nećete složiti sa mnom, ali nešto što se ne može eksperimentalno potvrditi uvijek će biti teže prihvatiti. Pogotovo u području fizike. N.: Isti Kant kaže: Imam ograničeno znanje kako bih napravio mjesta vjeri. Tamo gdje su granice znanja, počinje moja vjera.

  N: Razlozi za ovog znanstvenika su sljedeći: svi dokazi o postojanju Boga bili su lažni, tako da Boga nema. U međuvremenu se testira samo metodologija na sljedeći način: svi dokazi o postojanju Boga bili su lažni, ali se ne mogu izvući nikakvi zaključci o njegovom postojanju ili postojanju. I to je stvarno izvan okvira, ali tu postoji i veliki problem - ispravna metodologija istraživanja: točna ili pogrešna, to se odnosi na svako područje, bila to fizika, astronomija, filozofija ili teologija.

  Faraday je dalje istraživao utjecaj željeza izravnim eksperimentom, uvodeći željeznu šipku unutar šuplje zavojnice, u ovom slučaju "inducirana struja imala je vrlo snažan učinak na galvanometar." “Sličan učinak tada je dobiven uz pomoć obične magneti". Faraday je ovu radnju nazvao magnetoelektrična indukcija, pod pretpostavkom da je priroda voltne i magnetoelektrične indukcije ista.

  Zašto se koristi za otkrivanje tajni - prirodna potreba za unaprjeđenjem znanja, napredovanjem ili zadovoljenje subjektivnih potreba pojedinih istraživača? To se može vidjeti na primjeru nesputanih tzv. temeljna istraživanja. Njihova je priroda otkrivati ​​tajne prirode, bez obzira na česte poticaje za njihovo neposredno korištenje. Kada je Faraday otkrio fenomen elektromagnetske indukcije, upitali su ga kako bi bilo imati čovječanstvo?

  Izbjegnuto je rekao da ćete vjerojatno platiti porez i da se neće pozabaviti znanstvenom stranom otkrića. Njegova subjektivna potreba bila je želja za znanjem i zadovoljstvo koje je iz toga proizlazilo. Čini mi se da iskorištavanje korisnosti studije nije opravdano.

  Svi opisani pokusi čine sadržaj prvog i drugog odjeljka Faradayeva klasičnog djela “Eksperimentalno istraživanje elektriciteta”, započetog 24. studenoga 1831. U trećem odjeljku ove serije, “O novom električnom stanju materije”, Faraday prvi put pokušava opisati nova svojstva tijela koja se očituju u elektromagnetskoj indukciji. On ovo svojstvo koje je otkrio naziva "elektrotonično stanje". To je prvi zametak ideje polja koju je kasnije oblikovao Faraday, a prvi precizno formulirao Maxwell. Četvrti dio prve serije posvećen je objašnjenju fenomena Arago. Faraday ispravno klasificira ovaj fenomen kao indukciju i pokušava iskoristiti ovaj fenomen za "dobivanje novog izvora električne energije". Pomicanjem bakrenog diska između polova magneta, on je pomoću kliznih kontakata primao struju u galvanometru. Ovo je bilo prvo dinamo. Faraday sažima rezultate svojih eksperimenata sljedećim riječima: “Tako je pokazano da se uz pomoć običnog magneta može stvoriti stalna električna struja.” Iz svojih eksperimenata o indukciji u pokretnim vodičima, Faraday je izveo odnos između polariteta magneta, pokretnog vodiča i smjera inducirane struje, tj. "zakon koji upravlja proizvodnjom elektriciteta kroz magnetoelektričnu indukciju." Kao rezultat svog istraživanja, Faraday je ustanovio da se "sposobnost induciranja struja očituje u krugu oko magnetske rezultante ili osi sile na točno isti način kao što magnetizam smješten oko kruga nastaje oko električne struje i njome se detektira" *.

  Za svako otvaranje treba se dobro pripremiti. Svako otkriće, pa i takozvana medijska katastrofa, pokriveno je golemim znanjem i iskustvom istraživača. Samo ogromno znanje, mašta i izlazak iz tradicionalnih okvira znanstveno istraživanje omogućuju vam da vidite nešto novo, novo, nepoznato, a onda se zove otkriće. Kopernika su osuđivali ne zato što ga nije volio, na primjer, bio je iz Toruńa, nego zato što nije mogao shvatiti da se Biblija ne može čitati doslovno. Često se istraživač suočava s vulgarnim pristupom učenju, znanju i nerazumijevanju.

  Druga serija "Istraživanja", započeta 12. siječnja 1832., također je posvećena proučavanju fenomena elektromagnetske indukcije, posebno induktivnog djelovanja Zemljinog magnetskog polja, treću seriju, započetu 10. siječnja 1833. godine , do dokazivanja identiteta raznih vrsta elektriciteta: elektrostatskog, galvanskog, animalnog, magnetoelektričnog (tj. dobivenog elektromagnetskom indukcijom). Faraday dolazi do zaključka da je elektricitet dobiven različitim metodama kvalitativno isti, razlika u djelovanju je samo kvantitativna. Time je zadan posljednji udarac konceptu raznih “fluida” smole i stakla, elektriciteta, galvanizma, životinjskog elektriciteta. Ispostavilo se da je struja jedna, ali polarna cjelina.

  Ponekad je pronalazač ispred svog vremena, tek nova generacija prihvaća njegovo otkriće. Danas također imamo prirodnu tendenciju da udobno rasporedimo svijet u različitim smjerovima, tako da ne moramo razmišljati samo da bismo konzumirali. Primjer je James Clerk Maxwell, čija je poznata jednadžba naša civilizacija; Bez njih bi bilo teško zamisliti današnje uspjehe i razvoj. Međutim, Maxwellovo shvaćanje mehanizma širenja elektromagnetskog zračenja ne uklapa se u današnje tumačenje ovog fenomena.

  Osim toga, Olivier Heaviside, još jedan znanstvenik i matematičar, učinio je svoje matematičke i matematičke formule vrlo korisnima. Ovo je primjer suštine i vrste kontinuiteta znanosti: mnogi znanstvenici, čak i oni "najmanji", doprinose univerzalnom znanju. Nije li to utješno u eri još jednog poniženja u akademskom svijetu? Koje su tajne moderne znanosti pred najvećim istraživačkim mogućnostima?

  Peta serija Faradayevih istraživanja, započeta 18. lipnja 1833., vrlo je važna. Ovdje Faraday započinje svoje istraživanje elektrolize, što ga je dovelo do utvrđivanja poznatih zakona koji nose njegovo ime. Ove studije su nastavljene u sedmoj seriji, započetoj 9. siječnja 1834. U ovoj posljednjoj seriji, Faraday predlaže novu terminologiju: predlaže da se polovi koji dovode struju do elektrolita nazovu elektrode, poziv pozitivne elektrode anoda, i negativno - katoda,čestice nataložene tvari koje idu prema anodi koju on naziva anioni, a čestice koje idu na katodu su kationi. Nadalje, on posjeduje uvjete elektrolit za razgradive tvari, ioni I elektrokemijski ekvivalenti. Svi ovi pojmovi čvrsto su utemeljeni u znanosti. Faraday iz zakona koje je pronašao izvlači točan zaključak da o nekima možemo govoriti apsolutna količina elektricitet povezan s atomima obične materije. “Iako ne znamo ništa o tome što je atom”, piše Faraday, “mi nehotice zamišljamo neku malu česticu koja se pojavljuje u našem umu kada razmišljamo o njoj; čak nisu u stanju reći da li predstavlja posebnu materiju ili materiju, ili jednostavno kretanje obične materije, ili drugu vrstu sile ili agensa, međutim, postoji ogroman broj činjenica koje nas tjeraju da mislimo, da su atomi materije su na neki način obdareni ili povezani s električnim silama, i njima duguju svoje najznačajnije kvalitete, uključujući njihovu kemijsku srodnost jedna s drugom."

  Znanstvenici se još uvijek pitaju zašto je naboj protona pozitivan, a elektrona negativan? Koja svojstva ima antimaterija? Kako se ponaša materijal za koji je poznato da radi na vrlo visokim temperaturama? Ova su pitanja doista važna. Govorimo o temperaturama usporedivim s unutarnjom temperaturom Sunca. To je veliki problem za fizičare, vrlo važan u kontekstu potrage za novim izvorima energije.

  Da bismo ilustrirali važnost ovog problema za čovječanstvo, dovoljno je dati jednu od procjena. U situaciji tako velikog napretka u znanosti, u korištenju prirode u službi čovječanstva, problem ostaje čovjek koji postaje sve zbunjeniji. Promjene se počinju zamagljivati. Nepoznati razvoj znanosti nema negativan utjecaj na intelektualni razvoj društva, već naprotiv – množe se negativne pojave, poput sekundarne nepismenosti.

  * (M. Faraday, Experimental Research in Electricity, Vol. I, Ed. Akademija znanosti SSSR-a, 1947., str.)

  Dakle, Faraday je jasno izrazio ideju o "naelektrisanju" materije, atomskoj strukturi elektriciteta, a atom elektriciteta, ili, kako kaže Faraday, "apsolutna količina elektriciteta", ispada da biti "jednako određen u svom djelovanju, kao bilo koji od te količine koji ostajući povezani s česticama materije predaju im svoje kemijski afinitet." Elementarni električni naboj, kako je pokazao daljnji razvoj fizike, doista se može odrediti iz Faradayevih zakona.

  Deveta serija Faradayevih studija bila je vrlo važna. Ova serija, započeta 18. prosinca 1834., bavila se fenomenom samoindukcije, s dodatnim strujama zatvaranja i otvaranja. Faraday pri opisivanju ovih pojava ističe da iako imaju značajke inercija, Međutim, fenomen samoindukcije razlikuje se od mehaničke inercije po tome što ovise o oblicima dirigent. Faraday primjećuje da je "ekstrakt identičan ... induciranoj struji" *. Kao rezultat toga, Faraday je razvio ideju o vrlo širokom značenju procesa indukcije. U jedanaestoj seriji svojih studija, započetoj 30. studenog 1837., on navodi: "Indukcija igra najopćenitiju ulogu u svim električnim pojavama, sudjelujući, očito, u svakoj od njih, a zapravo nosi značajke primarne i bitne načelo” ** . Konkretno, prema Faradayu, svaki proces punjenja je indukcijski proces, kompenzacije suprotni naboji: “tvari se ne mogu naelektrisati apsolutno, već samo relativno, po zakonu identičnom indukciji. Svaki naboj podupire indukcija napon uključuju početak indukcija" ***. Značenje ovih Faradayevih izjava je da je svako električno polje ("fenomen napona" - u Faradayevoj terminologiji) nužno popraćeno procesom indukcije u mediju ("pomak" - u Maxwellovom kasnijem terminologija). Proces je određen svojstvima medija, njegovom "induktivnom sposobnošću", u Faradayevoj terminologiji, ili "dielektričnom konstantom", u Faradayevim eksperimentima s kuglastim kondenzatorom određena je dielektrična konstanta s. Ti su eksperimenti učvrstili Faradayevu ideju o bitnoj ulozi medija u elektromagnetskim procesima.

  * (M. Faraday, Experimental Research in Electricity, Vol. I, Ed. Akademija znanosti SSSR-a, 1947., str.)

  ** (M. Faraday, Experimental Research in Electricity, Vol. I, Ed. Akademija znanosti SSSR-a, 1947., str.)

  *** (M. Faraday, Experimental Research in Electricity, Vol. I, Ed. Akademija znanosti SSSR-a, 1947., str.)

  Zakon elektromagnetske indukcije značajno je razvio ruski fizičar peterburške akademije Emilie Christianovich Lentz(1804-1865). Dana 29. studenog 1833. Lenz je izvijestio Akademiju znanosti o svom istraživanju "O određivanju smjera galvanskih struja pobuđenih elektrodinamičkom indukcijom." Lenz je pokazao da je Faradayeva magnetoelektrična indukcija usko povezana s Amperovim elektromagnetskim silama. “Položaj kojim se magnetoelektrični fenomen svodi na elektromagnetski je sljedeći: ako se metalni vodič giba blizu galvanske struje ili magneta, tada se u njemu pobuđuje galvanska struja u takvom smjeru da bi, kad bi vodič mirovao, struja mogla izazvati njegovo gibanje u suprotnom smjeru; pretpostavlja se da se vodič u mirovanju može kretati samo u smjeru gibanja ili u suprotnom smjeru "*.

  * (E. H. Lenz, Izabrana djela, ur. Akademija znanosti SSSR-a, 1950., str. 148-149.)

  Ovaj Lenzov princip otkriva energetiku indukcijskih procesa i odigrao je važnu ulogu u Helmholtzovu radu na uspostavljanju zakona održanja energije. Sam Lenz je iz svog pravila izveo dobro poznato načelo u elektrotehnici o reverzibilnosti elektromagnetskih strojeva: ako rotirate zavojnicu između polova magneta, ona stvara struju; naprotiv, ako se u njega pusti struja, on će se okretati. Električni motor se može pretvoriti u generator i obrnuto. Proučavajući djelovanje magnetoelektričnih strojeva, Lenz je 1847. otkrio reakciju armature.

  Godine 1842-1843. Lenz je proizveo klasičnu studiju “O zakonima oslobađanja topline galvanskom strujom” (prijavljeno 2. prosinca 1842., objavljeno 1843.), koje je započeo mnogo prije Jouleovih sličnih eksperimenata (Jouleovo izvješće pojavilo se u listopadu 1841.) i nastavio unatoč publikacija Joule, “budući da potonji eksperimenti mogu naići na neke opravdane prigovore, kao što je već pokazao naš kolega gospodin akademik Hess” *. Lenz mjeri jačinu struje pomoću tangentnog kompasa, uređaja koji je izumio helsingforski profesor Johann Nervander (1805.-1848.), au prvom dijelu svoje poruke ispituje ovaj uređaj. U drugom dijelu, “Oslobađanje topline u žicama”, objavljenom 11. kolovoza 1843., dolazi do svog poznatog zakona:

  "
  1. Zagrijavanje žice galvanskom strujom proporcionalno je otporu žice.
  2. Zagrijavanje žice galvanskom strujom razmjerno je kvadratu struje koja se koristi za zagrijavanje"**.

  * (E. H. Lenz, Izabrana djela, ur. Akademija znanosti SSSR-a, 1950, str.)

  ** (E. H. Lenz, Izabrana djela, ur. Akademija znanosti SSSR-a, 1950., str.)

  Joule-Lenzov zakon odigrao je važnu ulogu u uspostavljanju zakona održanja energije. Cjelokupni razvoj znanosti o električnim i magnetskim pojavama doveo je do ideje o jedinstvu sila prirode, do ideje o očuvanju tih “sila”.

  Gotovo istodobno s Faradayem, elektromagnetsku indukciju promatrao je jedan američki fizičar Joseph Henry(1797-1878). Henry je izradio veliki elektromagnet (1828.) koji je, pokretan galvanskim člankom niskog otpora, izdržao opterećenje od 2000 funti. Faraday spominje ovaj elektromagnet i ističe da se uz njegovu pomoć može dobiti jaka iskra kada se otvori.

  Henry je prvi uočio (1832.) fenomen samoindukcije, a njegov prioritet označen je nazivom jedinice samoindukcije “Henry”.

  Godine 1842. Henry je osnovao oscilatorni karakter Vrsta staklenke Leyden. Tanka staklena igla kojom je proučavao ovaj fenomen bila je magnetizirana različitim polaritetima, dok je smjer pražnjenja ostao nepromijenjen. „Pražnjenje, bez obzira na njegovu prirodu“, zaključuje Henry, „ne čini se (koristeći Franklinovu teoriju. - P.K.) jednim prijenosom bestežinske tekućine s jedne ploče na drugu; otkriveni fenomen nas prisiljava da pretpostavimo postojanje glavnog pražnjenje u jednom smjeru, a zatim nekoliko čudnih pokreta naprijed-natrag, svaki slabiji od prethodnog, nastavljajući se dok se ne postigne ravnoteža."

  Indukcijski fenomeni postaju vodeća tema u fizikalnim istraživanjima. Godine 1845. njemački fizičar Franz Neumann(1798-1895) dao je matematički izraz zakon indukcije, sažimajući istraživanja Faradaya i Lenza.

  Elektromotornu silu indukcije Neumann je izrazio u obliku vremenske derivacije neke funkcije koja inducira struju i međusobne konfiguracije međusobno djelujućih struja. Neumann je ovu funkciju nazvao elektrodinamički potencijal. Također je pronašao izraz za koeficijent međusobne indukcije. U svom eseju "O očuvanju sile" 1847. Helmholtz je iz energetskih razmatranja izveo Neumannov izraz za zakon elektromagnetske indukcije. U istom djelu Helmholtz navodi da pražnjenje kondenzatora “nije... jednostavno kretanje elektriciteta u jednom smjeru, već... njegov tok u jednom ili drugom smjeru između dvije ploče u obliku oscilacija koje postaju sve manji i manji dok konačno svi radna snaga neće biti uništen zbrojem otpora."

  Godine 1853 William Thomson(1824-1907) dao je matematičku teoriju oscilatornog pražnjenja kondenzatora i utvrdio ovisnost perioda titranja o parametrima titrajnog kruga (Thomsonova formula).

  Godine 1858 P. Blazerna(1836.-1918.) eksperimentalno je zabilježio rezonantnu krivulju električnih oscilacija, proučavajući učinak kruga za induciranje pražnjenja koji sadrži bateriju kondenzatora i spojne vodiče na bočni krug, s promjenjivom duljinom induciranog vodiča. Također 1858. god Wilhelm Feddersen(1832.-1918.) promatrao je iskrište Leydenove staklenke u rotirajućem zrcalu, a 1862. fotografirao je sliku iskrišta u rotirajućem zrcalu. Tako je jasno utvrđena oscilatorna priroda pražnjenja. Istodobno je eksperimentalno ispitana Thomsonova formula. Tako, korak po korak, doktrina o električne vibracije,čineći znanstvene temelje elektrotehnike i radiotehnike izmjenične struje.