Відкриття електромагнітної індукції

Після відкриттів Ерстеда і Ампера стало ясно, що електрику має магнітної силою. Тепер необхідно було підтвердити вплив магнітних явищ на електричні. Це завдання блискуче вирішив Фарадей.

Майкл Фарадей (1791-1867) народився в Лондоні, в одній з найбідніших його частин. Його батько був ковалем, а мати - дочкою землероба-орендаря. Коли Фарадей досяг шкільного віку, його віддали до початкової школи. Курс, пройдений Фарадеем тут, був дуже вузький і обмежувався тільки навчанням читанню, письму і початків рахунку.

За кілька кроків від будинку, в якому жила сім'я Фарадея, перебувала книжкова крамниця, колишня разом з тим і палітурним закладом. Сюди-то і потрапив Фарадей, закінчивши курс початкової школи, коли виникло питання про вибір професії для нього. Майклу в цей час минуло тільки 13 років. Вже в юнацькому віці, коли Фарадей тільки-но починав свою самоосвіту, він прагнув спиратися виключно тільки на факти і перевіряти повідомлення інших власними дослідами.

Ці прагнення домінували в ньому все життя як основні риси його наукової діяльності Фізичні та хімічні досліди Фарадей став проробляти ще хлопчиком при першому ж знайомстві з фізикою і хімією. Одного разу Майкл відвідав одну з лекцій Гемфрі Деві, великого англійського фізика.

Фарадей зробив докладний запис лекції, зшив її її і відіслав Деві. Той був настільки вражений, що запропонував Фарадею працювати з ним в якості секретаря. Незабаром Деві відправився в подорож по Європі і взяв з собою Фарадея. За два роки вони відвідали найбільші європейські університети.

Повернувшись до Лондона в 1815 році, Фарадей почав працювати асистентом в одній з лабораторій Королівського інституту в Лондоні. У той час це була одна з кращих фізичних лабораторій світу З 1816 по 1818 Фарадей надрукував ряд дрібних заміток і невеликих мемуарів по хімії. До 1818 року відноситься перша робота Фарадея по фізиці.

Спираючись на досліди своїх попередників і скомбінувавши кілька власних дослідів, до вересня 1821 року Майкл надрукував «Історію успіхів електромагнетизму». Уже в цей час він склав цілком правильне поняття про сутність явища відхилення магнітної стрілки під дією струму.

Домігшись цього успіху, Фарадей на цілих десять років залишає заняття в області електрики, присвятивши себе дослідженню цілого ряду предметів іншого роду. У 1823 році Фарадеєм було вироблено одне з найважливіших відкриттів в області фізики - він вперше добився зріджування газу, і разом з тим встановив простий, але дійсний метод обігу газів в рідину. У 1824 році Фарадей зробив кілька відкриттів в області фізики.

Серед іншого він встановив той факт, що світло впливає на колір скла, змінюючи його. У наступному році Фарадей знову звертається від фізики до хімії, і результатом його робіт у цій галузі є відкриття бензину і сірчано-нафталіновою кислоти.

У 1831 році Фарадей опублікував трактат «Про особливий оптичному обмані», що послужив підставою прекрасного і цікавого оптичного снаряда, іменованого «хромотропом». У тому ж році вийшов ще один трактат вченого «Про вібруючі пластинки». Багато з цих робіт могли самі-по собі обезсмертити ім'я їх автора. Але найбільш важливими з наукових робіт Фарадея є його дослідження в області е лектромагнетізма і електричної індукції.

Строго кажучи, важливий відділ фізики, який трактує явища електромагнетизму і індукційної електрики, і має в даний час таке величезне значення для техніки, був створений Фарадеєм з нічого.

На той час, коли Фарадей остаточно присвятив себе дослідженням в області електрики, було встановлено, що при звичайних умовах досить присутності наелектризованого тіла, щоб вплив його порушило електрику в усякому іншому тілі. Разом з тим було відомо, що дріт, по якій проходить струм і яка також представляє собою наелектризоване тіло, не робить ніякого впливу на поміщені поруч інші дроту.

Чому залежало це виняток? Ось питання, який зацікавив Фарадея і рішення якого призвело його до найважливіших відкриттів в області індукційної електрики. За своїм звичаєм Фарадей почав ряд дослідів, повинні були з'ясувати суть справи.

На одну і ту ж дерев'яну качалку Фарадей намотав паралельно один одному дві ізольовані дроту. Кінці одного дроту він з'єднав з батареєю з десяти елементів, а кінці іншої - з чутливим гальванометром. Коли був пропущений струм через перший дріт,

Фарадей звернув всю свою увагу на гальванометр, чекаючи помітити по коливаннях його поява струму і в другому дроті. Однак нічого подібного не було: гальванометр залишався спокійним. Фарадей вирішив збільшити силу струму і ввів в ланцюг 120 гальванічних елементів. Результат вийшов той же. Фарадей повторив цей досвід десятки разів і все з тим же успіхом.

Хтось інший на його місці залишив би досліди, переконаний, що струм, що проходить через дріт, не робить ніякого впливу на сусідню дріт. Але Фарадей намагався завжди витягти зі своїх дослідів і спостережень все, що вони можуть дати, і тому, не отримавши прямої дії на дріт, з'єднану з гальванометром, став шукати побічні явища.

Відразу ж він зауважив, що гальванометр, залишаючись абсолютно спокійним за всі дні проходження струму, приходить в коливання при самому замиканні ланцюга і при розмиканні її Виявилося, що в той момент, коли в перший дріт пропускається струм, а також коли це пропускання припиняється, у другий дроті також збуджується струм, що має в першому випадку протилежний напрямок з першим струмом і однакове з ним в другому випадку і триває всього одну мить.

Ці вторинні миттєві струми, викликані впливом первинних, названі були Фарадеем індуктивними, і ця назва збереглася за ними досі. Будучи миттєвими, моментально зникаючи слідом за своєю появою, індуктивні струми не мали б ніякого практичного значення, якби Фарадей не знайшов спосіб за допомогою дотепного пристосування (комутатора) безупинно переривати і знову проводити первинний струм, що йде від батареї по першому дроту, завдяки чому у другому дроті безперервно збуджуються всі нові і нові індуктивні струми, що стають, таким чином, постійними. Так було знайдено нове джерело електричної енергії, крім раніше відомих (тертя і хімічних процесів), - індукція, і новий вид цієї енергії - індукційна електрика.

Продовжуючи свої досліди, Фарадей відкрив далі, що досить простого наближення дроту, закрученої в замкнуту криву, до іншої, по якій йде гальванічний струм, щоб в нейтральному дроті порушити індуктивний струм напрямки, зворотного гальванічного струму, що видалення нейтральній дроту знову збуджує в ній індуктивний ток вже однакового спрямування з гальванічним, що йде по нерухомій дроті, і що, нарешті, ці індуктивні струми збуджуються тільки під час наближення і видалення дроту до провідника електричного струму, а без цього руху струми не порушуються, як би близько один до одного дроту не знаходилися .

Таким чином, було відкрито нове явище, аналогічне вищеописаному явищу індукції при замиканні і припинення гальванічного струму. Ці відкриття викликали в свою чергу нові. Якщо можна викликати індуктивний струм замиканням і припиненням гальванічного струму, то чи не вийде той же результат від намагнічення і розмагнічування заліза?

Роботи Ерстеда і Ампера встановили вже спорідненість магнетизму і електрики. Було відомо, що залізо робиться магнітом, коли навколо нього обмотана ізольована дріт і по останньої проходить гальванічний струм, і що магнітні властивості цього заліза припиняються, як тільки припиняється струм.

Виходячи з цього, Фарадей придумав такого роду досвід: навколо залізного кільця були обмотані дві ізольовані дроту; причому один дріт був обмотаний навколо однієї половини кільця, а інша - навколо іншої. Через один дріт пропускався струм від гальванічної батареї, а кінці іншої були з'єднані з гальванометром. І ось, коли струм замикався або припинявся і коли, отже, залізне кільце намагнічувалося або розмагнічувалося, стрілка гальванометра швидко коливалася і потім швидко зупинялася, тобто в нейтральному дроті порушувалися всі ті ж миттєві індуктивні струми - цього разу: вже під впливом магнетизму.

Таким чином, тут вперше магнетізмбил перетворений на електрику. Отримавши ці результати, Фарадей вирішив урізноманітнити свої досліди. Замість залізного кільця він став вживати залізну смугу. Замість збудження в залозі магнетизму гальванічним струмом він намагнічується залізо дотиком його до постійного сталевому магніту. Результат виходив той же: в дроті, обмотують залізо, завжди! збуджувався ток в момент намагнічування і розмагнічування заліза.

Потім Фарадей вносив в дротяну спіраль сталевий магніт - наближення і видалення останнього викликало в дроті індукційні струми. Словом, магнетизм, в сенсі порушення індукційних, струмів, діяв абсолютно так само, як і гальванічний струм.

<< Попередня 1 [2] Наступна >>