Ποιο είναι το ρεύμα επαγωγής

Μιλώντας για το τι είναι ένα επαγωγικό ρεύμα, δεν μπορεί κανείς να βοηθήσει να θυμηθεί το πείραμα του μεγάλου φυσικού της εποχής του - Μιχαήλ Φαραντάι. Εξάλλου, εν μέρει λόγω του έργου του, όλοι μπορούμε τώρα να επωφεληθούμε από μια τέτοια ευλογία του πολιτισμού, όπως η ηλεκτρική ενέργεια. Τότε, τον 19ο αιώνα, η μόνη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας ήταν τα χημικά στοιχεία (μπαταρίες). Μετά τα πειράματα του Faraday, οι γεννήτριες έγιναν διαθέσιμες στον κόσμο, οι οποίες άλλαξαν ολόκληρη τη μελλοντική ιστορία.

Μέχρι το 1831, οι φυσικοί γνώριζαν την ύπαρξη ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων. Θεωρήθηκε ότι η αλληλεπίδραση δύο ή περισσότερων στατικών φορτίων (ηλεκτρόνια ή ιόντα) δημιουργεί ένα ορισμένο είδος έντασης - το ηλεκτρικό πεδίο. Αλλά τα κινητά φορτία διασυνδέονται με μαγνητικά πεδία. Είναι προφανές ότι εκείνη την εποχή υπήρχαν όλες οι προϋποθέσεις για ανακαλύψεις και δεν περίμεναν πολύ να περιμένουν.

Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και το ρεύμα επαγωγής ανακαλύφθηκαν το 1831 σχεδόν ταυτόχρονα από δύο ασκούμενους - Faraday και Henry. Παραδόξως, αυτό συμβαίνει σε όλους τους τομείς της ηλεκτρολογίας (για παράδειγμα, ο "πατέρας" της ραδιοεπικοινωνίας συνεχίζει να συνεχίζει). Θεωρώντας ότι ο Faraday ήταν ο πρώτος που δημοσίευσε τα αποτελέσματα των πειραμάτων και την ερμηνεία τους, θεωρείται γενικά ότι είναι ο πρωτοπόρος του φαινομένου που ονομάζεται "επαγωγικό ρεύμα".

Ένα από τα πειράματα επέτρεψε να υποθέσουμε την ύπαρξη μιας συγκεκριμένης δύναμης (ένα κύμα ηλεκτρικής ενέργειας, με τον ορισμό ενός επιστήμονα), το οποίο δημιούργησε ένα ηλεκτρικό ρεύμα στον αγωγό . Από διάφορα αντίθετα άκρα της μεταλλικής ράβδου, περιελίσσονται πολλές σπείρες σύρματος. Τα συμπεράσματα στη μία πλευρά συνδέθηκαν με το γαλβανόμετρο και η τάση από την μπαταρία εφαρμόστηκε στο σύρμα της άλλης πλευράς. Όταν η μπαταρία ήταν ενεργοποιημένη, το γαλβανόμετρο σταθεροποίησε τη βραχυχρόνια εμφάνιση ενός ηλεκτρικού ρεύματος. Το ίδιο συνέβη όταν αποσυνδέθηκε η πηγή. Προτάθηκε να εμφανιστεί μια συγκεκριμένη δύναμη, ένα πεδίο που δημιουργεί ένα ρεύμα.

Το παρακάτω πείραμα είναι πιο γνωστό: η τάση εφαρμόστηκε στα συμπεράσματα ενός μικρού πηνίου από την μπαταρία και το ρεύμα ρέει μέσα από τα πηνία του. Εισήχθη στο κεντρικό διάστημα του μεγαλύτερου πηνίου, στα άκρα των οποίων συνδέθηκε ένα γαλβανόμετρο. Με την εξαγωγή και την εισαγωγή ενός μικρότερου πηνίου, η συσκευή κατέγραψε την εμφάνιση της κατευθυνόμενης κίνησης φορτισμένων σωματιδίων. Το φαινόμενο ονομάστηκε ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και η κίνηση των σωματιδίων ονομαζόταν "επαγωγικό ρεύμα".

Όπως αποδείχθηκε, η αιτία της εμφάνισής του είναι ένα μαγνητικό (ηλεκτρομαγνητικό πεδίο), οι γραμμές έντασης που διασχίζουν τον αγωγό. Η ισχύς του ρεύματος επαγωγής εξαρτάται από τη συχνότητα αυτής της τομής. Και δεν είναι τόσο σημαντικό αν ο αγωγός διασχίζει τη γραμμή έντασης, είτε το ίδιο το πεδίο περιστρέφεται είτε το μαγνητικό πεδίο αλλάζει (για παράδειγμα, στο πρώτο πείραμα η έντασή του άλλαξε).

Η κατεύθυνση του επαγωγικού ρεύματος στον αγωγό δεν είναι επίσης τυχαία. Όπως είναι γνωστό, γύρω από κάθε αγωγό διαμέσου του οποίου περνά ένα ηλεκτρικό ρεύμα, υπάρχει ένα μαγνητικό πεδίο με δικές του γραμμές τάσης. Ο προσανατολισμός τους εξαρτάται από την κατεύθυνση της ροής ρεύματος.

Εδώ ο αγωγός εισάγεται σε ένα μαγνητικό πεδίο, στο οποίο προκαλείται κίνηση φορτισμένων σωματιδίων παρουσία κλειστού κυκλώματος. Με βάση τις ιδιότητες του ρεύματος, εμφανίζεται γύρω από τον αγωγό ένα μαγνητικό πεδίο. Επιπλέον, οι γραμμές έντασής του κατευθύνονται με τέτοιο τρόπο ώστε να αντισταθμίζουν μια πιθανή αλλαγή στο πεδίο εδάφους, η οποία προκάλεσε την αρχική παραγωγή του επαγωγικού ρεύματος.

Στην πραγματικότητα, το δευτερεύον πεδίο δεν "επιτρέπει" την πρωτεύουσα να αλλάξει. Αν θυμηθούμε την ατομική δομή των υλικών αντικειμένων, συμπεριλαμβανομένου του μετάλλου του αγωγού, τότε η φυσική του φαινομένου γίνεται σαφής: οι πυρήνες των ιόντων προσελκύουν τα χαμένα ηλεκτρόνια, προσπαθώντας να αποκαταστήσουν την αρχική κατάσταση ανάπαυσης. Με την αυξανόμενη ένταση των ηλεκτρονίων «χτυπώντας έξω», η δύναμη της έλξης τείνει να "σβήνει" το εξωτερικό αποτέλεσμα. Συνεπώς, με τη μείωση του εδάφους, η δευτερεύουσα, κλιμακωτή κίνηση των σωματιδίων στον αγωγό τον υποστηρίζει.