Билет №20. Явление электромагнитной индукции. Индукционный ток. Опыты Фарадея.

В 1831году явление электромагнитной индукции было экспериментально обнаружено М. Фарадеем.

Фарадей поставил перед собой цель «превратить магнетизм в электричество». Для этого он поставил следующий опыт.

Катушка, соединялась с гальванометром. При движении магнита относительно катушки, гальванометр показывает наличие в катушке электрического тока. При извлечении магнита из катушки снова наблюдается отклоне­ние стрелки гальванометра, но в противоположную сторону, что указы­вает на возникновение в катушке тока противоположного направления.

Как только движение магнита относительно катушки прекращает­ся, прекращается и ток. Следовательно, ток в цепи катушки существу­ет только во время движения магнита относительно катушки.

Это явление было названо электромагнитная индукция.

Электрический ток, возникающий при явлении электромагнитной индукции, называется индукционным.

Индукционный ток представляет собой такое же упорядоченное движение электронов, как и ток, полу­ченный от гальванического элемента или аккумулятора. Название «индукционный» указывает только на причину его возникновения.

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом контуре при всяком изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

Способы получения индукционного тока:

1. Изменения индукции магнитного поля.

· При движении магнита и катушки относительно друг друга, катушка попадала в области поля с большей или меньшей маг­нитной индукцией (так как поле магнита неоднородно).

· При замыка­нии и размыкании цепи, в которую включена одна из катушек, во второй, помещенной на одну ось с первой, появляется индукционный ток, если катушка замкнута. Индукция магнитного поля, создаваемого первой ка­тушкой магнитного поля, менялась за счет изменения силы тока в ней.

2. Изменение ориентации кон­тура по отношению к линиям магнитной индукции. При вращении проволочного контура в магнитном поле или магнита относительно контура.

3. Изменение площади контура. При движении проводника в магнитном поле возникает индукционный ток.

Открытие электромагнитной индукции принадлежит к числу са­мых замечательных научных достижений первой половины XIX в. Оно вызвало появление и бурное развитие электротехники и радиотехники.

На основании явления электромагнитной индукции были созданы мощные генераторы электрической энергии, в разработке которых принимали участие такие ученые, как: Эмилий Христианович Ленц, Борис Се­менович Якоби, Михаил Иосифович Доливо-Добровольский и другие.

Работа генератора переменного тока основана на появлении индукционного тока в замкнутом контуре при его вращении в магнитном поле. Электрический ток, периодически меняющийся со временем по модулю и направлению, называется переменным.

Генератор состоит из ротора – его подвижной части; статора – неподвижной части. Как правило, статор являются электромагнитом, а ротор – большое число проводников, уложенных в пазы ротора.

Вращение ротора происходит благодаря турбины.

В генераторе переменного тока происходит преобразование механической (атомной) энергии в электрическую.