В чем заключается явление электромагнитной индукции

М. Фарадей также увлекался химическими экспериментами

ЭМИ была открыта в 1831 году англичанином М. Фарадеем.

В чем же заключается явление электромагнитной индукции? Смысл открытия состоял в обнаружении появления тока в проводнике при пересечении им магнитного поля (МП). Опыт Фарадея включал создание меняющегося МП в катушке с намотанным на ней проводом. В расположенной рядом с первой второй катушке появилась ЭДС, которая фиксировалась вольтметром.

Закон Фарадея

Явление электромагнитной индукции определяется возникновением электрического тока в замкнутом электропроводящем контуре при изменении магнитного потока через площадь этого контура.

Основной закон Фарадея заключается в том, что электродвижущая сила (ЭДС) прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

Формула закона электромагнитной индукции Фарадея выглядит следующим образом:

Рис. 2. Формула закона электромагнитной индукции

И если сама формула, исходя из вышесказанных объяснений не порождает вопросов, то знак «-» может вызвать сомнения. Оказывается существует правило Ленца – русского ученого, который проводил свои исследования, основываясь на постулатах Фарадея. По Ленцу знак «-» указывает на направление возникающей ЭДС, т.е. индукционный ток направлен так, что магнитный поток, который он создает, через площадь, ограниченную контуром, стремится препятствовать тому изменению потока, которое вызывает данный ток.

Правило Ленца

Это правило даёт возможность правильно определить направление индукционного тока в различных ситуациях. Оно формулируется следующим образом: направление тока, порождённого индукцией, создаёт такое изменение магнитного потока, препятствующее изменению внешнего поля, благодаря которому оно возникло.

Это можно пояснить на следующем примере. Будет рассмотрена ситуация, когда внешнее магнитное поле со временем будет возрастать, а его силовые линии направлены вверх.

Это произойдёт, например, в той ситуации, когда снизу к контуру, расположенному горизонтально, будут приближать магнит так, чтобы его северный полюс был обращён вверх. В этом случае магнитный поток будет увеличиваться, создавая электродвижущую силу.

В контуре будет создан индукционный ток. Он будет таким, чтобы магнитные силовые линии были противоположными по отношению к тем, которые характеризуют первоначальное. Теперь можно определить направление индукционного тока в контуре.

Как известно, если смотреть со стороны создаваемого поля, то он будет направлен по часовой стрелке. То есть, если смотреть сверху, направление будет против неё.

На этом примере можно увидеть, как с помощью правила Ленца можно определить направление магнитного поля и индукционного тока.

Магнитный поток

Магнитный поток это скалярная величина, которая характеризует действие магнитной индукции на некий металлический контур.

Магнитная индукция определяется числом силовых линий, проходящих через 1 см2 сечения металла.

Магнитометры, используемые для ее измерения, называют теслометрами.

После прекращения движение электронов в катушке сердечник, если он выполнен из мягкого железа, теряет магнитные качества. Если он изготовлен из стали, то он имеет способность некоторое время сохранять свои магнитные свойства.

Магнитная буря сегодня, 18, 19 и 20 ноября 2021

Октябрь был насыщен неблагоприятными днями, но последний месяц осени тоже обещает быть неспокойным по своей геомагнитной обстановке.

Близится к завершению последний месяц осени, который выдался для метеозависимых довольно сложным. Было много неблагоприятных дней — особенно трудным стало начало месяца из-за внезапно пробудившейся активности на Солнце. Несколько дней подряд бушевала сильная магнитная буря — мощность геомагнитных ударов достигала 7 баллов, что случается довольно редко.

16 и 17 ноября состояние магнитосферы также было неблагоприятное — регистрировались геомагнитные колебания на уровне 4 баллов.

Однако сегодня, 18 и 19 ноября 2021 года, прогнозы обещают спокойные дни. Ожидается относительно спокойная геомагнитная обстановка, которая сменится на умеренное волнение в 13.00 по новосибирскому времени. Состояние магнитосферы Земли будет спокойным — колебания будут минимальными — на уровне 1-2 баллов.

Это означает, что у метеопатов может наладиться самочувствие, которое, за минувшие дни неспокойной обстановки, могло попасть под негативное влияние космической погоды.

Однако месяц спокойно не закончится — впереди еще одна многодневная магнитная буря. Колебания магнитосферы будут непостоянными.

Начало бури стоит ожидать к вечеру 27 числа, а окончание — 30 ноября, также вечером — в 21.00 по московскому времени. Сила геомагнитных ударов ожидается на уровне 4-5 баллов.

Самым неблагоприятным периодом станет 28 и 29 ноября. День 30 ноября пройдет с геоударами силой в три балла.

Хотя Солнечные вспышки могут оказаться внезапными, также как случалось 28 октября и 2 ноября 2021 года.

Вращающаяся катушка

Функционирование генератора электротока основывается на вращении катушки в магнитном потоке, где имеется определенное количество витков. ЭДС индуцируется в электрической цепи всегда при пересечении ее магнитным потоком, на основании формулы магнитного потока Ф = B x S х cos α (магнитная индукция, умноженная на площадь поверхности, через которую проходит магнитный поток, и косинус угла, сформированный вектором направления и перпендикулярной плоскости линии).

Согласно формуле, на Ф воздействуют изменения в ситуациях:

• при изменении магнитного потока меняется вектор направления;
• изменяется площадь, заключенная в контур;
• меняется угол.

Допускается индуцирование ЭДС при неподвижном магните или неизменном токе, а просто при вращении катушки вокруг своей оси в пределах магнитного поля. В данном случае магнитный поток изменяется при смене значения угла. Катушка в процессе вращения пересекает силовые линии магнитного потока, в итоге появляется ЭДС. При равномерном вращении возникает периодическое изменение магнитного потока. Также число силовых линий, которые пересекаются ежесекундно, становится равным значениям через равные временные промежутки.

На практике в генераторах переменного электротока катушка остается в неподвижном состоянии, а электромагнит выполняет вращения вокруг нее.

Как провести день магнитной бури 21 ноября 2021 года

Настроиться на работу, сосредоточится на делах 21 ноября 2021 года, когда начнется магнитная буря, можно быстро. Однако нужно знать, как провести этот день максимально спокойно. Нужно:

— договориться с партнерами о переносе встречи;

— промолчать, если возникнет конфликт на работе;

— не обсуждать с коллегами и начальником личные вопросы;

— отменить мероприятия и вечеринки;

— отказаться от командировки, запланированной поездки;

— пить воду вместо кофе;

— забыть об алкоголе и энергетиках;

— не есть консервированные и маринованные продукты;

— придерживаться правильного питания;

— вести себя сдержанно;

— отказаться от новой или сложной работы;

— утром сделать зарядку и легкий завтрак;

— не принимать медикаменты, если нет в них потребности;

— желательно днем вздремнуть;

— проветрить помещения в доме и на работе;

— на работу и обратно домой идти, а не ехать транспортом.

В дни магнитных бурь необходимо избегать любые конфликтные ситуации и чаще находиться наедине с собой.