Ρεύμα που προκαλείται από ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Faraday. ανακάλυψη της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Μαγνητικό ή ηλεκτρικό

Μια νέα περίοδος στην ανάπτυξη της φυσικής επιστήμης ξεκινά με την έξυπνη ανακάλυψη του Faraday ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.Σε αυτή την ανακάλυψη αποδείχθηκε ξεκάθαρα η ικανότητα της επιστήμης να εμπλουτίζει την τεχνολογία με νέες ιδέες. Με βάση την ανακάλυψή του, ο ίδιος ο Faraday προέβλεψε την ύπαρξη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Στις 12 Μαρτίου 1832, σφράγισε έναν φάκελο με την επιγραφή «Νέες όψεις που θα φυλάσσονται σε σφραγισμένο φάκελο στα αρχεία της Βασιλικής Εταιρείας για την παρούσα στιγμή». Αυτός ο φάκελος άνοιξε το 1938. Αποδείχθηκε ότι ο Faraday καταλάβαινε ξεκάθαρα ότι οι επαγωγικές ενέργειες διαδίδονται με πεπερασμένη ταχύτητα με κυματικό τρόπο. «Πιστεύω ότι είναι δυνατό να εφαρμοστεί η θεωρία των ταλαντώσεων στη διάδοση της ηλεκτρικής επαγωγής», έγραψε ο Faraday. Ταυτόχρονα, επεσήμανε ότι «η διάδοση της μαγνητικής επιρροής απαιτεί χρόνο, δηλαδή όταν ένας μαγνήτης δρα σε άλλο μακρινό μαγνήτη ή κομμάτι σιδήρου, η αιτία που επηρεάζει (που τολμώ να ονομάσω μαγνητισμό) εξαπλώνεται σταδιακά από τα μαγνητικά σώματα και απαιτεί ορισμένο χρόνο για τη διάδοσή του ", ο οποίος, προφανώς, θα είναι πολύ ασήμαντος. Πιστεύω επίσης ότι η ηλεκτρική επαγωγή διαδίδεται ακριβώς με τον ίδιο τρόπο. Πιστεύω ότι η διάδοση των μαγνητικών δυνάμεων από έναν μαγνητικό πόλο είναι παρόμοια με την ταλάντωση ενός διαταραγμένη επιφάνεια του νερού ή στις ηχητικές δονήσεις των σωματιδίων του αέρα».

Ο Faraday κατάλαβε τη σημασία της ιδέας του και, μη μπορώντας να τη δοκιμάσει πειραματικά, αποφάσισε με τη βοήθεια αυτού του φακέλου «να εξασφαλίσει την ανακάλυψη για τον εαυτό του και, έτσι, να έχει το δικαίωμα, σε περίπτωση πειραματικής επιβεβαίωσης, να δηλώσει αυτή την ημερομηνία ως την ημερομηνία της ανακάλυψής του». Έτσι, στις 12 Μαρτίου 1832, η ανθρωπότητα ήρθε για πρώτη φορά στην ιδέα της ύπαρξης Ηλεκτρομαγνητικά κύματα.Από αυτή την ημερομηνία αρχίζει η ιστορία της ανακάλυψης ραδιόφωνο.

Αλλά η ανακάλυψη του Faraday ήταν σημαντική όχι μόνο στην ιστορία της τεχνολογίας. Είχε τεράστιο αντίκτυπο στην ανάπτυξη της επιστημονικής κατανόησης του κόσμου. Με αυτή την ανακάλυψη, ένα νέο αντικείμενο εισέρχεται στη φυσική - φυσικό πεδίο.Έτσι, η ανακάλυψη του Faraday ανήκει σε εκείνες τις θεμελιώδεις επιστημονικές ανακαλύψεις που αφήνουν ένα αξιοσημείωτο σημάδι σε ολόκληρη την ιστορία του ανθρώπινου πολιτισμού.

Ο γιος του σιδηρουργού του Λονδίνου βιβλιοδέτης γεννήθηκε στο Λονδίνο στις 22 Σεπτεμβρίου 1791. Η αυτοδίδακτη ιδιοφυΐα δεν είχε καν την ευκαιρία να τελειώσει το δημοτικό και άνοιξε ο ίδιος το δρόμο προς την επιστήμη. Ενώ σπούδαζε βιβλιοδεσία, διάβαζε βιβλία, ειδικά για τη χημεία, και έκανε ο ίδιος πειράματα χημικών. Ακούγοντας τις δημόσιες διαλέξεις του διάσημου χημικού Davy, τελικά πείστηκε ότι η κλήση του ήταν επιστήμη και του ζήτησε να τον προσλάβει στο Βασιλικό Ίδρυμα. Από το 1813, όταν ο Faraday εισήχθη στο ινστιτούτο ως βοηθός εργαστηρίου, μέχρι το θάνατό του (25 Αυγούστου 1867), έζησε από την επιστήμη. Ήδη το 1821, όταν ο Faraday έλαβε ηλεκτρομαγνητική περιστροφή, έθεσε ως στόχο του «να μετατρέψει τον μαγνητισμό σε ηλεκτρισμό». Δέκα χρόνια αναζήτησης και σκληρής δουλειάς κορυφώθηκαν με την ανακάλυψη της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής στις 29 Αυγούστου 1871.

«Διακόσια τρία πόδια χάλκινου σύρματος σε ένα κομμάτι τυλίγονταν γύρω από ένα μεγάλο ξύλινο τύμπανο· άλλα διακόσια τρία πόδια από το ίδιο σύρμα ήταν μονωμένα σε μια σπείρα μεταξύ των στροφών της πρώτης περιέλιξης, ενώ η μεταλλική επαφή εξαλείφθηκε με μέσα ένα καλώδιο. Η μία από αυτές τις σπείρες συνδέθηκε με ένα γαλβανόμετρο και η άλλη με μια καλά φορτισμένη μπαταρία εκατό ζεύγη τετράγωνων πλακών τεσσάρων ιντσών με διπλές πλάκες χαλκού. Στο κλείσιμο της επαφής υπήρχε ένα προσωρινό αλλά πολύ ελαφρύ αποτέλεσμα στο γαλβανόμετρο, και ένα παρόμοιο ελαφρύ αποτέλεσμα έγινε στο άνοιγμα της επαφής με την μπαταρία." Έτσι περιέγραψε ο Faraday το πρώτο του πείραμα για την επαγωγή ρευμάτων. Ονόμασε αυτόν τον τύπο επαγωγής βολταϊκή επαγωγή. Περιγράφει περαιτέρω την κύρια εμπειρία του με το σιδερένιο δαχτυλίδι - το πρωτότυπο του σύγχρονου μετασχηματιστής.

"Ένας δακτύλιος συγκολλήθηκε από ένα στρογγυλό κομμάτι μαλακού σιδήρου· το πάχος του μετάλλου ήταν επτά όγδοα της ίντσας και η εξωτερική διάμετρος του δακτυλίου έξι ίντσες. Γύρω από το ένα μέρος αυτού του δακτυλίου ήταν τυλιγμένα τρεις σπείρες, η καθεμία περιείχε περίπου είκοσι τέσσερα πόδια χάλκινο σύρμα, ένα εικοστό της ίντσας πάχους. Οι σπείρες ήταν μονωμένες από το σίδερο και το ένα από το άλλο..., καταλαμβάνοντας περίπου εννέα ίντσες κατά μήκος του δακτυλίου. Θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν μεμονωμένα ή σε συνδυασμό, αυτή η ομάδα ορίζεται με το γράμμα Α. Γύρω από το άλλο μέρος του δακτυλίου τυλίγεται με τον ίδιο τρόπο περίπου εξήντα πόδια από το ίδιο χάλκινο σύρμα σε δύο κομμάτια, τα οποία σχημάτιζαν μια σπείρα Β, που είχε την ίδια κατεύθυνση με τις σπείρες Α, αλλά χωρίζονται από αυτά σε κάθε άκρο κατά περίπου μισή ίντσα γυμνού σιδήρου.

Η σπείρα Β συνδέθηκε με χάλκινα σύρματα σε ένα γαλβανόμετρο τοποθετημένο τρία πόδια από το σίδερο. Οι μεμονωμένες σπείρες συνδέονταν από άκρη σε άκρη έτσι ώστε να σχηματίζουν μια κοινή σπείρα, τα άκρα της οποίας συνδέονταν με μια μπαταρία δέκα ζευγών πλακών τετράγωνων ιντσών. Το γαλβανόμετρο αντέδρασε αμέσως, και πολύ πιο έντονα από ό,τι παρατηρήθηκε, όπως περιγράφηκε παραπάνω, χρησιμοποιώντας ένα πηνίο δέκα φορές ισχυρότερο, αλλά χωρίς σίδηρο. Ωστόσο, παρά τη διατήρηση της επαφής, η δράση σταμάτησε. Όταν άνοιξε η επαφή με την μπαταρία, το βέλος εκτράπηκε πάλι έντονα, αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση από αυτή που προκλήθηκε στην πρώτη περίπτωση».

Ο Faraday διερεύνησε περαιτέρω την επίδραση του σιδήρου με άμεσο πείραμα, εισάγοντας μια σιδερένια ράβδο μέσα σε ένα κοίλο πηνίο, στην περίπτωση αυτή «το επαγόμενο ρεύμα είχε πολύ ισχυρή επίδραση στο γαλβανόμετρο». «Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα επιτεύχθηκε τότε με τη βοήθεια των συνηθισμένων μαγνήτεςΟ Faraday ονόμασε αυτή την ενέργεια μαγνητοηλεκτρική επαγωγή,υποθέτοντας ότι η φύση της βολταϊκής και της μαγνητοηλεκτρικής επαγωγής είναι η ίδια.

Όλα τα πειράματα που περιγράφονται αποτελούν το περιεχόμενο της πρώτης και της δεύτερης ενότητας του κλασικού έργου του Faraday «Πειραματική έρευνα στον ηλεκτρισμό», που ξεκίνησε στις 24 Νοεμβρίου 1831. Στην τρίτη ενότητα αυτής της σειράς, «On the New Electric State of Matter», ο Faraday για πρώτη φορά προσπαθεί να περιγράψει τις νέες ιδιότητες των σωμάτων που εκδηλώνονται στην ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Ονομάζει αυτή την ιδιότητα που ανακάλυψε «ηλεκτροτονική κατάσταση». Αυτό είναι το πρώτο μικρόβιο της ιδέας του πεδίου, που αργότερα διαμορφώθηκε από τον Faraday και διατυπώθηκε για πρώτη φορά με ακρίβεια από τον Maxwell. Η τέταρτη ενότητα της πρώτης σειράς είναι αφιερωμένη στην εξήγηση του φαινομένου Arago. Ο Faraday ταξινομεί σωστά αυτό το φαινόμενο ως επαγωγή και προσπαθεί να χρησιμοποιήσει αυτό το φαινόμενο για να «αποκτήσει μια νέα πηγή ηλεκτρικής ενέργειας». Μετακινώντας έναν χάλκινο δίσκο μεταξύ των πόλων ενός μαγνήτη, λάμβανε ρεύμα στο γαλβανόμετρο χρησιμοποιώντας συρόμενες επαφές. Αυτό ήταν το πρώτο Μηχάνημα Dynamo.Ο Faraday συνοψίζει τα αποτελέσματα των πειραμάτων του στις ακόλουθες λέξεις: «Έτσι αποδείχθηκε ότι ένα σταθερό ρεύμα ηλεκτρισμού μπορούσε να δημιουργηθεί μέσω ενός συνηθισμένου μαγνήτη». Από τα πειράματά του σχετικά με την επαγωγή σε κινούμενους αγωγούς, ο Faraday εξήγαγε τη σχέση μεταξύ του πόλου ενός μαγνήτη, του κινούμενου αγωγού και της κατεύθυνσης του επαγόμενου ρεύματος, δηλαδή «το νόμο που διέπει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω μαγνητοηλεκτρικής επαγωγής». Ως αποτέλεσμα της έρευνάς του, ο Faraday διαπίστωσε ότι «η ικανότητα επαγωγής ρευμάτων εκδηλώνεται σε έναν κύκλο γύρω από το μαγνητικό προκύπτον άξονα ή τον άξονα δύναμης με τον ίδιο ακριβώς τρόπο όπως ο μαγνητισμός που βρίσκεται γύρω από έναν κύκλο προκύπτει γύρω από ένα ηλεκτρικό ρεύμα και ανιχνεύεται από αυτό». *.

* (M. Faraday, Experimental Research in Electricity, Τόμος Ι, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1947, σ. 57.)

Με άλλα λόγια, ένα ηλεκτρικό πεδίο στροβιλισμού δημιουργείται γύρω από μια εναλλασσόμενη μαγνητική ροή, όπως ακριβώς ένα μαγνητικό πεδίο δίνης δημιουργείται γύρω από ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό το θεμελιώδες γεγονός συνοψίστηκε από τον Maxwell με τη μορφή των δύο εξισώσεων του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.

Η δεύτερη σειρά της «Έρευνας», που ξεκίνησε στις 12 Ιανουαρίου 1832, είναι επίσης αφιερωμένη στη μελέτη των φαινομένων της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, ιδιαίτερα της επαγωγικής δράσης του μαγνητικού πεδίου της Γης. Ο Faraday αφιερώνει την τρίτη σειρά, που ξεκίνησε στις 10 Ιανουαρίου 1833 , για την απόδειξη της ταυτότητας διαφόρων τύπων ηλεκτρισμού: ηλεκτροστατικός, γαλβανικός, ζωικός, μαγνητοηλεκτρικός (δηλαδή, που λαμβάνεται μέσω ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής). Ο Faraday καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η ηλεκτρική ενέργεια που λαμβάνεται με διαφορετικές μεθόδους είναι ποιοτικά η ίδια, η διαφορά στις δράσεις είναι μόνο ποσοτική. Αυτό έδωσε το τελευταίο χτύπημα στην έννοια των διαφόρων «ρευστών» ρητίνης και γυαλιού ηλεκτρικής ενέργειας, γαλβανισμού, ζωικού ηλεκτρισμού. Ο ηλεκτρισμός αποδείχθηκε ότι ήταν μια ενιαία, αλλά πολική οντότητα.

Η πέμπτη σειρά των Ερευνών του Faraday, που ξεκίνησε στις 18 Ιουνίου 1833, είναι πολύ σημαντική. Εδώ ο Faraday ξεκινά την έρευνά του για την ηλεκτρόλυση, η οποία τον οδήγησε στη θέσπιση των περίφημων νόμων που φέρουν το όνομά του. Αυτές οι μελέτες συνεχίστηκαν στην έβδομη σειρά, που ξεκίνησε στις 9 Ιανουαρίου 1834. Σε αυτήν την τελευταία σειρά, ο Faraday προτείνει νέα ορολογία: προτείνει να καλέσουμε τους πόλους που παρέχουν ρεύμα στον ηλεκτρολύτη ηλεκτρόδια,καλέστε θετικό ηλεκτρόδιο άνοδος,και αρνητικό - κάθοδος,σωματίδια εναποτιθέμενης ουσίας που πηγαίνουν στην άνοδο που καλεί ανιόντα,και τα σωματίδια που πηγαίνουν στην κάθοδο είναι κατιόντα. Επιπλέον, κατέχει τους όρους ηλεκτρολύτηγια αποικοδομήσιμες ουσίες, ιόντωνΚαι ηλεκτροχημικά ισοδύναμα.Όλοι αυτοί οι όροι είναι εδραιωμένοι στην επιστήμη. Ο Faraday βγάζει το σωστό συμπέρασμα από τους νόμους που βρήκε ότι μπορούμε να μιλήσουμε για κάποιους απόλυτη ποσότηταηλεκτρική ενέργεια που σχετίζεται με άτομα συνηθισμένης ύλης. «Αν και δεν ξέρουμε τίποτα για το τι είναι ένα άτομο», γράφει ο Faraday, «άθελά μας φανταζόμαστε κάποιο μικρό σωματίδιο που εμφανίζεται στο μυαλό μας όταν το σκεφτόμαστε· ωστόσο, με την ίδια ή ακόμη μεγαλύτερη άγνοια που έχουμε σε σχέση με τον ηλεκτρισμό, δεν είναι καν σε θέση να πουν αν αντιπροσωπεύει μια ειδική ύλη ή θέματα, ή απλώς την κίνηση της συνηθισμένης ύλης, ή κάποια άλλη μορφή δύναμης ή παράγοντα· ωστόσο, υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός γεγονότων που μας κάνουν να σκεφτούμε, ότι τα άτομα του Η ύλη είναι κατά κάποιον τρόπο προικισμένη ή συνδεδεμένη με ηλεκτρικές δυνάμεις και σε αυτές οφείλουν τις πιο αξιοσημείωτες ιδιότητές τους, συμπεριλαμβανομένης της χημικής συγγένειάς τους μεταξύ τους».

* (M. Faraday, Experimental Research in Electricity, Τόμος Ι, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1947, σ. 335.)

Έτσι, ο Faraday εξέφρασε ξεκάθαρα την ιδέα του «ηλεκτρισμού» της ύλης, της ατομικής δομής του ηλεκτρισμού και του ατόμου του ηλεκτρισμού ή, όπως το θέτει ο Faraday, «της απόλυτης ποσότητας ηλεκτρικής ενέργειας», αποδεικνύεται ότι είναι «εξίσου σαφής στη δράση του,όπως οποιαδήποτε από αυτές οι ποσότητεςπου παραμένοντας συνδεδεμένα με τα σωματίδια της ύλης τους μεταδίδουν τα δικά τους χημική συγγένεια."Το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο, όπως έδειξε η περαιτέρω ανάπτυξη της φυσικής, μπορεί πράγματι να προσδιοριστεί από τους νόμους του Faraday.

Η ένατη σειρά των Μελετών του Faraday ήταν πολύ σημαντική. Αυτή η σειρά, που ξεκίνησε στις 18 Δεκεμβρίου 1834, ασχολήθηκε με τα φαινόμενα της αυτεπαγωγής, με επιπλέον ρεύματα κλεισίματος και ανοίγματος. Ο Faraday επισημαίνει όταν περιγράφει αυτά τα φαινόμενα ότι αν και έχουν χαρακτηριστικά αδράνεια,Ωστόσο, το φαινόμενο της αυτεπαγωγής διακρίνεται από τη μηχανική αδράνεια από το γεγονός ότι εξαρτώνται από μορφέςαγωγός. Ο Faraday σημειώνει ότι «το εκχύλισμα είναι πανομοιότυπο με το ... επαγόμενο ρεύμα» *. Ως αποτέλεσμα, ο Faraday ανέπτυξε μια ιδέα για την πολύ ευρεία σημασία της διαδικασίας επαγωγής. Στην ενδέκατη σειρά των μελετών του, που ξεκίνησε στις 30 Νοεμβρίου 1837, αναφέρει: «Η επαγωγή παίζει τον πιο γενικό ρόλο σε όλα τα ηλεκτρικά φαινόμενα, συμμετέχοντας, προφανώς, σε καθένα από αυτά, και μάλιστα φέρει τα χαρακτηριστικά του πρώτου και ουσιαστικού αρχή» ** . Συγκεκριμένα, σύμφωνα με τον Faraday, κάθε διαδικασία φόρτισης είναι μια διαδικασία επαγωγής, αντισταθμίσειςαντίθετα φορτία: «οι ουσίες δεν μπορούν να φορτιστούν απόλυτα, αλλά μόνο σχετικά, σύμφωνα με τον νόμο που ταυτίζεται με την επαγωγή. Κάθε φορτίο υποστηρίζεται από επαγωγή. Όλα τα φαινόμενα Τάσηπεριλαμβάνει την αρχή των επαγωγών" ***. Το νόημα αυτών των δηλώσεων του Faraday είναι ότι οποιοδήποτε ηλεκτρικό πεδίο ("φαινόμενο τάσης" - στην ορολογία του Faraday) συνοδεύεται απαραίτητα από μια διαδικασία επαγωγής στο μέσο ("μετατόπιση" - στο μεταγενέστερο του Maxwell ορολογία). Αυτή η διαδικασία καθορίζεται από τις ιδιότητες του μέσου, την "επαγωγική του ικανότητα", στην ορολογία του Faraday, ή "διηλεκτρική σταθερά", στη σύγχρονη ορολογία. Τα πειράματα του Faraday με έναν σφαιρικό πυκνωτή προσδιόρισαν τη διηλεκτρική σταθερά ενός αριθμού ουσιών με Αυτά τα πειράματα ενίσχυσαν την ιδέα του Faraday για τον ουσιαστικό ρόλο του μέσου στις ηλεκτρομαγνητικές διεργασίες.

* (M. Faraday, Experimental Research in Electricity, Τόμος Ι, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1947, σ. 445.)

** (M. Faraday, Experimental Research in Electricity, Τόμος Ι, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1947, σ. 478.)

*** (M. Faraday, Experimental Research in Electricity, Τόμος Ι, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1947, σ. 487.)

Ο νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής αναπτύχθηκε σημαντικά από έναν Ρώσο φυσικό της Ακαδημίας της Αγίας Πετρούπολης Έμιλι Κρίστιανοβιτς Λεντς(1804-1865). Στις 29 Νοεμβρίου 1833, ο Lenz ανέφερε στην Ακαδημία Επιστημών την έρευνά του «Σχετικά με τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης των γαλβανικών ρευμάτων που διεγείρονται από την ηλεκτροδυναμική επαγωγή». Ο Lenz έδειξε ότι η μαγνητοηλεκτρική επαγωγή του Faraday σχετίζεται στενά με τις ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις του Ampere. «Η θέση με την οποία το μαγνητοηλεκτρικό φαινόμενο ανάγεται στο ηλεκτρομαγνητικό είναι η εξής: Εάν ένας μεταλλικός αγωγός κινείται κοντά σε ένα γαλβανικό ρεύμα ή μαγνήτη, τότε ένα γαλβανικό ρεύμα διεγείρεται σε αυτόν σε τέτοια κατεύθυνση που εάν ο αγωγός ήταν ακίνητος, το ρεύμα θα μπορούσε να τον κάνει να κινηθεί προς την αντίθετη κατεύθυνση. Υποτίθεται ότι ένας αγωγός σε ηρεμία μπορεί να κινηθεί μόνο προς την κατεύθυνση κίνησης ή προς την αντίθετη κατεύθυνση» *.

* (E. H. Lenz,Επιλεγμένα Έργα, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1950, σ. 148-149.)

Αυτή η αρχή του Lenz αποκαλύπτει την ενέργεια των διεργασιών επαγωγής και έπαιξε σημαντικό ρόλο στο έργο του Helmholtz για τη θέσπιση του νόμου της διατήρησης της ενέργειας. Ο ίδιος ο Lenz άντλησε από τον κανόνα του τη γνωστή αρχή στην ηλεκτρική μηχανική της αναστρεψιμότητας των ηλεκτρομαγνητικών μηχανών: εάν περιστρέψετε ένα πηνίο μεταξύ των πόλων ενός μαγνήτη, αυτό παράγει ρεύμα. Αντίθετα, αν σταλεί ρεύμα σε αυτό, θα περιστραφεί. Ένας ηλεκτροκινητήρας μπορεί να μετατραπεί σε γεννήτρια και αντίστροφα. Κατά τη μελέτη της δράσης των μαγνητοηλεκτρικών μηχανών, ο Lenz ανακάλυψε την αντίδραση οπλισμού το 1847.

Το 1842-1843. Ο Lenz εκπόνησε μια κλασική μελέτη «Σχετικά με τους νόμους της απελευθέρωσης θερμότητας από το γαλβανικό ρεύμα» (αναφέρθηκε στις 2 Δεκεμβρίου 1842, δημοσιεύθηκε το 1843), την οποία ξεκίνησε πολύ πριν από παρόμοια πειράματα του Joule (η αναφορά του Joule εμφανίστηκε τον Οκτώβριο του 1841) και συνέχισε από αυτόν παρά η έκδοση Joule, «καθώς τα πειράματα του τελευταίου μπορεί να συναντήσουν κάποιες δικαιολογημένες αντιρρήσεις, όπως έχει ήδη δείξει ο συνάδελφός μας κ. Ακαδημαϊκός Hess» *. Ο Lenz μετρά το μέγεθος του ρεύματος χρησιμοποιώντας μια εφαπτομένη πυξίδα, μια συσκευή που εφευρέθηκε από τον καθηγητή του Helsingfors Johann Nervander (1805-1848), και στο πρώτο μέρος του μηνύματός του εξετάζει αυτή τη συσκευή. Στο δεύτερο μέρος, «Η έκλυση θερμότητας στα καλώδια», που αναφέρθηκε στις 11 Αυγούστου 1843, φτάνει στον περίφημο νόμο του:

Η θέρμανση του σύρματος με γαλβανικό ρεύμα είναι ανάλογη της αντίστασης του σύρματος.
Η θέρμανση ενός σύρματος με γαλβανικό ρεύμα είναι ανάλογη με το τετράγωνο του ρεύματος που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση"**.

* (E. H. Lenz,Επιλεγμένα Έργα, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1950, σ. 361.)

** (E. H. Lenz,Επιλεγμένα Έργα, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1950, σ. 441.)

Ο νόμος Joule-Lenz έπαιξε σημαντικό ρόλο στην καθιέρωση του νόμου της διατήρησης της ενέργειας. Η όλη ανάπτυξη της επιστήμης των ηλεκτρικών και μαγνητικών φαινομένων οδήγησε στην ιδέα της ενότητας των δυνάμεων της φύσης, στην ιδέα της διατήρησης αυτών των «δυνάμεων».

Σχεδόν ταυτόχρονα με τον Faraday, παρατηρήθηκε ηλεκτρομαγνητική επαγωγή από έναν Αμερικανό φυσικό Τζόζεφ Χένρι(1797-1878). Ο Ερρίκος κατασκεύασε έναν μεγάλο ηλεκτρομαγνήτη (1828) ο οποίος, τροφοδοτούμενος από ένα γαλβανικό στοιχείο χαμηλής αντίστασης, υποστήριζε ένα φορτίο 2.000 λιβρών. Ο Faraday αναφέρει αυτόν τον ηλεκτρομαγνήτη και επισημαίνει ότι με τη βοήθειά του μπορείτε να πάρετε μια δυνατή σπίθα όταν ανοίγετε.

Ο Ερρίκος ήταν ο πρώτος που παρατήρησε το φαινόμενο της αυτο-επαγωγής (1832) και η προτεραιότητά του χαρακτηρίζεται από το όνομα της μονάδας αυτοεπαγωγής «Henry».

Το 1842 ο Ερρίκος ίδρυσε ταλαντωτικός χαρακτήραςΤύπος βάζου Leyden. Η λεπτή γυάλινη βελόνα με την οποία μελέτησε αυτό το φαινόμενο μαγνητίστηκε με διαφορετικές πολικότητες, ενώ η κατεύθυνση της εκκένωσης παρέμεινε αμετάβλητη. «Η εκκένωση, όποια και αν είναι η φύση της», καταλήγει ο Henry, «δεν φαίνεται (χρησιμοποιώντας τη θεωρία του Franklin. - P.K.) να είναι μια ενιαία μεταφορά αβαρούς υγρού από τη μια πλάκα στην άλλη· το φαινόμενο που ανακαλύφθηκε μας αναγκάζει να υποθέσουμε την ύπαρξη του κύριου εκφόρτωση προς μία κατεύθυνση, και μετά πολλές περίεργες κινήσεις μπρος-πίσω, κάθε μία πιο αδύναμη από την προηγούμενη, συνεχίζοντας μέχρι να επιτευχθεί ισορροπία».

Τα φαινόμενα επαγωγής γίνονται κορυφαίο θέμα στη φυσική έρευνα. Το 1845, Γερμανός φυσικός Φραντς Νόιμαν(1798-1895) έδωσε τη μαθηματική έκφραση νόμος της επαγωγής,συνοψίζοντας την έρευνα των Faraday και Lenz.

Η ηλεκτροκινητική δύναμη της επαγωγής εκφράστηκε από τον Neumann με τη μορφή μιας χρονικής παραγώγου κάποιας συνάρτησης που επάγει το ρεύμα και την αμοιβαία διαμόρφωση των αλληλεπιδρώντων ρευμάτων. Ο Neumann κάλεσε αυτή τη συνάρτηση ηλεκτροδυναμικό δυναμικό.Βρήκε επίσης μια έκφραση για τον συντελεστή αμοιβαίας επαγωγής. Στο δοκίμιό του «On the Conservation of Force» το 1847, ο Helmholtz άντλησε την έκφραση του Neumann για τον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής από ενεργειακές εκτιμήσεις. Στην ίδια εργασία, ο Helmholtz αναφέρει ότι η εκφόρτιση ενός πυκνωτή «δεν είναι μια απλή κίνηση του ηλεκτρισμού προς μια κατεύθυνση, αλλά... η ροή του προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση μεταξύ δύο πλακών με τη μορφή ταλαντώσεων που γίνονται όλο και μικρότερο, λιγότερο, μέχρι τελικά να καταστραφεί όλη η ζωντανή δύναμη από το άθροισμα των αντιστάσεων».

Το 1853 Ουίλιαμ Τόμσον(1824-1907) έδωσε μια μαθηματική θεωρία της ταλαντωτικής εκφόρτισης ενός πυκνωτή και καθιέρωσε την εξάρτηση της περιόδου ταλάντωσης από τις παραμέτρους του ταλαντωτικού κυκλώματος (τύπος Thomson).

Το 1858 P. Blazerna(1836-1918) κατέγραψε πειραματικά την καμπύλη συντονισμού των ηλεκτρικών ταλαντώσεων, μελετώντας την επίδραση ενός κυκλώματος που προκαλεί εκφόρτιση που περιέχει μια ομάδα πυκνωτών και συνδέει αγωγούς σε ένα πλευρικό κύκλωμα, με μεταβλητό μήκος του επαγόμενου αγωγού. Επίσης το 1858 Βίλχελμ Φέντερσεν(1832-1918) παρατήρησε την εκκένωση σπινθήρα ενός βάζου Leyden σε έναν περιστρεφόμενο καθρέφτη και το 1862 φωτογράφισε μια εικόνα μιας εκκένωσης σπινθήρα σε έναν περιστρεφόμενο καθρέφτη. Έτσι, διαπιστώθηκε σαφώς η ταλαντωτική φύση της εκκένωσης. Ταυτόχρονα, ο τύπος του Thomson δοκιμάστηκε πειραματικά. Έτσι, βήμα προς βήμα, το δόγμα του ηλεκτρικές δονήσεις,αποτελώντας το επιστημονικό θεμέλιο της ηλεκτρικής μηχανικής και της ραδιομηχανικής εναλλασσόμενου ρεύματος.

Μέχρι στιγμής έχουμε εξετάσει ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που δεν αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου. Διαπιστώθηκε ότι το ηλεκτρικό πεδίο δημιουργείται από ηλεκτρικά φορτία και το μαγνητικό πεδίο από κινούμενα φορτία, δηλαδή ηλεκτρικό ρεύμα. Ας προχωρήσουμε στη γνωριμία με τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία, τα οποία αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου.

Το πιο σημαντικό γεγονός που ανακαλύφθηκε είναι η στενή σχέση μεταξύ ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων. Ένα χρονικά μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο και ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο. Χωρίς αυτή τη σύνδεση μεταξύ των πεδίων, η ποικιλία των εκδηλώσεων των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων δεν θα ήταν τόσο εκτεταμένη όσο είναι στην πραγματικότητα. Δεν θα υπήρχαν ραδιοκύματα ή φως.

Δεν είναι τυχαίο ότι το πρώτο, αποφασιστικό βήμα στην ανακάλυψη νέων ιδιοτήτων ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων έγινε από τον ιδρυτή της έννοιας του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου - τον Faraday. Ο Faraday ήταν σίγουρος για την ενοποιημένη φύση των ηλεκτρικών και μαγνητικών φαινομένων. Χάρη σε αυτό, έκανε μια ανακάλυψη, η οποία στη συνέχεια αποτέλεσε τη βάση για το σχεδιασμό γεννητριών για όλους τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής στον κόσμο, μετατρέποντας τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. (Άλλες πηγές: γαλβανικές κυψέλες, μπαταρίες κ.λπ. - παρέχουν ένα ασήμαντο μερίδιο της παραγόμενης ενέργειας.)

Ένα ηλεκτρικό ρεύμα, συλλογίστηκε ο Faraday, μπορεί να μαγνητίσει ένα κομμάτι σιδήρου. Δεν θα μπορούσε ένας μαγνήτης, με τη σειρά του, να προκαλέσει ηλεκτρικό ρεύμα;

Για πολύ καιρό αυτή η σύνδεση δεν μπορούσε να ανακαλυφθεί. Ήταν δύσκολο να καταλάβουμε το κύριο πράγμα, δηλαδή: μόνο ένας κινούμενος μαγνήτης ή ένα χρονικά μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο μπορεί να διεγείρει ένα ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα πηνίο.

Το ακόλουθο γεγονός δείχνει τι είδους ατυχήματα θα μπορούσαν να αποτρέψουν την ανακάλυψη. Σχεδόν ταυτόχρονα με τον Faraday, ο Ελβετός φυσικός Colladon προσπάθησε να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα πηνίο χρησιμοποιώντας έναν μαγνήτη. Όταν εργαζόταν, χρησιμοποιούσε ένα γαλβανόμετρο, η ελαφριά μαγνητική βελόνα του οποίου ήταν τοποθετημένη μέσα στο πηνίο της συσκευής. Έτσι ώστε ο μαγνήτης να μην είχε άμεση επίδραση στη βελόνα, τα άκρα του πηνίου μέσα στο οποίο ο Colladon έσπρωξε τον μαγνήτη, ελπίζοντας να λάβει ρεύμα σε αυτό, μεταφέρθηκαν στο διπλανό δωμάτιο και συνδέθηκαν εκεί με ένα γαλβανόμετρο. Έχοντας εισαγάγει τον μαγνήτη στο πηνίο, ο Colladon μπήκε στο διπλανό δωμάτιο και, με θλίψη,

Φρόντισα να μην δείχνει ρεύμα το γαλβανόμετρο. Αν έπρεπε μόνο να παρακολουθεί το γαλβανόμετρο όλη την ώρα και να ζητήσει από κάποιον να εργαστεί στον μαγνήτη, θα είχε γίνει μια αξιοσημείωτη ανακάλυψη. Αυτό όμως δεν συνέβη. Ένας μαγνήτης σε ηρεμία σε σχέση με το πηνίο δεν παράγει ρεύμα σε αυτό.

Το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής συνίσταται στην εμφάνιση ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα αγώγιμο κύκλωμα, το οποίο είτε βρίσκεται σε ηρεμία σε ένα χρονικά μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο είτε κινείται σε ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο με τέτοιο τρόπο ώστε ο αριθμός των γραμμών μαγνητικής επαγωγής που διεισδύουν στο αλλαγές κυκλώματος. Ανακαλύφθηκε στις 29 Αυγούστου 1831. Είναι μια σπάνια περίπτωση που η ημερομηνία μιας νέας αξιοσημείωτης ανακάλυψης είναι γνωστή με τόση ακρίβεια. Ακολουθεί μια περιγραφή του πρώτου πειράματος που δόθηκε από τον ίδιο τον Faraday:

«Ένα χάλκινο σύρμα μήκους 203 ποδιών τυλίγεται σε ένα φαρδύ ξύλινο καρούλι και ανάμεσα στις στροφές του τυλίγεται ένα σύρμα ίδιου μήκους, αλλά μονωμένο από το πρώτο με βαμβακερό νήμα. Η μία από αυτές τις σπείρες ήταν συνδεδεμένη με ένα γαλβανόμετρο και η άλλη με μια ισχυρή μπαταρία αποτελούμενη από 100 ζεύγη πλακών... Όταν έκλεισε το κύκλωμα, παρατηρήθηκε μια ξαφνική αλλά εξαιρετικά αδύναμη ενέργεια στο γαλβανόμετρο, και το ίδιο παρατηρήθηκε όταν το ρεύμα σταμάτησε. Με τη συνεχή διέλευση ρεύματος μέσω μιας από τις σπείρες, δεν ήταν δυνατό να παρατηρηθεί ούτε μια επίδραση στο γαλβανόμετρο, ούτε καθόλου επαγωγική επίδραση στην άλλη σπείρα, παρά το γεγονός ότι η θέρμανση ολόκληρης της σπείρας ήταν συνδεδεμένη με την μπαταρία και η φωτεινότητα του σπινθήρα που πηδούσε ανάμεσα στα κάρβουνα έδειχνε ισχύ μπαταρίας» (Faraday M. «Experimental Research in Electricity», 1η σειρά).

Έτσι, αρχικά, η επαγωγή ανακαλύφθηκε σε αγωγούς που είναι ακίνητοι μεταξύ τους όταν κλείνουν και ανοίγουν ένα κύκλωμα. Στη συνέχεια, κατανοώντας ξεκάθαρα ότι το να φέρεις αγωγούς που μεταφέρουν ρεύμα πιο κοντά ή πιο μακριά θα πρέπει να οδηγήσει στο ίδιο αποτέλεσμα με το κλείσιμο και το άνοιγμα ενός κυκλώματος, ο Faraday απέδειξε μέσω πειραμάτων ότι το ρεύμα προκύπτει όταν τα πηνία κινούνται μεταξύ τους.

σχετικά με έναν φίλο. Εξοικειωμένος με τα έργα του Ampere, ο Faraday κατάλαβε ότι ένας μαγνήτης είναι μια συλλογή μικρών ρευμάτων που κυκλοφορούν σε μόρια. Στις 17 Οκτωβρίου, όπως καταγράφηκε στο τετράδιο του εργαστηρίου του, ανιχνεύτηκε ένα επαγόμενο ρεύμα στο πηνίο ενώ ο μαγνήτης ωθούσε προς τα μέσα (ή τραβούσε προς τα έξω). Μέσα σε ένα μήνα, ο Faraday ανακάλυψε πειραματικά όλα τα βασικά χαρακτηριστικά του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.

Επί του παρόντος, όλοι μπορούν να επαναλάβουν τα πειράματα του Faraday. Για να γίνει αυτό, πρέπει να έχετε δύο πηνία, έναν μαγνήτη, μια μπαταρία στοιχείων και ένα αρκετά ευαίσθητο γαλβανόμετρο.

Στην εγκατάσταση που φαίνεται στο Σχήμα 238, εμφανίζεται ένα ρεύμα επαγωγής σε ένα από τα πηνία όταν το ηλεκτρικό κύκλωμα ενός άλλου πηνίου, ακίνητο σε σχέση με το πρώτο, είναι κλειστό ή ανοιχτό. Στην εγκατάσταση στο Σχήμα 239, η ισχύς ρεύματος σε ένα από τα πηνία αλλάζει χρησιμοποιώντας ρεοστάτη. Στο Σχήμα 240, α, το ρεύμα επαγωγής εμφανίζεται όταν τα πηνία κινούνται μεταξύ τους και στο Σχήμα 240, β - όταν ένας μόνιμος μαγνήτης κινείται σε σχέση με το πηνίο.

Ο ίδιος ο Faraday έχει ήδη καταλάβει το γενικό πράγμα από το οποίο εξαρτάται η εμφάνιση ενός επαγωγικού ρεύματος σε πειράματα που εξωτερικά φαίνονται διαφορετικά.

Σε ένα κλειστό αγώγιμο κύκλωμα, προκύπτει ρεύμα όταν αλλάζει ο αριθμός των γραμμών μαγνητικής επαγωγής που διαπερνούν την περιοχή που περιορίζεται από αυτό το κύκλωμα. Και όσο πιο γρήγορα αλλάζει ο αριθμός των γραμμών μαγνητικής επαγωγής, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα επαγωγής που προκύπτει. Σε αυτή την περίπτωση, ο λόγος για την αλλαγή του αριθμού των γραμμών μαγνητικής επαγωγής είναι εντελώς αδιάφορος. Αυτό μπορεί να είναι μια αλλαγή στον αριθμό των γραμμών μαγνητικής επαγωγής που διεισδύουν στην περιοχή ενός σταθερού αγώγιμου κυκλώματος λόγω μιας αλλαγής στην ένταση ρεύματος στο παρακείμενο πηνίο (Εικ. 238) ή μια αλλαγή στον αριθμό των γραμμών επαγωγής που οφείλονται στην κίνηση του κυκλώματος σε ένα ανομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, η πυκνότητα των γραμμών του οποίου ποικίλλει στο χώρο (Εικ. 241).

Το 1821, ο Michael Faraday έγραψε στο ημερολόγιό του: «Μετατρέψτε τον μαγνητισμό σε ηλεκτρισμό». Μετά από 10 χρόνια, έλυσε αυτό το πρόβλημα.
Η ανακάλυψη του Faraday
Δεν είναι τυχαίο ότι το πρώτο και πιο σημαντικό βήμα στην ανακάλυψη νέων ιδιοτήτων ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων έγινε από τον ιδρυτή της έννοιας του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου - τον Faraday. Ο Faraday ήταν σίγουρος για την ενοποιημένη φύση των ηλεκτρικών και μαγνητικών φαινομένων. Αμέσως μετά την ανακάλυψη του Oersted, έγραψε: «... φαίνεται πολύ ασυνήθιστο ότι, αφενός, κάθε ηλεκτρικό ρεύμα συνοδεύεται από μια μαγνητική δράση αντίστοιχης έντασης, κατευθυνόμενη σε ορθή γωνία προς το ρεύμα, και ότι ταυτόχρονα , σε καλούς αγωγούς ηλεκτρισμού που τοποθετούνται στη σφαίρα αυτής της δράσης, δεν προκλήθηκε καθόλου ρεύμα, δεν προέκυψε καμία απτή δράση ισοδύναμη σε ισχύ με ένα τέτοιο ρεύμα. Η σκληρή δουλειά για δέκα χρόνια και η πίστη στην επιτυχία οδήγησαν τον Faraday σε μια ανακάλυψη που στη συνέχεια αποτέλεσε τη βάση για το σχεδιασμό γεννητριών για όλους τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής στον κόσμο, μετατρέποντας τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. (Πηγές που λειτουργούν με άλλες αρχές: γαλβανικά στοιχεία, μπαταρίες, θερμικά και φωτοκύτταρα - παρέχουν ένα ασήμαντο μερίδιο της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας.)
Για πολύ καιρό, η σχέση μεταξύ ηλεκτρικών και μαγνητικών φαινομένων δεν μπορούσε να ανακαλυφθεί. Ήταν δύσκολο να καταλάβουμε το κύριο πράγμα: μόνο ένα χρονικά μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο μπορεί να διεγείρει ένα ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα ακίνητο πηνίο ή το ίδιο το πηνίο πρέπει να κινηθεί σε ένα μαγνητικό πεδίο.
Η ανακάλυψη της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, όπως ονόμασε αυτό το φαινόμενο ο Faraday, έγινε στις 29 Αυγούστου 1831. Είναι μια σπάνια περίπτωση όταν η ημερομηνία μιας νέας αξιοσημείωτης ανακάλυψης είναι τόσο ακριβής. Εδώ είναι μια σύντομη περιγραφή του πρώτου πειράματος που δόθηκε από τον Faraday ο ίδιος.
«Ένα χάλκινο σύρμα μήκους 203 ποδιών τυλίγεται σε ένα φαρδύ ξύλινο καρούλι και ανάμεσα στις στροφές του τυλίγεται ένα σύρμα ίδιου μήκους, αλλά μονωμένο από το πρώτο με βαμβακερό νήμα. Η μία από αυτές τις σπείρες ήταν συνδεδεμένη με ένα γαλβανόμετρο και η άλλη με μια ισχυρή μπαταρία αποτελούμενη από 100 ζεύγη πλακών... Όταν το κύκλωμα έκλεισε, παρατηρήθηκε μια ξαφνική αλλά εξαιρετικά αδύναμη επίδραση στο γαλβανόμετρο, και το ίδιο παρατηρήθηκε όταν το ρεύμα σταμάτησε. Με τη συνεχή διέλευση ρεύματος μέσω μιας από τις σπείρες, δεν ήταν δυνατό να παρατηρηθεί ούτε μια επίδραση στο γαλβανόμετρο, ούτε καμία επαγωγική επίδραση στην άλλη σπείρα, ανίκανη 5.1
σημειώνοντας ότι η θέρμανση ολόκληρου του πηνίου που συνδέεται με την μπαταρία και η φωτεινότητα του σπινθήρα που πηδούσε ανάμεσα στα κάρβουνα, έδειχναν την ισχύ της μπαταρίας.»
Έτσι, αρχικά, η επαγωγή ανακαλύφθηκε σε αγωγούς που είναι ακίνητοι μεταξύ τους όταν κλείνουν και ανοίγουν ένα κύκλωμα. Στη συνέχεια, κατανοώντας ξεκάθαρα ότι το να φέρεις αγωγούς που μεταφέρουν ρεύμα πιο κοντά ή πιο μακριά θα πρέπει να οδηγήσει στο ίδιο αποτέλεσμα με το κλείσιμο και το άνοιγμα ενός κυκλώματος, ο Faraday απέδειξε μέσω πειραμάτων ότι το ρεύμα προκύπτει όταν τα πηνία κινούνται το ένα σχετικά με το άλλο (Εικ. 5.1). Εξοικειωμένος με τα έργα του Ampere, ο Faraday κατάλαβε ότι ένας μαγνήτης είναι μια συλλογή μικρών ρευμάτων που κυκλοφορούν σε μόρια. Στις 17 Οκτωβρίου, όπως καταγράφηκε στο τετράδιο του εργαστηρίου του, ανιχνεύτηκε ένα επαγόμενο ρεύμα στο πηνίο ενώ ο μαγνήτης ωθούσε προς τα μέσα (ή τραβούσε προς τα έξω) (Εικόνα 5.2). Μέσα σε ένα μήνα, ο Faraday ανακάλυψε πειραματικά όλα τα βασικά χαρακτηριστικά του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Το μόνο που απέμενε ήταν να δοθεί στον νόμο μια αυστηρή ποσοτική μορφή και να αποκαλυφθεί πλήρως η φυσική φύση του φαινομένου.
Ο ίδιος ο Faraday έχει ήδη καταλάβει το γενικό πράγμα από το οποίο εξαρτάται η εμφάνιση ενός επαγωγικού ρεύματος σε πειράματα που εξωτερικά φαίνονται διαφορετικά.
Σε ένα κλειστό αγώγιμο κύκλωμα, προκύπτει ρεύμα όταν αλλάζει ο αριθμός των γραμμών μαγνητικής επαγωγής που διαπερνούν την επιφάνεια που οριοθετείται από αυτό το κύκλωμα. Και όσο πιο γρήγορα αλλάζει ο αριθμός των γραμμών μαγνητικής επαγωγής, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα που προκύπτει. Σε αυτή την περίπτωση, ο λόγος για την αλλαγή του αριθμού των γραμμών μαγνητικής επαγωγής είναι εντελώς αδιάφορος. Αυτό μπορεί να είναι μια αλλαγή στον αριθμό των γραμμών μαγνητικής επαγωγής που τρυπούν έναν ακίνητο αγωγό λόγω μιας αλλαγής στην ένταση ρεύματος σε ένα γειτονικό πηνίο ή μια αλλαγή στον αριθμό των γραμμών λόγω της κίνησης του κυκλώματος σε ανομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο, η πυκνότητα των γραμμών του οποίου ποικίλλει στο χώρο (Εικ. 5.3).
Ο Faraday όχι μόνο ανακάλυψε το φαινόμενο, αλλά ήταν επίσης ο πρώτος που κατασκεύασε ένα ακόμη ατελές μοντέλο γεννήτριας ηλεκτρικού ρεύματος που μετατρέπει τη μηχανική περιστροφική ενέργεια σε ρεύμα. Ήταν ένας τεράστιος χάλκινος δίσκος που περιστρεφόταν ανάμεσα στους πόλους ενός ισχυρού μαγνήτη (Εικ. 5.4). Συνδέοντας τον άξονα και την άκρη του δίσκου με το γαλβανόμετρο, ο Faraday ανακάλυψε μια απόκλιση
ΣΕ
\

\
\
\
\
\
\
\ΜΕΓΑΛΟ

Βέλος S που δείχνει. Το ρεύμα ήταν, ωστόσο, αδύναμο, αλλά η αρχή που βρέθηκε κατέστησε δυνατή τη μεταγενέστερη κατασκευή ισχυρών γεννητριών. Χωρίς αυτούς, η ηλεκτρική ενέργεια θα εξακολουθούσε να είναι μια πολυτέλεια διαθέσιμη σε λίγους ανθρώπους.
Ένα ηλεκτρικό ρεύμα προκύπτει σε έναν αγώγιμο κλειστό βρόχο εάν ο βρόχος βρίσκεται σε ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο ή κινείται σε ένα χρονικά σταθερό πεδίο έτσι ώστε ο αριθμός των γραμμών μαγνητικής επαγωγής που διεισδύουν στον βρόχο αλλάζει. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.

Ένα παράδειγμα θα ήταν μια ερώτηση. Σε αυτό το πλαίσιο μπορούμε να μιλήσουμε για ταμπού. Υπάρχουν ορισμένοι τομείς που θα είναι ταμπού για την πλειοψηφία, κάτι που δεν σημαίνει ότι δεν θα υπάρχουν ένας, τρεις, τρεις επιστήμονες που θα χειριστούν αυτό το φαινόμενο με την περιέργεια ενός ανθρώπου.

Αυτές οι κοινωνικές συνθήκες κάνουν τους περισσότερους ανθρώπους να μην ενδιαφέρονται γι' αυτό. Ε: Και αυτό είναι απλώς μια ερώτηση. Το παράδειγμα της τοποθέτησης δείχνει και τον φόβο να μην απαξιωθείς. Δρ Marek Spira: Σήμερα προσπαθούμε να σπάσουμε όλα τα ταμπού. Από τη μια, αυτή είναι η γνώση της αλήθειας και από την άλλη, ο σεβασμός σε ορισμένες αξίες, η ανατροπή των οποίων οδηγεί μόνο στην καταστροφή της κοινωνικής τάξης. Η ανθρώπινη περιέργεια είναι τόσο μεγάλη που ξεπερνά κάθε όριο. Από τη φύση του, στον άνθρωπο δεν αρέσουν τα ταμπού. Και με αυτή την έννοια, η επιθυμία για αλήθεια δεν γνωρίζει σύνορα, τα οποία υπάρχουν φυσικά, αλλά κινούνται συνεχώς.

Μια νέα περίοδος στην ανάπτυξη της φυσικής επιστήμης ξεκινά με την έξυπνη ανακάλυψη του Faraday ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.Σε αυτή την ανακάλυψη αποδείχθηκε ξεκάθαρα η ικανότητα της επιστήμης να εμπλουτίζει την τεχνολογία με νέες ιδέες. Ο ίδιος ο Faraday είχε ήδη προβλέψει, με βάση την ανακάλυψή του, την ύπαρξη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Στις 12 Μαρτίου 1832, σφράγισε έναν φάκελο με την επιγραφή «Νέες όψεις που θα φυλάσσονται σε σφραγισμένο φάκελο στα αρχεία της Βασιλικής Εταιρείας για την παρούσα στιγμή». Αυτός ο φάκελος άνοιξε το 1938. Αποδείχθηκε ότι ο Faraday καταλάβαινε ξεκάθαρα ότι οι επαγωγικές ενέργειες διαδίδονται με πεπερασμένη ταχύτητα με κυματικό τρόπο. «Πιστεύω ότι είναι δυνατό να εφαρμοστεί η θεωρία των ταλαντώσεων στη διάδοση της ηλεκτρικής επαγωγής», έγραψε ο Faraday. Ταυτόχρονα, επεσήμανε ότι «η διάδοση της μαγνητικής επιρροής απαιτεί χρόνο, δηλαδή όταν ένας μαγνήτης δρα σε άλλο μακρινό μαγνήτη ή κομμάτι σιδήρου, η αιτία που επηρεάζει (που τολμώ να ονομάσω μαγνητισμό) εξαπλώνεται σταδιακά από τα μαγνητικά σώματα και απαιτεί ορισμένο χρόνο για τη διάδοσή του ", ο οποίος, προφανώς, θα είναι πολύ ασήμαντος. Πιστεύω επίσης ότι η ηλεκτρική επαγωγή διαδίδεται ακριβώς με τον ίδιο τρόπο. Πιστεύω ότι η διάδοση των μαγνητικών δυνάμεων από έναν μαγνητικό πόλο είναι παρόμοια με την ταλάντωση ενός διαταραγμένη επιφάνεια του νερού ή στις ηχητικές δονήσεις των σωματιδίων του αέρα».

Αυτό εγείρει το ερώτημα εάν θα μάθουμε ποτέ την πλήρη αλήθεια. Γνωρίζοντας την ανθρώπινη φύση, μπορούμε να πούμε ότι αν και αυτό είναι αδύνατο, πάντα θα προσπαθούμε γι' αυτό. Ωστόσο, υπάρχει ο κίνδυνος να αγνοήσουμε αυτό το μυστήριο. Όντας σε ένα ορισμένο στάδιο γνώσης, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ήδη γνωρίζουμε τα πάντα. Εν τω μεταξύ, η καταστροφή έρχεται και το ερώτημα είναι πώς μπορούμε να την αφήσουμε να φύγει; Ίσως οφειλόταν στην παραμέληση των δυνάμεων της φύσης, των δυνάμεων της φύσης. Ένα παράδειγμα θα ήταν ο εφευρέτης του υπολογιστή, ο οποίος τον περασμένο αιώνα πίστευε ότι η απόκτηση γνώσης σε έναν υπολογιστή θα ήταν απεριόριστη.

Χρόνια μετά από αυτή την ανακάλυψη, με τους φορητούς υπολογιστές σήμερα, αυτό ήταν μια πλάνη. Πώς η έκταση της άγνοιάς μας έχει αυξηθεί όσο αυξάνονται οι ερωτήσεις. Εμείς οι φυσικοί αποφεύγουμε τη γη. Ας πούμε ότι θέλουμε να πετάξουμε σε έναν γαλαξία αρκετά έτη φωτός μακριά από τη Γη. Δεδομένου ότι δεν μπορούμε να κατασκευάσουμε ένα διαστημόπλοιο που να ταξιδεύει ταχύτερα από την ταχύτητα του φωτός, δεν θα χρειαστεί μια γενιά αστροναυτών για να φτάσει σε αυτόν τον γαλαξία. Αν και είναι δυνατό να φανταστούμε διαστημικά ταξίδια για πολλές γενιές αστροναυτών, αυτό είναι δυνατό μόνο στην επιστημονική φαντασία.

Αυτές οι σταθερές, γνωστές σε εμάς σήμερα, είναι που καθορίζουν τα όρια της γνώσης. Αν αναλογιστούμε τη Μεγάλη Έκρηξη, πρέπει να θυμόμαστε ότι οι γνώσεις μας δεν φθάνουν ακόμα στο σημείο ότι η πυκνότητα της ύλης είναι ασύγκριτη με αυτό που αντιμετωπίζουμε σήμερα και το οποίο δεν μπορούμε να αναπαράγουμε στις συνθήκες μας.

Δεν γνωρίζουμε αυτήν την «εκρηκτική» φυσική, επομένως δεν γνωρίζουμε αυτές τις φυσικές σταθερές αν υπήρχαν. Ν.: Δεν είμαστε επίσης σίγουροι ότι η σημερινή φυσική είναι οριστική. Είχαμε τον Νεύτωνα που αργότερα δοκιμάστηκε από τον Αϊνστάιν, οπότε μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ο Αϊνστάιν θα δοκιμαστεί από κάποιον άλλο.

Σε αυτή τη βάση, δημιουργήθηκε η ειδική θεωρία της σχετικότητας, η οποία έχει ήδη επιβεβαιωθεί επανειλημμένα πειραματικά. Ωστόσο, εάν ένα από αυτά τα παραδείγματα αποτύχει, θα έχουμε μια νέα φυσική. Αν πούμε ότι γνωρίζουμε το σύμπαν, τη φύση, ότι ξέρουμε ότι συνέβη πριν, το λέμε επειδή οι υποδεικνυόμενες φυσικές σταθερές δεν αλλάζουν τις τιμές τους με την πάροδο του χρόνου. Τα πειράματα που επιχειρούν να υπονομεύσουν αυτά τα στερεά - και πώς και πώς πραγματοποιούνται - δεν είναι πειστικά.

Στην πραγματικότητα, μπορούμε να πούμε ότι από ένα ορισμένο σημείο γνωρίζουμε ότι οι φυσικοί νόμοι που διέπουν το Σύμπαν δεν έχουν αλλάξει - αυτές οι σταθερές εξακολουθούν να είναι οι ίδιες. Υπάρχουν μυστικά που δεν θέλουμε να αντιμετωπίσουμε; Ο Καντ μίλησε για δύο είδη μεταφυσικής - τη μεταφυσική ως επιστήμη που δεν υπάρχει και τη μεταφυσική ως μια φυσική τάση που μας κάνει να σπάμε τα ταμπού.

Όρια υπάρχουν, αλλά ο ανθρώπινος νους έχει μια φυσική ανάγκη να κάνει ερωτήσεις που δεν μπορούν να απαντηθούν εμπειρικά. Δεν είναι πολυτέλεια, αλλά ευθύνη του ανθρώπου να το βρει. Υπήρχε κάποτε η πεποίθηση ότι η υπερβολική περιέργεια μάς αφήνει μακριά από τον Θεό. Εμείς οι ίδιοι δημιουργήσαμε ένα ταμπού - ο Θεός δεν μπορεί να γίνει γνωστός γιατί θα χάσουμε την πίστη μας. Οι αυθεντικοί άνθρωποι που τυγχάνουν σεβασμού είναι πρωτίστως έμπιστοι και η ταπεινοφροσύνη τους εξαρτάται από το πολιτισμικό πλαίσιο. Ο μορφωμένος άνδρας άρχισε να απομακρύνεται από τον Θεό, ισχυριζόμενος ότι δεν θα πίστευε σε αυτή τη «δεσιδαιμονία».

Υπήρχαν πολλές παρεξηγήσεις γιατί μερικές φορές δεν εκτιμούσαμε την αναζήτηση της αλήθειας. Ο Χριστιανισμός δεν έχει δηλώσει ποτέ επίσημα μια τέτοια φόρμουλα, γιατί η πίστη χρειάζεται τη βοήθεια της λογικής για να γνωρίσει την αλήθεια και ακόμη και να διαφωνήσει με τον Κύριο Θεό. Μπορούμε πραγματικά να τον γνωρίσουμε; Αυτό είναι άλλο πρόβλημα, αλλά δεν μας απαλλάσσει από την ευθύνη να ψάχνουμε συνέχεια, γιατί έχουμε λόγο. Η Εκκλησία σήμερα επαναλαμβάνει ότι δεν υπάρχει αντίφαση μεταξύ πίστης και λογικής. Κι ας νικήσει κάποια δόγματα;

Σ.: Δεν χρειάζεται να φοβόμαστε, ο λόγος δεν μπορεί να ακυρώσει κανένα δόγμα, και αν συμβεί αυτό σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να ασχοληθούμε με το δόγμα, αλλά με την ανθρώπινη φόρμουλα χωρίς κάλυψη. Ο λόγος είναι να καταστρέφεις τα ψέματα, αλλά η αλήθεια δεν αποτυγχάνει ποτέ. Αυτό το γνωρίζουμε από την ιστορία της Εκκλησίας, ακόμα κι αν ήταν πολύ δύσκολο, η Εκκλησία μπόρεσε να καθαρίσει τον εαυτό της από τα ψέματα, και είμαστε περήφανοι για αυτό.

Μια απεικόνιση μπορεί να είναι το παράδειγμα της σχέσης μεταξύ του πληρώματος δύο διαστημόπλοιων, μετά την επιστροφή του πληρώματος ενός από αυτά ειπώθηκε: δεν υπάρχει Θεός και το άλλο είναι τόσο όμορφο που μπορεί να δημιουργηθεί μόνο από τον Θεό. Έτσι, αν υπάρχει καθόλου ταμπού, είναι προσωρινό λόγω πολιτισμικών και κοινωνικών συνθηκών, που οφείλεται κυρίως στον φόβο να αντιμετωπίσουμε κάτι επικίνδυνο ως προς την απώλεια επιστημονικής θέσης. Αυτή η μαγική λέξη - οργάνωση - έχει την προέλευσή της, το ερώτημα παραμένει - τι;

Επομένως, ο Θεός γνωρίζει τα πράγματα όπως είναι, και εμείς είμαστε όπως είναι. Ε: Μπορεί να μην συμφωνείτε μαζί μου, αλλά κάτι που δεν μπορεί να επαληθευτεί πειραματικά θα είναι πάντα πιο δύσκολο να αποδεχτείτε. Ειδικά στον τομέα της φυσικής. Ν.: Ο ίδιος Καντ λέει: Έχω περιορισμένες γνώσεις για να κάνω χώρο στην πίστη. Όπου υπάρχουν όρια γνώσης αρχίζει η πίστη μου.

Ν: Οι λόγοι για αυτόν τον επιστήμονα είναι οι εξής: όλες οι αποδείξεις για την ύπαρξη του Θεού ήταν ψευδείς, άρα δεν υπάρχει Θεός. Εν τω μεταξύ, μόνο η μεθοδολογία ελέγχεται ως εξής: όλα τα στοιχεία για την ύπαρξη του Θεού ήταν ψευδή, αλλά δεν μπορούσαν να εξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με την ύπαρξή του ή την ύπαρξή του. Και αυτό είναι πραγματικά πέρα από το πεδίο εφαρμογής, αλλά υπάρχει επίσης ένα τεράστιο πρόβλημα εδώ - η σωστή μεθοδολογία έρευνας: σωστό ή λάθος, αυτό ισχύει για κάθε τομέα, είτε είναι φυσική, αστρονομία, φιλοσοφία ή θεολογία.

Γιατί χρησιμοποιείται για την ανακάλυψη μυστικών - μια φυσική ανάγκη για προώθηση της γνώσης, πρόοδο ή ικανοποίηση των υποκειμενικών αναγκών μεμονωμένων ερευνητών; Αυτό μπορεί να φανεί στο παράδειγμα των μη ανασταλτικών λεγόμενων. βασική έρευνα. Η φύση τους είναι να ανακαλύπτουν τα μυστικά της φύσης, ανεξάρτητα από το συχνό ερέθισμα για την άμεση χρήση τους. Όταν ο Faraday ανακάλυψε το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, ρωτήθηκε πώς θα ήταν να είχες ανθρωπότητα;

Είπε με υπεκφυγές ότι μάλλον θα πληρώσετε φόρους και δεν θα ασχοληθείτε με την επιστημονική πλευρά της ανακάλυψης. Η υποκειμενική του ανάγκη ήταν η επιθυμία να γνωρίζει και η ικανοποίηση που προερχόταν από αυτήν. Μου φαίνεται ότι η εκμετάλλευση της χρησιμότητας της μελέτης δεν δικαιολογείται.

Για κάθε άνοιγμα πρέπει να είστε καλά προετοιμασμένοι. Κάθε ανακάλυψη, ακόμα και η λεγόμενη καταστροφή των μέσων ενημέρωσης, καλύπτεται από την τεράστια γνώση και εμπειρία του ερευνητή. Μόνο η μεγάλη γνώση, η φαντασία και η υπέρβαση του παραδοσιακού πλαισίου της επιστημονικής έρευνας μας επιτρέπει να δούμε κάτι νέο, νέο, άγνωστο και στη συνέχεια αποκαλούμενο ανακάλυψη. Ο Κοπέρνικος καταδικάστηκε όχι επειδή δεν του άρεσε, για παράδειγμα, ήταν από το Τορούν, αλλά επειδή δεν μπορούσε να καταλάβει ότι η Βίβλος δεν μπορεί να διαβαστεί κατά γράμμα. Συχνά ο ερευνητής έρχεται αντιμέτωπος με μια χυδαία προσέγγιση της μάθησης, της γνώσης και της παρανόησης.

Μερικές φορές ο ανακαλύπτων είναι μπροστά από την εποχή του, μόνο μια νέα γενιά αποδέχεται την ανακάλυψή του. Έχουμε επίσης μια φυσική τάση σήμερα να στρώνουμε άνετα τον κόσμο σε διαφορετικές κατευθύνσεις, έτσι ώστε να μην χρειάζεται να σκεφτόμαστε απλώς για να καταναλώνουμε. Ένα παράδειγμα είναι ο James Clerk Maxwell, του οποίου η διάσημη εξίσωση είναι ο πολιτισμός μας. Χωρίς αυτούς, θα ήταν δύσκολο να φανταστεί κανείς τις σημερινές επιτυχίες και την εξέλιξη. Ωστόσο, η κατανόηση του Maxwell του μηχανισμού της ηλεκτρομαγνητικής διάδοσης δεν ταιριάζει στη σημερινή ερμηνεία αυτού του φαινομένου.

Επιπλέον, ο Olivier Heaviside, ένας άλλος επιστήμονας και μαθηματικός, έκανε τους μαθηματικούς και μαθηματικούς τύπους του πολύ χρήσιμους. Αυτό είναι ένα παράδειγμα της ουσίας και του τύπου της συνέχειας της επιστήμης: πολλοί επιστήμονες, ακόμη και οι «μικρότεροι», συμβάλλουν στην καθολική γνώση. Δεν είναι αυτό παρήγορο σε μια εποχή άλλης ταπείνωσης στον ακαδημαϊκό κόσμο; Ποια είναι τα μυστικά της σύγχρονης επιστήμης που αντιμετωπίζει τις μεγαλύτερες ερευνητικές ευκαιρίες;

Οι επιστήμονες εξακολουθούν να αναρωτιούνται γιατί το φορτίο ενός πρωτονίου είναι θετικό και το ηλεκτρόνιο αρνητικό; Τι ιδιότητες έχει η αντιύλη; Πώς συμπεριφέρεται ένα υλικό που είναι γνωστό ότι λειτουργεί σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες; Αυτές οι ερωτήσεις έχουν πραγματικά σημασία. Μιλάμε για θερμοκρασίες συγκρίσιμες με την εσωτερική θερμοκρασία του Ήλιου. Αυτό είναι ένα τεράστιο πρόβλημα για τους φυσικούς, πολύ σημαντικό στο πλαίσιο της αναζήτησης νέων πηγών ενέργειας.

Για να καταδείξουμε τη σημασία αυτού του προβλήματος για την ανθρωπότητα, αρκεί να δώσουμε μία από τις εκτιμήσεις. Σε μια κατάσταση τόσο μεγάλης προόδου στην επιστήμη, στη χρήση της φύσης στην υπηρεσία της ανθρωπότητας, το πρόβλημα παραμένει ο άνθρωπος, που μπερδεύεται όλο και περισσότερο. Οι αλλαγές αρχίζουν να θολώνουν. Η άγνωστη εξέλιξη της επιστήμης δεν έχει αρνητικό αντίκτυπο στην πνευματική ανάπτυξη των κοινωνιών, αλλά αντίθετα - πολλαπλασιάζονται αρνητικά φαινόμενα, όπως ο δευτερογενής αναλφαβητισμός.

* (M. Faraday, Experimental Research in Electricity, Τόμος Ι, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1947, σ. 335.)

* (M. Faraday, Experimental Research in Electricity, Τόμος Ι, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1947, σ. 445.)

** (M. Faraday, Experimental Research in Electricity, Τόμος Ι, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1947, σ. 478.)

*** (M. Faraday, Experimental Research in Electricity, Τόμος Ι, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1947, σ. 487.)

* (E. H. Lenz,Επιλεγμένα Έργα, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1950, σ. 148-149.)

Η θέρμανση του σύρματος με γαλβανικό ρεύμα είναι ανάλογη της αντίστασης του σύρματος.
Η θέρμανση ενός σύρματος με γαλβανικό ρεύμα είναι ανάλογη με το τετράγωνο του ρεύματος που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση"**.

* (E. H. Lenz,Επιλεγμένα Έργα, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1950, σ. 361.)

** (E. H. Lenz,Επιλεγμένα Έργα, Εκδ. Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ, 1950, σ. 441.)

Απάντηση:

Το επόμενο σημαντικό βήμα στην ανάπτυξη της ηλεκτροδυναμικής μετά τα πειράματα του Ampere ήταν η ανακάλυψη του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής ανακαλύφθηκε από τον Άγγλο φυσικό Michael Faraday (1791 - 1867).

Ο Faraday, ενώ ήταν ακόμη νέος επιστήμονας, όπως ο Oersted, πίστευε ότι όλες οι δυνάμεις της φύσης είναι αλληλένδετες και, επιπλέον, ότι είναι ικανές να μεταμορφωθούν η μία στην άλλη. Είναι ενδιαφέρον ότι ο Faraday εξέφρασε αυτή την ιδέα ακόμη και πριν από την καθιέρωση του νόμου της διατήρησης και του μετασχηματισμού της ενέργειας. Ο Faraday γνώριζε για την ανακάλυψη του Ampere, ότι αυτός, μεταφορικά μιλώντας, μετέτρεψε τον ηλεκτρισμό σε μαγνητισμό. Αναλογιζόμενος αυτή την ανακάλυψη, ο Faraday κατέληξε στην ιδέα ότι εάν «ο ηλεκτρισμός δημιουργεί μαγνητισμό», τότε το αντίστροφο, «ο μαγνητισμός πρέπει να δημιουργήσει ηλεκτρισμό». Και το 1823, έγραψε στο ημερολόγιό του: «Μετατρέψτε τον μαγνητισμό σε ηλεκτρισμό». Επί οκτώ χρόνια, ο Faraday εργάστηκε για να λύσει το πρόβλημα. Για πολύ καιρό τον κυνηγούσαν οι αποτυχίες και τελικά, το 1831, το έλυσε - ανακάλυψε το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.

Πρώτον, ο Faraday ανακάλυψε το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής για την περίπτωση που τα πηνία τυλίγονται στο ίδιο τύμπανο. Εάν ένα ηλεκτρικό ρεύμα εμφανιστεί ή εξαφανιστεί σε ένα πηνίο ως αποτέλεσμα της σύνδεσης ή της αποσύνδεσης μιας γαλβανικής μπαταρίας από αυτό, τότε δημιουργείται ένα βραχυπρόθεσμο ρεύμα στο άλλο πηνίο εκείνη τη στιγμή. Αυτό το ρεύμα ανιχνεύεται από ένα γαλβανόμετρο που συνδέεται με το δεύτερο πηνίο.

Στη συνέχεια, ο Faraday διαπίστωσε επίσης την παρουσία ενός επαγόμενου ρεύματος στο πηνίο όταν ένα πηνίο στο οποίο έρεε ηλεκτρικό ρεύμα φέρθηκε πιο κοντά σε αυτό ή αφαιρέθηκε από αυτό.

Τέλος, η τρίτη περίπτωση ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, την οποία ανακάλυψε ο Faraday, ήταν ότι ένα ρεύμα εμφανίστηκε στο πηνίο όταν ένας μαγνήτης εισήχθη ή αφαιρέθηκε από αυτό.

Η ανακάλυψη του Faraday τράβηξε την προσοχή πολλών φυσικών, οι οποίοι άρχισαν επίσης να μελετούν τα χαρακτηριστικά του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Το επόμενο καθήκον ήταν να καθιερωθεί ο γενικός νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Ήταν απαραίτητο να μάθουμε πώς και από ποια εξαρτάται η ισχύς του ρεύματος επαγωγής σε έναν αγωγό ή από ποια εξαρτάται η τιμή της ηλεκτροκινητικής δύναμης επαγωγής σε έναν αγωγό στον οποίο προκαλείται ηλεκτρικό ρεύμα.

Αυτό το έργο αποδείχθηκε δύσκολο. Επιλύθηκε πλήρως από τους Faraday και Maxwell αργότερα στο πλαίσιο του δόγματος του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου που ανέπτυξαν. Αλλά και οι φυσικοί προσπάθησαν να το λύσουν, ακολουθώντας τη θεωρία της δράσης μεγάλης εμβέλειας στη μελέτη ηλεκτρικών και μαγνητικών φαινομένων, που ήταν συνηθισμένη εκείνη την εποχή.

Αυτοί οι επιστήμονες κατάφεραν να κάνουν κάτι. Ταυτόχρονα, τους βοήθησε ο κανόνας που ανακάλυψε ο ακαδημαϊκός της Αγίας Πετρούπολης Emilius Christianovich Lenz (1804 - 1865) για την εύρεση της κατεύθυνσης του ρεύματος επαγωγής σε διαφορετικές περιπτώσεις ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Ο Lenz το διατύπωσε ως εξής: «Εάν ένας μεταλλικός αγωγός κινείται κοντά σε ένα γαλβανικό ρεύμα ή μαγνήτη, τότε διεγείρεται ένα γαλβανικό ρεύμα σε αυτόν σε τέτοια κατεύθυνση που εάν ο αγωγός ήταν ακίνητος, το ρεύμα θα μπορούσε να τον αναγκάσει να κινηθεί στο αντίθετη κατεύθυνση; Υποτίθεται ότι ένας αγωγός σε ηρεμία μπορεί να κινηθεί μόνο προς την κατεύθυνση κίνησης ή προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Αυτός ο κανόνας είναι πολύ βολικός για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης του επαγόμενου ρεύματος. Το χρησιμοποιούμε ακόμα τώρα, μόνο που τώρα διατυπώνεται κάπως διαφορετικά, με την ταφή της έννοιας της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, την οποία ο Lenz δεν χρησιμοποίησε.

Αλλά ιστορικά, η κύρια σημασία του κανόνα του Lenz ήταν ότι δημιούργησε την ιδέα πώς να προσεγγίσουμε την εύρεση του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Το γεγονός είναι ότι ο κανόνας του ατόμου δημιουργεί μια σύνδεση μεταξύ της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής και του φαινομένου της αλληλεπίδρασης των ρευμάτων. Το ζήτημα της αλληλεπίδρασης των ρευμάτων είχε ήδη λυθεί από το Ampere. Επομένως, η δημιουργία αυτής της σύνδεσης κατέστησε αρχικά δυνατό τον προσδιορισμό της έκφρασης της ηλεκτροκινητικής δύναμης επαγωγής σε έναν αγωγό για ορισμένες ειδικές περιπτώσεις.

Σε γενικές γραμμές, ο νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, όπως είπαμε, θεσπίστηκε από τους Faraday και Maxwell.

Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή είναι το φαινόμενο της εμφάνισης ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα κλειστό κύκλωμα όταν αλλάζει η μαγνητική ροή που διέρχεται από αυτό.

Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή ανακαλύφθηκε από τον Michael Faraday στις 29 Αυγούστου 1831. Ανακάλυψε ότι η ηλεκτροκινητική δύναμη που προκύπτει σε ένα κλειστό αγώγιμο κύκλωμα είναι ανάλογη με τον ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής ροής μέσω της επιφάνειας που οριοθετείται από αυτό το κύκλωμα. Το μέγεθος της ηλεκτροκινητικής δύναμης (EMF) δεν εξαρτάται από το τι προκαλεί την αλλαγή ροής - μια αλλαγή στο ίδιο το μαγνητικό πεδίο ή την κίνηση του κυκλώματος (ή μέρους του) στο μαγνητικό πεδίο. Το ηλεκτρικό ρεύμα που προκαλείται από αυτό το emf ονομάζεται επαγόμενο ρεύμα.

Η αυτοεπαγωγή είναι η εμφάνιση επαγόμενου ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα κλειστό αγώγιμο κύκλωμα όταν αλλάζει το ρεύμα που διαρρέει το κύκλωμα.

Όταν το ρεύμα σε ένα κύκλωμα αλλάζει, η μαγνητική ροή μέσω της επιφάνειας που οριοθετείται από αυτό το κύκλωμα αλλάζει επίσης αναλογικά. Μια αλλαγή σε αυτή τη μαγνητική ροή, λόγω του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, οδηγεί στη διέγερση ενός επαγωγικού emf σε αυτό το κύκλωμα.

Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αυτοεπαγωγή. (Η έννοια σχετίζεται με την έννοια της αμοιβαίας επαγωγής, αποτελώντας, σαν να λέγαμε, ειδική περίπτωση της).

Η κατεύθυνση του EMF αυτοεπαγωγής αποδεικνύεται πάντα τέτοια ώστε όταν το ρεύμα στο κύκλωμα αυξάνεται, το EMF αυτοεπαγωγής αποτρέπει αυτήν την αύξηση (κατευθυνόμενη ενάντια στο ρεύμα) και όταν το ρεύμα μειώνεται, μειώνεται (συνκατευθυνόμενη με το ρεύμα). Αυτή η ιδιότητα του emf αυτοεπαγωγής είναι παρόμοια με τη δύναμη της αδράνειας.

Της δημιουργίας του πρώτου ρελέ είχε προηγηθεί η εφεύρεση το 1824 από τον Άγγλο Sturgeon ενός ηλεκτρομαγνήτη - μια συσκευή που μετατρέπει το ηλεκτρικό ρεύμα εισόδου ενός πηνίου σύρματος που τυλίγεται σε έναν πυρήνα σιδήρου σε ένα μαγνητικό πεδίο που σχηματίζεται μέσα και έξω από αυτόν τον πυρήνα. Το μαγνητικό πεδίο καταγράφηκε (ανιχνεύθηκε) από την επίδρασή του στο σιδηρομαγνητικό υλικό που βρίσκεται κοντά στον πυρήνα. Αυτό το υλικό έλκονταν στον πυρήνα του ηλεκτρομαγνήτη.

Στη συνέχεια, το αποτέλεσμα της μετατροπής της ενέργειας του ηλεκτρικού ρεύματος σε μηχανική ενέργεια της ουσιαστικής κίνησης εξωτερικού σιδηρομαγνητικού υλικού (άγκυρα) αποτέλεσε τη βάση διαφόρων ηλεκτρομηχανολογικών συσκευών για τηλεπικοινωνίες (τηλεγραφία και τηλεφωνία), ηλεκτρολογία και ηλεκτρομηχανική. Μία από τις πρώτες τέτοιες συσκευές ήταν ένας ηλεκτρομαγνητικός ηλεκτρονόμος, που εφευρέθηκε από τον Αμερικανό J. Henry το 1831.

Ο νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής είναι ένας τύπος που εξηγεί το σχηματισμό EMF σε έναν κλειστό βρόχο ενός αγωγού όταν αλλάζει η ένταση του μαγνητικού πεδίου. Το αξίωμα εξηγεί τη λειτουργία μετασχηματιστών, τσοκ και άλλων προϊόντων που υποστηρίζουν την ανάπτυξη της τεχνολογίας σήμερα.

Η ιστορία του Michael Faraday

Ο Μάικλ Φάραντεϊ απομακρύνθηκε από το σχολείο μαζί με τον μεγαλύτερο αδερφό του λόγω δυσκολίας στην ομιλία. Ο ανακάλυψε την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή λυπήθηκε, εκνευρίζοντας τον δάσκαλο. Έδωσε χρήματα για να αγοράσει ένα ραβδί και να μαστιγώσει έναν πιθανό πελάτη λογοθεραπευτή. Και ο μεγαλύτερος αδερφός του Μάικλ.

Ο μελλοντικός φωτιστής της επιστήμης ήταν πραγματικά ο αγαπημένος της μοίρας. Σε όλη του τη ζωή, με τη δέουσα επιμονή, βρήκε βοήθεια. Ο αδελφός επέστρεψε το νόμισμα με περιφρόνηση, αναφέροντας το περιστατικό στη μητέρα του. Η οικογένεια δεν θεωρούνταν πλούσια και ο πατέρας, ταλαντούχος τεχνίτης, δυσκολευόταν να τα βγάλει πέρα. Τα αδέρφια άρχισαν να ψάχνουν για δουλειά από νωρίς: η οικογένεια ζούσε με ελεημοσύνη από το 1801, ο Μιχαήλ ήταν στο δέκατο έτος εκείνη την εποχή.

Σε ηλικία δεκατριών ετών, ο Faraday μπήκε σε ένα βιβλιοπωλείο ως ντελίβερι εφημερίδων. Σε ολόκληρη την πόλη μόλις και μετά βίας φτάνει σε διευθύνσεις στα απέναντι άκρα του Λονδίνου. Λόγω της επιμέλειάς του, ο ιδιοκτήτης του Ribot δίνει στον Faraday δουλειά ως μαθητευόμενος βιβλιοδεσίτης για επτά χρόνια δωρεάν. Στην αρχαιότητα, ένας άνδρας στο δρόμο πλήρωνε έναν πλοίαρχο για τη διαδικασία απόκτησης μιας χειροτεχνίας. Όπως η ικανότητα του George Ohm ως μηχανικού, η διαδικασία βιβλιοδεσίας του Faraday ήταν πλήρως χρήσιμη στο μέλλον. Μεγάλο ρόλο έπαιξε το γεγονός ότι ο Μάικλ διάβασε σχολαστικά τα βιβλία που έπεφταν στο έργο του.

Ο Faraday γράφει ότι πίστευε εξίσου πρόθυμα την πραγματεία της κυρίας Marcet (Συνομιλίες για τη Χημεία) και τις ιστορίες των Χίλιων και Μία Νύχτες. Η επιθυμία να γίνει επιστήμονας έπαιξε σημαντικό ρόλο σε αυτό το θέμα. Ο Faraday επιλέγει δύο κατευθύνσεις: τον ηλεκτρισμό και τη χημεία. Στην πρώτη περίπτωση, η κύρια πηγή γνώσης είναι η Εγκυκλοπαίδεια Britannica. Ένα διερευνητικό μυαλό απαιτεί επιβεβαίωση των γραμμένων, ο νεαρός βιβλιοδέτης δοκιμάζει συνεχώς τις γνώσεις του στην πράξη. Ο Faraday γίνεται ένας έμπειρος πειραματιστής, ο οποίος θα παίξει πρωταγωνιστικό ρόλο στη μελέτη της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.

Να θυμίσουμε ότι μιλάμε για φοιτητή χωρίς δικό του εισόδημα. Ο μεγαλύτερος αδελφός και ο πατέρας παρείχαν βοήθεια όσο καλύτερα μπορούσαν. Από τα χημικά αντιδραστήρια μέχρι τη συναρμολόγηση μιας ηλεκτροστατικής γεννήτριας, τα πειράματα απαιτούν μια πηγή ενέργειας. Παράλληλα, ο Faraday καταφέρνει να παρακολουθεί επί πληρωμή διαλέξεις για τις φυσικές επιστήμες και σημειώνει σχολαστικά τις γνώσεις του σε ένα τετράδιο. Στη συνέχεια δένει τις νότες, χρησιμοποιώντας τις δεξιότητες που έχει αποκτήσει. Η μαθητεία τελειώνει το 1812, ο Faraday αρχίζει να ψάχνει για δουλειά. Ο νέος ιδιοκτήτης δεν είναι τόσο φιλόξενος και, παρά την προοπτική να γίνει ο κληρονόμος της επιχείρησης, ο Michael βρίσκεται στο δρόμο για την ανακάλυψη της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.

Η επιστημονική διαδρομή του Faraday

Το 1813, η μοίρα χαμογέλασε στον επιστήμονα που έδωσε στον κόσμο μια ιδέα για την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή: κατάφερε να πάρει τη θέση του γραμματέα του Sir Humphrey Davy, μια σύντομη περίοδος γνωριμίας θα έπαιζε ρόλο στο μέλλον. Ο Faraday δεν αντέχει άλλο να εκτελεί τα καθήκοντα του βιβλιοδέτη, γι' αυτό γράφει μια επιστολή στον Joseph Banks, τότε Πρόεδρο της Βασιλικής Επιστημονικής Εταιρείας. Ένα γεγονός θα σας πει για τη φύση των δραστηριοτήτων του οργανισμού: Ο Faraday έλαβε μια θέση που ονομάζεται ανώτερος υπάλληλος: βοηθά τους καθηγητές, σκουπίζει τη σκόνη από τον εξοπλισμό και παρακολουθεί τη μεταφορά. Ο Τζόζεφ Μπανκς αγνοεί το μήνυμα, ο Μάικλ δεν χάνει την καρδιά του και γράφει στον Ντέιβι. Άλλωστε δεν υπάρχουν άλλοι επιστημονικοί οργανισμοί στην Αγγλία!

Ο Ντέιβι είναι πολύ προσεκτικός γιατί γνωρίζει τον Μάικλ προσωπικά. Χωρίς να είναι φυσικά προικισμένος με την ικανότητα να μιλά - θυμηθείτε τη σχολική του εμπειρία - και να εκφράζει τις σκέψεις του γραπτώς, ο Faraday παίρνει ειδικά μαθήματα για να αναπτύξει τις απαραίτητες δεξιότητες. Συστηματοποιεί προσεκτικά τις εμπειρίες του σε ένα τετράδιο και εκφράζει τις σκέψεις του σε έναν κύκλο φίλων και ομοϊδεατών του. Μέχρι να γνωρίσει τον Sir Humphrey, ο Davy έχει επιτύχει αξιοσημείωτη δεξιότητα και ζητά να γίνει δεκτός ο νεοσύστατος επιστήμονας στην προαναφερθείσα θέση. Ο Faraday είναι χαρούμενος, αλλά αρχικά υπήρχε μια ιδέα να διοριστεί η μελλοντική ιδιοφυΐα να πλένει πιάτα...

Με τη θέληση της μοίρας, ο Michael αναγκάζεται να ακούσει διαλέξεις για διάφορα θέματα. Οι καθηγητές χρειάζονταν βοήθεια μόνο περιοδικά· διαφορετικά, τους επιτρεπόταν να βρίσκονται στην τάξη και να ακούν. Λαμβάνοντας υπόψη πόσο κοστίζει μια εκπαίδευση στο Χάρβαρντ, αυτό έγινε μια καλή δραστηριότητα αναψυχής. Μετά από έξι μήνες λαμπρής δουλειάς (Οκτώβριος 1813), ο Ντέιβι προσκαλεί τον Φάραντεϊ σε ένα ταξίδι στην Ευρώπη, ο πόλεμος τελείωσε, πρέπει να κοιτάξετε γύρω σας. Αυτό έγινε ένα καλό σχολείο για τον ανακάλυψε την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.

Επιστρέφοντας στην Αγγλία (1816), ο Faraday έλαβε τον τίτλο του εργαστηριακού βοηθού και δημοσίευσε την πρώτη του εργασία για τη μελέτη του ασβεστόλιθου.

Έρευνα Ηλεκτρομαγνητισμού

Το φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής είναι η επαγωγή ενός emf σε έναν αγωγό υπό την επίδραση ενός μεταβαλλόμενου μαγνητικού πεδίου. Σήμερα, οι συσκευές λειτουργούν με αυτήν την αρχή, από μετασχηματιστές έως εστίες. Το πρωτάθλημα στο γήπεδο δόθηκε στον Hans Oersted, ο οποίος στις 21 Απριλίου 1820 παρατήρησε την επίδραση ενός κλειστού κυκλώματος σε μια βελόνα πυξίδας. Παρόμοιες παρατηρήσεις δημοσιεύτηκαν με τη μορφή σημειώσεων από τον Giovanni Domenico Romagnosi το 1802.

Η αξία του Δανού επιστήμονα είναι ότι προσέλκυσε πολλούς εξέχοντες επιστήμονες στην υπόθεση. Έτσι, παρατηρήθηκε ότι η βελόνα εκτρέπεται από έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα και το φθινόπωρο του ίδιου έτους γεννήθηκε το πρώτο γαλβανόμετρο. Η συσκευή μέτρησης στον τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας έχει γίνει μεγάλη βοήθεια σε πολλούς. Στην πορεία, εκφράστηκαν διάφορες απόψεις, συγκεκριμένα, ο Wollaston ανακοίνωσε ότι θα ήταν καλή ιδέα να περιστρέφεται συνεχώς ένας αγωγός που μεταφέρει ρεύμα υπό την επίδραση ενός μαγνήτη. Στη δεκαετία του 20 του 19ου αιώνα, η ευφορία επικρατούσε γύρω από αυτό το ζήτημα· πριν από αυτό, ο μαγνητισμός και ο ηλεκτρισμός θεωρούνταν ανεξάρτητα φαινόμενα.

Το φθινόπωρο του 1821, η ιδέα υλοποιήθηκε από τον Michael Faraday. Λέγεται ότι τότε γεννήθηκε ο πρώτος ηλεκτροκινητήρας. Στις 12 Σεπτεμβρίου 1821, σε μια επιστολή προς τον Gaspard de la Rive, ο Faraday γράφει:

«Ανακάλυψα ότι η έλξη και η απώθηση μιας μαγνητικής βελόνας από ένα σύρμα που μεταφέρει ρεύμα είναι παιδικό παιχνίδι. Μια ορισμένη δύναμη θα περιστρέφει συνεχώς τον μαγνήτη υπό την επίδραση ηλεκτρικού ρεύματος. Έφτιαξα θεωρητικούς υπολογισμούς και κατάφερα να τους εφαρμόσω στην πράξη».

Η επιστολή προς τον ντε λα Ριβ δεν ήταν τυχαίο. Καθώς αναπτύχθηκε στον επιστημονικό τομέα, ο Faraday απέκτησε πολλούς υποστηρικτές και τον μοναδικό του ασυμβίβαστο εχθρό... τον Sir Humphrey Davy. Το πειραματικό στήσιμο έχει χαρακτηριστεί λογοκλοπή της ιδέας του Wollaston. Σχεδιασμός κατά προσέγγιση:

Το ασημένιο μπολ είναι γεμάτο με υδράργυρο. Το υγρό μέταλλο έχει καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και χρησιμεύει ως κινούμενη επαφή.
Στο κάτω μέρος του μπολ υπάρχει ένα κέικ από κερί, στο οποίο εισάγεται ένας μαγνήτης ράβδου με έναν πόλο. Το δεύτερο ανεβαίνει πάνω από την επιφάνεια του υδραργύρου.
Ένα καλώδιο που συνδέεται με μια πηγή κρέμεται από ύψος. Το άκρο του είναι βυθισμένο στον υδράργυρο. Το δεύτερο σύρμα βρίσκεται κοντά στην άκρη του μπολ.
Εάν περάσετε ένα άμεσο ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από ένα κλειστό κύκλωμα, το καλώδιο αρχίζει να περιγράφει κύκλους γύρω από τον υδράργυρο. Το κέντρο περιστροφής γίνεται μόνιμος μαγνήτης.

Ο σχεδιασμός ονομάζεται ο πρώτος ηλεκτροκινητήρας στον κόσμο. Αλλά η επίδραση της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής δεν έχει ακόμη εκδηλωθεί. Υπάρχει μια αλληλεπίδραση μεταξύ δύο πεδίων, τίποτα περισσότερο. Ο Faraday, παρεμπιπτόντως, δεν σταμάτησε και έφτιαξε ένα μπολ όπου το σύρμα είναι ακίνητο και ο μαγνήτης κινείται (σχηματίζοντας μια επιφάνεια περιστροφής - έναν κώνο). Απέδειξε ότι δεν υπάρχει θεμελιώδης διαφορά μεταξύ των πηγών πεδίου. Γι' αυτό η επαγωγή ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική.

Ο Faraday κατηγορήθηκε αμέσως για λογοκλοπή και κυνηγήθηκε για αρκετούς μήνες, για το οποίο έγραψε πικρά σε έμπιστους φίλους. Τον Δεκέμβριο του 1821 έγινε μια συνομιλία με τον Wollaston· φαινόταν ότι το περιστατικό είχε διευθετηθεί, αλλά... λίγο αργότερα, μια ομάδα επιστημόνων ξανάρχισε τις επιθέσεις της και ο Sir Humphrey Davy έγινε επικεφαλής της αντιπολίτευσης. Η ουσία των κύριων καταγγελιών ήταν η αντίθεση στην ιδέα της αποδοχής του Faraday ως μέλους της Βασιλικής Εταιρείας. Αυτό βάραινε πολύ τον μελλοντικό ανακάλυψε τον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.

Ανακάλυψη του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής

Για ένα διάστημα, ο Faraday φαινόταν να εγκαταλείπει την ιδέα της έρευνας στον τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας. Ο Sir Humphrey Davy ήταν ο μόνος που έριξε την μπάλα ενάντια στην υποψηφιότητα του Michael. Ίσως ο πρώην φοιτητής να μην ήθελε να στενοχωρήσει τον θαμώνα που ήταν τότε πρόεδρος της κοινωνίας. Αλλά η σκέψη της ενότητας των φυσικών διεργασιών με βασάνιζε συνεχώς: αν ο ηλεκτρισμός μπορούσε να μετατραπεί σε μαγνητισμό, θα πρέπει να προσπαθήσουμε να κάνουμε το αντίθετο.

Αυτή η ιδέα ξεκίνησε - σύμφωνα με ορισμένες πηγές - το 1822 και ο Faraday κουβαλούσε συνεχώς μαζί του ένα κομμάτι σιδηρομεταλλεύματος που έμοιαζε, χρησίμευε ως «κόμπος για τη μνήμη». Από το 1825, ως πλήρες μέλος της Βασιλικής Εταιρείας, ο Μιχαήλ έλαβε τη θέση του επικεφαλής του εργαστηρίου και έκανε αμέσως καινοτομίες. Το προσωπικό συγκεντρώνεται τώρα μια φορά την εβδομάδα για διαλέξεις με οπτικές επιδείξεις των συσκευών. Σταδιακά, η είσοδος ανοίγει, ακόμη και τα παιδιά έχουν την ευκαιρία να δοκιμάσουν νέα πράγματα. Αυτή η παράδοση σηματοδότησε την έναρξη των περίφημων βραδιών της Παρασκευής.

Για πέντε ολόκληρα χρόνια ο Faraday σπούδασε οπτικό γυαλί, η ομάδα δεν πέτυχε μεγάλη επιτυχία, αλλά υπήρξαν πρακτικά αποτελέσματα. Συνέβη ένα σημαντικό γεγονός - η ζωή του Humphrey Davy, ο οποίος συνεχώς αντιτάχθηκε στα πειράματα με τον ηλεκτρισμό, κόπηκε απότομα. Ο Faraday απέρριψε την προσφορά ενός νέου πενταετούς συμβολαίου και τώρα ξεκίνησε ανοιχτή έρευνα που οδήγησε απευθείας στη μαγνητική επαγωγή. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, η σειρά διήρκεσε 10 ημέρες, άνισα κατανεμημένη μεταξύ 29 Αυγούστου και 4 Νοεμβρίου 1831. Ο Faraday περιγράφει το δικό του εργαστήριο:

Χρησιμοποιώντας μαλακό (πολύ μαγνητικό) στρογγυλό σίδερο 7/8" έφτιαξα ένα δαχτυλίδι με εξωτερική ακτίνα 3". Στην πραγματικότητα, αποδείχθηκε ότι ήταν ένας πυρήνας. Οι τρεις κύριες περιελίξεις χωρίστηκαν μεταξύ τους με βαμβακερό ύφασμα και ένα κορδόνι ραφτή, ώστε να μπορούν να συνδυαστούν σε ένα ή να χρησιμοποιηθούν χωριστά. Το χάλκινο σύρμα σε καθένα έχει μήκος 24 πόδια. Η ποιότητα της μόνωσης ελέγχεται με μπαταρίες. Η δευτερεύουσα περιέλιξη αποτελούνταν από δύο τμήματα, το καθένα μήκους 60 ποδιών, που χωρίζονταν από το πρωτεύον κατά μια απόσταση.

Από μια πηγή (προφανώς ένα στοιχείο Wollaston), που αποτελούνταν από 10 πλάκες, έκαστη 4 τετραγωνικών ιντσών σε εμβαδόν, τροφοδοτήθηκε με ρεύμα το πρωτεύον τύλιγμα. Τα άκρα του δευτερεύοντος βραχυκυκλώθηκαν με ένα κομμάτι σύρμα· μια βελόνα πυξίδας τοποθετήθηκε κατά μήκος του κυκλώματος τρία πόδια από τον δακτύλιο. Όταν έκλεισε η πηγή ρεύματος, η μαγνητισμένη βελόνα άρχισε αμέσως να κινείται και μετά από ένα διάστημα επέστρεψε στην αρχική της θέση. Είναι προφανές ότι το πρωτεύον τύλιγμα προκαλεί απόκριση στο δευτερεύον. Τώρα θα λέγαμε ότι το μαγνητικό πεδίο διαδίδεται μέσω του πυρήνα και προκαλεί ένα EMF στην έξοδο του μετασχηματιστή.