Аснова сучаснай электратэхнікі - з'ява электрамагнітнай індукцыі

З'ява электрамагнітнай індукцыі ў электратэхніцы з'яўляецца адным з базавых. Яно было дасведчаным шляхам адкрыта ў далёкім 1831 годзе ангельскай фізікам Майклам Фарадеем. У той час было вядома, што паміж правадыром з токам і змешчаным побач магнітам адбываецца ўзаемадзеянне. Лічылася, што нерухомыя зарады ўзаемадзейнiчаюць пры дапамозе электрычнага поля, а іх рух (ток) праяўляецца праз магнітнае поле. Аднак перспектыва практычнага выкарыстання гэтых ведаў да вынікаў эксперыменту Фарадея была вельмі туманнай. Фактычна, навуковец, адкрыўшы з'ява электрамагнітнай індукцыі, паклаў пачатак асновам сучаснай электратэхнікі.

Сам вопыт быў даволі просты: брусок пастаяннага магніта заварушыўся і вылучаўся ў цэнтральнае прастору паміж віткамі шпулькі. Высновы шпулькі былі падлучаныя да чуйнага прыбора для вымярэння малых значэнняў току і напружання.

Было заўважана, што пры руху магніта стрэлка гальванометра асобай нулявой кропкі. Прычым адхіленне было тым больш, чым больш інтэнсіўна рухаўся магніт. Калі ўзгадаць, што ён мае два полюса і лініі напружанасці поля, то становіцца відавочная залежнасць паміж магнітным патокам і ствараюцца індукцыйным токам.

Бо самаадвольна ток у ланцугу паўстаць не можа, быў зроблены лагічны выснову аб з'яўленні электрарухаючая сілы (ЭРС), якая, у сваю чаргу, дазваляе з'явіцца току. Закон электрамагнітнай індукцыі Фарадея дазваляе сцвярджаць, што ўздзеянне на правадыр зменлівага ў часе магнітнага поля служыць прычынай з'яўлення зменлівага электрычнага поля і, пры наяўнасці замкнёным ланцугу, току.

З'ява электрамагнітнай індукцыі дазволіла навукоўцу зрабіць рэвалюцыйны выснову: прычынай электрычнага поля могуць быць не толькі зарады, але і зменлівае магнітнае поле. У далейшым ім было сфармулявана абагульненне. Такім чынам, закон Фарадея для электрамагнітнай індукцыі абвяшчае: якая ствараецца магнітным полем ЭРС знаходзіцца ў прамой залежнасці ад хуткасці змены магнітнага патоку. Сіла генераванага току для замкнёнага контуру вылічаецца па законе Ома.

З'ява электрамагнітнай індукцыі характэрна не толькі для правадыроў, але і для масіўных токаправодных тэл. Так, зменлівае магнітнае поле стварае ў тоўшчы правадыра (сталёвая пласціна і інш.) Віхравыя токі. Яны выклікаюць непажаданы нагрэў, таму ўжываюць розныя метады для іх ліквідацыі (у трансфарматарах шихтованные пласціны электратэхнічнай сталі). Адзначым, што ў некаторых прыборах віхравыя токі выкарыстоўваюцца (дыскавыя лічыльнікі ўліку).

Неўзабаве, у 1833 годзе, фізік Э. Ленц вывеў правіла, зыходзячы з якога, ЭРС індукцыі стварае ток такога напрамку, каб нейтралізаваць прычыну яго з'яўлення. Напрыклад: зменлівае магнітнае поле стварае ў правадыру ток. Ён накіраваны такім чынам, каб яго ўласнае магнітнае поле (яно прысутнічае вакол правадыроў з токам) супрацьдзейнічалі першапрычыне.

З'ява электрамагнітнай індукцыі дазволіла развіцца электратэхніцы да свайго цяперашняга стану. Складана прадставіць поўны спіс абсталявання, яго выкарыстоўвае. Да прыкладу, праца генератараў на электрастанцыях заснавана на дадзеным з'яве. Праўда, канструкцыя генерыруючых магутнасцяў зведала значныя змены з часоў Фарадея, аднак, агульны прынцып застаўся ранейшым: лініі напружанасці магнітнага поля з высокай частатой перасякаюць токаправодныя абмоткі, у выніку чаго ўзнікае ЭРС і, пры наяўнасці замкнёнага контуру, электрычны ток. Акрамя генератараў і рухавікоў, з'ява індукцыі выкарыстоўваецца, напрыклад, у трансфарматарах.