Походження явища електромагнітної індукції
Ще близько двохсот років тому Ганс Християн Ерстед зауважив, що протікає в ланцюзі струм викликає відхилення магнітної стрілки, що лежить неподалік. Звідси і пішло розвиток ідеї про те, що електрику і магнетизм взаємопов`язані. Особливо сильно ця думка зайняла М. Фарадея, який і поклав початок дослідів, який привів до відкриття закону електромагнітної індукції. В одному зі своїх дослідів він виявив, що при висуванні смугового магніту з котушки, підключеної до гальванометра, в котушці наводиться деяка електрорушійна сила. У чому ж тут секрет?
Власне явище електромагнітної індукції
Почнемо з того, що будь-який магніт породжує навколо себе магнітне поле. Якщо це смуговий магніт, як в досвіді Фарадея, то важливо помітити, що поле поблизу магніту відрізняється від того, що далеко від нього. Якщо ви підносите магніт до котушки, то магнітне поле пронизує її. Причому в залежності від того, як глибоко ви засунули магніт в котушку, котушку пронизуватиме різний магнітне поле.
Але яким же чином виникає е.р.с.? Виникнення напруги в котушці обумовлено переміщенням зарядів (електронів) в будь-яку одну сторону, тобто виникають полярно протилежні кінці з надлишком зарядів одного знака. Значить, змінне магнітне поле фактично переміщує заряди.
Суворе пояснення явища електромагнітної індукції
Спочатку передбачалося, що магнітне і електричне поле взаємопов`язані таким чином, що змінне магнітне поле виявляється здатним переміщати електричні заряди, а змінне електричне - так звані магнітні. Однак насправді це виявилося не зовсім так.
Справа в тому, що змінне магнітне поле породжує навколо себе змінне електричне поле і навпаки. І саме це електричне поле і переміщує заряди в котушці Фарадея. Цей факт про такого взаємозв`язку полів відображений в рівняннях Джеймса Клерка Максвелла. А саме явище електромагнітної індукції, що виявляється в появі Е.Д.С. в замкнутому контурі при зміні магнітного потоку, що проходить через нього - це окремий випадок, що випливає з цих рівнянь.
Не варто також забувати про те, що електромагнітна індукція передбачає зміну магнітного потоку не тільки за допомогою зміни магнітного поля. Інший спосіб змінити потік - це міняти площа контуру. У цьому випадку напруга також з`являється, тобто заряди також переміщаються з тієї причини, що саме зміна площі означає переміщення контура, що фактично має на увазі собою макроскопическое переміщення зарядів всередині нього. Рухомі таким чином електричні заряди стають магнітними, що й обумовлює їх взаємодія з зовнішнім магнітним полем.
