Неизвестное проявление закона электромагнитной индукции Фарадея

Как-то на днях, ко мне подошёл младший сын (Максим) и попросил меня объяснить и показать ему, в чём заключается закон электромагнитной индукции Фарадея. Как известно, закон электромагнитной индукции Фарадея требует для своей демонстрации минимальное количество физических приборов (магнит, катушка, гальванометр, соединительные провода), поэтому всё необходимое для его демонстрации не сложно найти каждому человеку. Однако у меня для демонстрации опытов Фарадея не оказалось ни магнита в виде бруска, ни магнита в виде стержня. Всё, что я нашёл это два одинаковых подковообразных магнита и катушку с проводом от старого электромагнитного реле. Каким же образом, имея только два этих магнита и катушку от старого электромагнитного реле продемонстрировать сыну закон электромагнитной индукции Фарадея?

 Известно, что 1831г. М. Фарадей обнаружил, что в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля возникает так называемый индукционный ток. Если мы возьмём постоянный магнит и будем двигать его внутри катушки к которой присоединен гальванометр, то в цепи возникнет электрический ток направление которого будет меняться в зависимости от изменения направления движения магнита, аналогично можно на неподвижный магнит одевать и снимать катушку и в этом случае во время движения катушки относительно магнита в цепи снова появляется ток. Когда замкнутый проводящий контур приближается к магниту, то он на своём пути пересекает линии магнитной индукции, причём вектор магнитной индукции для каждой части замкнутого контура имеет одно и тоже направление (рис. 1), таким образом, если мы расположим замкнутый проводящий контур между полюсами подковообразных магнитов так, что хотя бы диаметрально противоположные части этого контура будут при своём прямолинейном движении находиться под воздействием одного и того же направления вектора магнитной индукции, то в контуре возникнет — индукционный ток.

 

Рис. 1

 

 Выполнить данные условия достаточно просто, для этого надо расположить подковообразные магниты одноимёнными полюсами навстречу друг другу и на некотором расстоянии друг от друга, а проводящий контур расположить между этими полюсами (рис. 2). Если теперь, мы начнём перемещать прямолинейно проводящий контур относительно полюсов магнитов, то в контуре возникнет — индукционный ток.

 

Рис. 2

 

Итак, я взял те подковообразные магниты которые были у меня, поставил их на стол одноимёнными полюсами навстречу друг друга, взял катушку с проводом от старого электромагнитного реле и поместил её между одноимёнными полюсами магнитов и конечно подключил катушку к гальванометру. При перемещении катушки (проводящего контура) относительно полюсов магнита гальванометр фиксировал наличие индукционного тока в цепи, таким образом мне удалось продемонстрировать сыну закон электромагнитной индукции Фарадея с помощью двух подковообразных магнитов и катушки от старого электромагнитного реле. Однако, магнитный поток этих магнитов был незначительный, поэтому для усиления индукционного тока я ввёл в катушку металлический стержень (фото 1) и начал одновременно перемещать катушку и металлический стержень относительно полюсов магнитов, конечно в этом случае гальванометр показывал гораздо больший индукционный ток.

 

Фото_1

Фото 1

 

Опытная демонстрация закона электромагнитной индукции Фарадея для моего сына завершилась и надо было всё убирать со стола. В первую очередь я начал вытаскивать металлический стержень из катушки и когда я его вытаскивал, обратил внимание на то, что гальванометр показывает наличие тока в цепи. Меня это очень заинтересовало и тогда вместо короткого металлического стержня я взял стержень подлиннее (30 см.) и начал медленно вдвигать его в катушку, при этом катушка оставалась неподвижной относительно полюсов магнитов. Во время движения стержня гальванометр показывал наличие постоянной ЭДС в цепи (фото 2). При изменении направления движения стержня изменялось и направление тока в цепи. Опыт проделал много раз и каждый раз гальванометр регистрировал наличие постоянной ЭДС в замкнутой цепи!

 

Фото_2

Фото 2

 

Из всего этого я делаю предварительный вывод:

 

Если замкнутый проводящий контур находится во внешнем магнитном поле так, что каждая часть этого контура находится под воздействием одного и того же направления вектора магнитной индукции и при этом внутри этого контура расположен металлический стержень, то для возникновения индукционного тока можно перемещать магниты относительно этого контура или перемещать проводящий контур относительно полюсов магнитов или перемещать металлический стержень внутри проводящего контура во всех случаях гальванометр покажет наличие ЭДС в цепи.

 

 

 

 

 

Эдуард Лисовик

 

20.01.2013.

 

Комментарии закрыты.