Что такое индукционный ток

Видео: Направление индукционного тока Правило Ленца Явление самоиндукции

Говоря о том, что же такое индукционный ток, нельзя не вспомнить эксперимент великого физика своего времени – Майкла Фарадея. Ведь отчасти именно благодаря его работам мы все сейчас можем пользоваться таким благом цивилизации, как электроэнергия. Тогда, в 19 веке, единственным источником электрической энергии являлись химические элементы (батареи). После опытов Фарадея миру стали доступны генераторы, что изменило всю дальнейшую историю.

Видео: Правило Ленца от bezbotvy

До 1831 года физикам было известно о существовании электрического и магнитного полей. Считалось, что взаимодействие двух и более неподвижных зарядов (электронов или ионов) создает определенный вид напряженности – электрическое поле. А вот подвижные заряды взаимосвязаны с магнитными полями. Очевидно, что в то время существовали все предпосылки для открытий, и они не заставили себя долго ждать.

Электромагнитная индукция и индукционный ток был открыт в 1831 году практически одновременно двумя учеными-практиками – Фарадеем и Генри. Удивительно, но подобное встречается во всех областях электротехники (например, об «отце» радиосвязи споры идут до сих пор). Учитывая, что Фарадей первым опубликовал результаты экспериментов и свое толкование их, принято считать, что именно он является первооткрывателем явления под названием «индукционный ток».

Видео: 37. Индукционный ток в кольце

Один из опытов позволил предположить существование некой силы (волна электричества, по определению ученого), которая создавала в проводнике электрический ток. С двух противоположных концов металлического стержня наматывались несколько витков провода. Выводы с одной стороны подключались к гальванометру, а к проводу другой стороны подводилось напряжение от батареи. В момент включения батареи гальванометр фиксировал кратковременное появление электрического тока. То же самое происходило при отключении источника. Было сделано предположение о появлении некой силы, поля, создающего ток.

Следующий опыт более известен: к выводам небольшой катушки от батареи подводилось напряжение, и по ее виткам протекал ток. Она вносилась в центральный промежуток большей катушки, к концам которой был подключен гальванометр. При извлечении и введении меньшей катушки прибор регистрировал появление направленного движения заряженных частиц. Явление было названо электромагнитной индукцией, а движение частиц получило название «индукционный ток».

Видео: Получение переменного индукционного тока"

Как оказалось, причиной его появления является магнитное (электромагнитное поле), линии напряженности которого пересекают проводник. Сила индукционного тока зависит от частоты этого пересечения. Причем не столь принципиально, пересекает ли проводник линии напряженности, вращается ли само поле или магнитное поле является изменяющимся (так, в первом опыте изменялась его интенсивность).

Направление индукционного тока в проводнике также неслучайно. Как известно, вокруг любого проводника, через который проходит электрический ток, присутствует магнитное поле со своими собственными линиями напряженности. Их ориентация зависит от направления движения тока.

Вот проводник вносится в магнитное поле, в нем при наличии замкнутой цепи индуцируется движение заряженных частиц. Исходя из свойств тока, вокруг проводника появляется свое магнитное поле. Причем его линии напряженности направлены таким образом, чтобы компенсировать возможное изменение основного поля, вызвавшего первоначальную генерацию индукционного тока.

Фактически, вторичное поле не «позволяет» первичному меняться. Если вспомнить атомарную структуру материальных предметов, включая металл проводника, то становится понятным физика этого явления: ядра ионов притягивают утраченные электроны, стремясь восстановить свое первоначальное состояние покоя. При повышении интенсивности «выбивания» электронов сила притяжения стремится «погасить» внешнее воздействие. Соответственно, при снижении основного поля вторичное, обусловленное движение частиц в проводнике поддерживает его.