Что такое электромагнитная индукция

Видео: Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция окружает нас повсюду. Даже в этот момент, когда вы читаете эти строки с экрана своего электронного устройства, на клетки тела оказывается воздействие. Однако переживать об этом не стоит, ведь его интенсивность настолько незначительна, что представляет только теоретический интерес. Впрочем, в определенных условиях электромагнитная индукция может увеличиться до опасных значений. Как известно, безопасность человека зависит, прежде всего, от него самого. Поэтому необходимо иметь хотя бы общее представление о том, что же такое электромагнитная индукция.

Видео: 18.04 Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Правило Ленца

Давайте поставим несложный мысленный эксперимент. Для этого нам понадобится металлическое кольцо-обруч, в разрыв которого последовательно включены чувствительный амперметр и маломощная лампа накаливания. Этот обруч будет являться замкнутым контуром, по которому может течь переменный электрический ток. Само кольцо изолировано: например, укрыто в пластмассовую рубашку. Второй необходимый элемент – это длинный провод, по которому течет ток. Напряжение здесь должно быть повыше. Размещаем обруч в одной комнате, а провод - в другой. Очевидно, что амперметр в металлическом кольце покажет ноль – действительно, откуда там возьмется ток?! Теперь помещаем провод прямо на кольцо…В этот момент, если значение напряжения не слишком мало, стрелка прибора отклоняется от нуля. Чудеса! Ведь электроны с провода не могут перескочить на металл кольца, так как последнее, на что мы особо указывали, изолировано непроводящей ток пластмассой. Усложним наш эксперимент: намотаем провод на обруч. Теперь стрелка амперметра совершенно четко указывает на наличие в кольце электрического тока. Причина этого - электромагнитная индукция. Чтобы объяснить происходящее с научной точки зрения, придется совершить небольшую экскурсию в историю.

Открытие электромагнитной индукции в 1831 году приписывается М. Фарадею. За десять лет до этого он задался целью преобразовать магнитные поля в электрическую энергию и, как видно, блестяще с этим справился. Уже в то время физикам было известно, что существует два вида полей – магнитные и электрические. Если носители заряда перемещаются, то регистрируется поле магнитной природы, а если неподвижны, то электростатическое. Многие тогда предполагали, что поля должны быть как-то взаимосвязаны, но подтверждающий это практический опыт и его обоснование сделал именно Фарадей. Он перемещал меньшую катушку внутри большей. Выводы одной из них были подключены к измерительному прибору, а по виткам другой протекал постоянный ток. Возникновение движения частиц в контуре называется индуцированным (наведенным) током. Если обладающие зарядом частицы направленно перемещаются, то вокруг них появляется магнитное поле. Чтобы возникло индуцирование, линии напряженности этого поля должны пересекать проводящий контур. Может смещаться как сам контур, так и поле – результат одинаков. Замена постоянного тока (опыт Фарадея) на переменный позволяет избежать любых механических перемещений, так как генерируемое поле само изменяется во времени. Применение электромагнитной индукции позволило создать трансформаторы электрической энергии. Пожалуй, электротехника никогда не достигла бы современных высот, не будь подобных устройств.

В чем же опасность для человека? Некоторые линии ЛЭП передают напряжение в тысячи вольт. Из-за этого существующее вокруг проводов поле может распространяться на несколько метров. В человеке, попавшем в такое переменное поле, молекулы воды ориентируются вдоль линий напряженности. Продолжительное нахождение в таких условиях негативно воздействует на многие системы организма.