После того, как было установлено, что вокруг проводника, по которому течет ток,
возникает магнитное поле, то есть электрическое поле превращается в магнитное,
появились попытки обратного преобразования. Что только не делали с проводником
и магнитами, пока Майкл Фарадей, не обнаружил, что проводника и магнита
недостаточно, нужно ещё кое-что...
Движение. Если двигать провод в магнитном поле, или двигать магнит относительно
проводника - в проводнике возникает электродвижущая сила! Говорят, что магнитное
поле индуцирует ток в проводе. Такой способ получения э.д.с. называется
электромагнитной индукцией. Наука, которая изучает взаимодействие
электрического и магнитного поля, и конечно движение - называется
"электродинамика".
Что же происходит в проводнике, когда он попадает в подвижное магнитное поле?
Каждый электрон обладает магнитными свойствами, скорее всего за счет каких-то
внутренних сложных движений его электрического заряда. Если теперь поместить
проводник со свободными электронами в магнитное поле, то магнитное поле начнет
взаимодействовать с этими крошечными магнитиками и удерживать их. Если теперь
двинуть магнитное поле, то оно потянет собой электроны, а если двинуть
проводник, то магнитное поле будет удерживать электроны на месте, и в том, и в
другом случае - электроны будут двигаться относительно проводника, а движение
электронов - это и есть электрический ток. Причем, чем быстрее движется
проводник в магнитном поле - тем больше э.д.с. Конечно, если убрать магнитное
поле совсем - электроны опять свободно распределяться по проводнику, а
неведенная ранее э.д.с. на его концах исчезнет. Ещё следует обратить внимание
на то, что если проводник двигать вдоль магнитных линий, то никакого тока
в проводнике не будет, потому что проводник все-время будет находиться в
неизменных условиях, а максимальный ток будет тогда, когда проводник пересекает
линии магнитного поля.
Если взять рамку с коллектором из полуколец, которую мы рассматривали как пример самого простого (но не очень хорошего) двигателя, и начнем вращать её в магнитном поле - в рамке будет наводиться электрический ток. Это простейший электрогенератор. В принципе, каждый двигатель постоянного тока может быть электрогенератором.
Более того, двигатель с кольцевыми токосъемниками, который у нас не захотел вращаться от постоянного тока, на самом деле будет хорошим генератором. Правда генерировать он будет переменный ток.
Итак, для того, чтобы в проводнике навелась ЭДС, можно двигать проводник в магнитном поле или, что тоже самое, магнитное поле двигать относительно проводника. Чтобы увеличить наведенную электродвижущую силу, достаточно увеличить длину проводника, или использовать уже известную нам хитрость: вместо одиночного провода использовать катушку с большим числом витков. ЭДС, наведенная в одном витке будет невелика, но все витки по сути, соединены последовательно, и все наведенные в них небольшие ЭДС суммируются. Этим катушка напоминает батарею из последовательно соединенных гальванических элементов.
Еще один момент, на который следует обратить внимание, ЭДС зависит еще и от скорости, с которой мы перемещаем проводник в магнитном поле или двигаем магнит около проводника - чем выше скорость, тем больше наведенная ЭДС.
Copyright © R9AL 2021 Все права защищены
