Электричество шаг за шагом
- Автор: Сворень Рудольф Анатольевич
- Год: 2019
- Язык: русский
- Год: "ДМК Пресс"
- ISBN: 978-5-97060-604-9
- Жанр: Детское образовательние
Электронная книга - «Электричество шаг за шагом». Краткое содержание книги:
Используя 400 специально разработанных иллюстраций, автор рассказывает об истории изучения электричества, о сложившихся основных системах постоянного и переменного тока и о той важной роли, которая досталась электричеству в энергетике нашего мира.
Рудольф Анатольевич Сворень — автор многих популярных книг о физике и электронике, известный научный журналист, радиоинженер и кандидат педагогических наук, много лет проработавший в редакции журнала “Наука и жизнь” заместителем главного редактора.
Только спустя много лет, может быть, тоже случайно, Фарадей, обнаружил, что для получения тока в проводнике кроме этого проводника и магнита нужно ещё одно обязательное слагаемое — движение. Электродвижущая сила на концах проводника, а при замкнутой цепи и ток в нём, появляется лишь в том случае, если проводник определённым образом двигать в магнитном поле (Р-54). Или (что практически то же самое) определённым образом перемещать магнитное поле, в котором находится проводник. Такой способ получения э.д.с. называется электромагнитной индукцией, или в переводе — электромагнитным наведением. Имеется в виду, что движущееся или меняющееся магнитное поле индуцирует, то есть наводит, э.д.с. (ток) в проводе. А сама огромная область науки об электричестве, где сходятся электричество, магнетизм, изменение их параметров и механическое движение, называется «электродинамика».
ВК-122. Сложнее картина в цепи с катушкой L. В цепи идет ток IL и создаёт э.д.с. самоиндукции EL, эта противоэ.д.с. всегда направлена против изменений тока. Поэтому нужно, чтобы напряжение генератора UL всегда подавляло EL, то есть было бы ей противофазно. При этом окажется, что ток IL отстаёт по фазе от UL на 90 градусов. То, что наблюдалось в цепях с L и С, никак не нарушает закон Ома — здесь происходят совсем другие события, которые и приводят к сдвигу фаз между током и напряжением.
Р-46. ВЕЩЕСТВА, ПРАКТИЧЕСКИ БЕЗДЕЙСТВУЮЩИЕ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ, И ВЕЩЕСТВА, ДЕЙСТВУЮЩИЕ ОЧЕНЬ АКТИВНО. По своему поведению во внешнем магнитном поле и способности создавать своё собственное поле все вещества делятся на три группы: диамагнетики чуть-чуть (на доли процента) ослабляют внешнее поле; парамагнетики чуть-чуть усиливают его, а ферромагнетики за счёт перестройки своих доменов собственным магнитным полем усиливают поле внешнего магнита в сотни и тысячи раз. Эти свойства различных веществ отображаются их коэффициентом магнитной проницаемости μ и широко используются в электротехнике.
Появление индуцированной, наведённой э.д.с. в самом упрощённом виде (может быть, даже в недопустимо упрощённом) можно объяснить так. Каждый свободный электрон обладает магнитными свойствами, скорее всего за счёт каких-то внутренних сложных движений его электрического заряда. Поместим проводник во внешнее магнитное поле, и оно схватит (Т-8) свободные электроны проводника, взаимодействуя с ними, как с микроскопическими магнитиками. Если теперь двинуть проводник, то свободные электроны как бы останутся на месте, удерживаемые внешним полем, то есть получится, что проводник как бы сместится относительно своих свободных электронов. Но об этом можно сказать и иначе: свободные электроны сместились внутри проводника. В результате этого смещения на одном конце проводника концентрация электронов увеличилась, на другом — уменьшилась, то есть на концах проводника появилась электродвижущая сила. Если же остановить проводник, то электроны довольно быстро вернутся в свои старые районы и вновь равномерно распределятся в проводнике. При этом, разумеется, наведённая ранее э.д.с. на его концах исчезнет.
Ещё раз отметим, это очень упрощённое объяснение, скорее, даже намёк на объяснение, чем истинная картина. Но факт остаётся фактом: при движении проводника в магнитном поле или, что то же самое, при движении магнитного поля относительно проводника, в этом проводнике наводится электродвижущая сила. И называется этот процесс — «электромагнитная индукция».
Т-103. Правило правой руки указывает направление э.д.с. и тока, которые появятся у проводника, если его двигать в магнитном поле. Итак, при движении проводника в магнитном поле в нём (в проводнике) наводится электродвижущая сила Е — на одном конце проводника появляется «плюс», на другом «минус». Если к этому проводнику подключить какую-либо нагрузку, то наведённая э.д.с. создаст в ней ток. О том, где именно, то есть на каком конце проводника, появится «плюс», а где «минус», говорит правило правой руки: если ладонь помещена в магнитное поле так, что смотрит на северный полюс внешнего магнита, а отогнутый большой палец указывает, в какую сторону мы двигаем проводник, то вытянутые четыре пальца правой руки дают направление электродвижущей силы Е от «плюса» к «минусу» (Р-55).