Τι είναι η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή

Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή μας περιβάλλει παντού. Ακόμη και σε αυτό το σημείο, όταν διαβάζετε αυτές τις γραμμές από την οθόνη της ηλεκτρονικής συσκευής σας, επηρεάζονται τα κύτταρα του σώματος. Ωστόσο, δεν αξίζει να ανησυχείτε, διότι η έντασή της είναι τόσο ασήμαντη ώστε μόνο θεωρητικό ενδιαφέρον. Ωστόσο, υπό ορισμένες συνθήκες, η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή μπορεί να αυξηθεί σε επικίνδυνες τιμές. Όπως γνωρίζετε, η ανθρώπινη ασφάλεια εξαρτάται, πρώτα απ 'όλα, από τον εαυτό του. Επομένως, είναι απαραίτητο να έχουμε τουλάχιστον μια γενική ιδέα για το τι είναι η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.

Ας δούμε ένα απλό πείραμα σκέψης. Για να γίνει αυτό, χρειαζόμαστε ένα μεταλλικό δακτύλιο στεφάνης, στο οποίο συνδέονται διαδοχικά ένα ευαίσθητο αμπερόμετρο και ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως χαμηλής ισχύος. Αυτός ο δακτύλιος θα είναι ένας κλειστός βρόχος, μέσω του οποίου μπορεί να ρέει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα. Ο ίδιος ο δακτύλιος είναι απομονωμένος: για παράδειγμα, είναι κρυμμένος σε πλαστικό πουκάμισο. Το δεύτερο απαραίτητο στοιχείο είναι ένα μακρύ σύρμα, μέσω του οποίου ρέει ρεύμα. Η ένταση εδώ πρέπει να είναι υψηλότερη. Τοποθετούμε το στεφάνι σε ένα δωμάτιο και το καλώδιο στο άλλο. Είναι προφανές ότι το αμπερόμετρο στο μεταλλικό δακτύλιο θα δείχνει μηδέν - πράγματι, από πού προέρχεται το ρεύμα; Τώρα βάζουμε το καλώδιο απευθείας στο δακτύλιο ... Αυτή τη στιγμή, εάν η τιμή τάσης δεν είναι πολύ μικρή, το βέλος της συσκευής αποκλίνει από το μηδέν. Θαύματα! Μετά από όλα, τα ηλεκτρόνια από το καλώδιο δεν μπορούν να πηδούν πάνω στο μέταλλο του δακτυλίου, αφού το τελευταίο, όπως επισημάναμε, είναι μονωμένο από ένα μη αγώγιμο πλαστικό ρεύμα. Ας περιπλέξουμε το πείραμά μας: τυλίξτε το καλώδιο στο στεφάνι. Τώρα το βέλος του αμπερόμετρου δείχνει καθαρά την ύπαρξη ηλεκτρικού ρεύματος στο δακτύλιο. Ο λόγος για αυτό είναι η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Για να εξηγήσετε τι συμβαίνει από επιστημονική άποψη, θα πρέπει να κάνετε μια σύντομη εκδρομή στην ιστορία.

Η ανακάλυψη της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής το 1831αποδίδεται στον Μ. Faraday. Δέκα χρόνια πριν, είχε θέσει τον εαυτό του στο στόχο της μετατροπής των μαγνητικών πεδίων σε ηλεκτρική ενέργεια και, προφανώς, το αντιμετώπισε έξοχα. Ήδη εκείνη τη στιγμή οι φυσικοί γνώριζαν ότι υπάρχουν δύο είδη πεδίων - μαγνητικά και ηλεκτρικά. Αν οι φορείς φορτίου μετακινούνται, τότε καταγράφεται ένα μαγνητικό πεδίο, και εάν είναι ακίνητο, τότε το ηλεκτροστατικό πεδίο. Πολλοί τότε υπολόγισαν ότι τα χωράφια πρέπει να διασυνδέονται με κάποιο τρόπο, αλλά ο Faraday δικαιολόγησε αυτή την πρακτική εμπειρία και το δικαιολόγησε. Μετέφερε το μικρότερο πηνίο μέσα στο μεγαλύτερο. Τα συμπεράσματα ενός από αυτά συνδέονται με τη συσκευή μέτρησης και η άλλη οδηγείται μέσω ενός σταθερού ρεύματος. Η εμφάνιση της κίνησης των σωματιδίων στο κύκλωμα ονομάζεται επαγόμενο (επαγόμενο) ρεύμα. Εάν τα σωματίδια που διαθέτουν φορτίο κινούνται με κατευθυνόμενο τρόπο, τότε εμφανίζεται γύρω τους ένα μαγνητικό πεδίο. Προκειμένου να προκληθεί η επαγωγή, οι γραμμές έντασης αυτού του πεδίου πρέπει να διασχίζουν το αγώγιμο περίγραμμα. Το ίδιο το περίγραμμα και το πεδίο μπορούν να μετατοπιστούν, το αποτέλεσμα είναι το ίδιο. Η αντικατάσταση ενός συνεχούς ρεύματος (η εμπειρία του Faraday) από μια μεταβλητή επιτρέπει την αποφυγή οποιωνδήποτε μηχανικών μετατοπίσεων, καθώς το ίδιο το πεδίο δημιουργείται ανάλογα με το χρόνο. Η χρήση ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής επέτρεψε τη δημιουργία μετασχηματιστών ηλεκτρικής ενέργειας. Ίσως η ηλεκτρολογία δεν θα είχε φθάσει ποτέ σε σύγχρονα ύψη, αν δεν υπήρχαν τέτοιες συσκευές.

Ποιος είναι ο κίνδυνος για τον άνθρωπο; Ορισμένες γραμμές της γραμμής μετάδοσης μεταδίδουν τάση χιλιάδων βολτ. Εξαιτίας αυτού, το υπάρχον πεδίο γύρω από τα καλώδια μπορεί να εξαπλωθεί αρκετά μέτρα. Σε ένα πρόσωπο που αλιεύεται σε ένα τέτοιο εναλλασσόμενο πεδίο, τα μόρια του νερού προσανατολίζονται κατά μήκος των τάσεων. Η μακρά διαμονή σε τέτοιες συνθήκες επηρεάζει αρνητικά πολλά συστήματα του σώματος.