Кашфи индуксияи электромагнити (илқои электромагнитӣ)

Ба дигарон равон намоед

Ошкор гардидани ҳамбастагии майдонҳои электрикӣ ва магнитӣ басе муҳим аст. Майдони магнитии бо мурури замон тағйирёбанда боиси пайдоиши майдони электрикӣ мегардаду майдони электрикии бо мурури замон тағйирёбанда — боиси пайдоиши майдони магнитӣ. Бе ин гуна иртиботи байни майдонҳои электрикӣ ва магнитӣ зуҳуроти қувваҳои электромагнитӣ рангоранг намебуд, на мавҷҳои радио вуҷуд медошту на рӯшноӣ ва на бисёр чизҳои дигар.

§ 1. Кашфи индуксияи электромагнити (илқои электромагнитӣ)

Соли 1821 Майкл Фарадей дар дафтари лаборатории худ чунин навишт: «Магнетизмро ба барқ (электр) табдил додан мебояд». Ba ӯ баъди 10 сол ба ҳалли ин масъала муваффақ гашт.

Тасодуфӣ нест, ки дар роҳи кашфи хосиятҳои нави таъсироти мутақобили электромагнитӣ қадами ҳалкунандаро бунёдгузори тасаввуроти марбут ба майдони электромагнитӣ Фарадей ниҳодааст. Ӯ ба ягонагии табиати падидаҳои электрикӣ шакке надошт. Дар ин ҷода Фарадей кашфиёте кард, ки он баъдҳо заминаи эҷоди генераторҳои табдилдиҳандаи энергияи механикӣ ба энергияи ҷараёни электрикӣ гардидааст. Бояд гуфт, ки батареҳои галваний, аккумулаторҳо (анбораҳо) ва дигар манбаъҳои ҷараёни электрикӣ ҳиссаи ночизи энергияи электрикии истеъмолшавандаро ҳосил мекунанд.

Ҷараёни электрикӣ, фикр мекард Фарадей, метавонад, ки порчаи оҳанро магнитнок кунад. Оё магнит дар навбати худ на- метавонад, ки ҷараёни электрикӣ ба вуҷуд биёрад? Робитаи ин ду падидаро муддати тӯлоние ошкор кардан муяссар намегашт. Дар ин poҳ дарки мабдаъи асосӣ бағоят мушкил буд: фаҳмидан осон набуд, ки танҳо магнити дарҳаракат ё майдони магнитии бо мурури замон тағйирёбанда метавонад дар ғалтак ҷараёни электрикӣ ба вуҷуд биёрад.

Ҳикояти зерин далел аст, ки ҷодаи машғулоти илмӣ чӣ тасодуфҳо дошта метавонад. Қариб ҳамзамон бо Фарадей олими суисӣ (швейтсариягӣ) Колладон низ мекӯшид, ки ба воситаи магнит дар ғалтак ҷараёни электрикӣ ба вуҷуд биёрад. Ӯ галванометреро ба кор мебурд, ки ақрабаки сабуке дошт ва он ақрабак андаруни ғалтаки асбоб ҷойгир буд. Барои он ки магнит ба ақрабак асари бевосита надошта бошад, Колладон нӯгҳои сими ғалтакро то ҳуҷраи ҳамсоя кашида, ҳамон ҷо онҳоро бо галванометр васл кард. Баъд ӯ магнитро андаруни ғалтак ҷой дода, боз ба ҳуҷраи галванометрдор даромад ва ғайри чашмдошти худ ҳайрон монд, ки чаро галванометр аз ҷараёни электрикӣ нишоне надорад. Аммо агар ӯ дастёреро маъмури магниту ғалтак мекарду худ ба мушоҳидаи рафтори ақрабаки галванометр мепардохт, бешак, ин кашфиёти аҷиб насибаш мегардид. Вале ин тавр нашуд, зеро магнити нисбат ба ғалтак беҳаракат дар занҷири ғалтак ҳеҷ гуна ҷараён ба вуҷуд намеоварад. (Колладон дар лаҳзаҳои ба ғалтак даровардан ва аз он баровардани магнит рафтори ақрабаки галванометрро намедид).

Моҳияти падидаи индуксияи электромагнитӣ ин acт: дар ноқилконтуре, ки ё дар майдони магнитии бо мурури замон тағйирёбанда беҳаракат бошад ё дар майдони магнитии собит (доимӣ) тавре ҳаракат кунад, ки адади хатҳои индуксияи магнитӣ (илқои магнитӣ) -и контурро бурранда тағйир ёбад, дар он контур ҷараёни электрикӣ ба вуҷуд меояд. Ин падида 29 августи c. 1831 кашф шудааст. (Басе кам воқеъ мешавад, ки санаи ин гуна кашфиёти муҳим ба дурустӣ маълум бошад).

Сараввал падидаи индуксияи электромагнитӣ дар ноқилҳое кашф шуда буд, ки нисбат ба якдигар беҳаракат мехобиданд ва танҳо ҳангоми кандан ё пайвастани занҷир дар онҳо ҷараёни электрикӣ ҳосил мегардид.

Фарадей ба хубӣ дарк мекард, ки ҳангоми ба якдигар наздик бурдан ё аз якдигар дур кардани ноқилҳо низ худи ҳамон натиҷа (мисли мавриди кандан ва пайвастани занҷир) мушоҳида мешавад. Дар ҳамин замина ӯ таҷрибаи дигаре карда, нишон дод, ки ҳангоми нисбат ба якдигар ҳаракат додани ғалтакҳо низ дар занҷир ҷараён ба вуҷуд меояд. Фарадей, ки бо асарҳои Ампер ошно буд, мефаҳмид, ки магнит ҷисмест иборат аз маҷмӯи ҷараёнҳои бисёр ночизи дар молекулаҳо гардон. Рӯзи 17 октябри ҳамон сол (чунонки дар дафтари лаборатории Фарадей сабт аст), ҷараёни индуксионие ошкор гашт, ки дар ғалтак дар лаҳзаи ба он даровардан ё аз он баровардани магнит ба вуҷуд меояд.

Ҳамин тариқ, Фарадей дар муддати ҳамагӣ як моҳ қариб ҳама хусусиятҳои муҳимтарин падидаи физикӣ — илқои электромагнитиро дар таҷриба дарк кард.

Дар замони мо таҷрибаҳои Фарадейро ҳар кас такрор карда метавонад. Барои ин танҳо ду ғалтак, як магнит, аккумулатор ё батареи галваний ва як галванометри ба қадри кофӣ ҳассос зарур асту бас.

image3Дар дастгоҳе, ки дар pac. 1,a тасвир ёфтааст, ҷараёни индуксионӣ дар яке аз ғалтакҳо дар лаҳзаи кандан ё пайвастани занҷири электрикии ғалтаки дигар (ки нисбат ба ғалтаки аввал беҳаракат аст) пайдо мешавад. Дар таҷрибаҳои дигар ҷараёни индуксионӣ дар сурати ба воситаи реостат дар яке аз ғалтакҳо тағйир додани қувваи ҷараён (pac.l,б) ё дар сурати нисбат ба якдигар ҳаракат додани ғалтакҳо (pac.2,a) ё дар мавриди нисбат ба ғалтак ҳаракат додани магнити доимӣ (pac. 2,6) ҳосил мешавад.

Умумияти алоқаманд бо онро, ки пайдоиши ҷараёни индуксионӣ дар таҷрибаҳои гуногун ба чӣ бастагӣ дорад, ҳанӯз худи Фарадей пай бурда буд.

Дар ноқилконтури сарбаст (контури ҷараённакдкунандаи cap- баст) ҳангоми тағйир ёфтани адади хатҳои индуксияи магнитие, ки аз тариқи масоҳати маҳдудкардаи контур мегузаранд, ҷараёни индуксионӣ ба вуҷуд меояд. Ba ҳар қадре ки адади хатҳои индуксияи магнитӣ зудтар тағйир пазирад, бузургии ҷараёни индуксионӣ ҳамон кадр бештар хоҳад буд. Дигар ин ки дар ин маврид сабаби тағйир пазируфтани адади хатҳои индуксияи магнитӣ аҳамияте image5надорад.

Ин сабаб ду сарчашма дорад: 1) тағйироти адади хатҳое аз хатҳои индуксияи магнитӣ, ки дар натиҷаи дар ғалтаки ҳамсоя тағйир ёфтани қувваи ҷараён пайдо шуда, ба сатҳи ноқилконтури беҳаракат мезананд (pac. 1,б) ва 2) тағйироти адади хатҳои индуксия дар натиҷаи дар майдони магнитии ғайриякҷинсае, ки зичии хатҳои қуввагиаш дар фазо тағйир меёбад, ҳаракат кардани контур (pac. 3).

*** *** ***

Дар ноқилконтури сарбаст дap cypaтe ҷараёни электрикӣ ба вуҷуд меояд, ки контур дар майдони магнитии тағйирёбанда воқеъ бошад ё дар майдони магнитии доимӣ тавре ҳаракат кунад, ки адади хатҳои индуксияи магнитии аз тариқи контур гузаранда (яъне хатҳои қуввагии ба контур зананда) тағйирёбанда бошад.

  1. Фарқи acocии майдонҳои электрикӣ ва магнитии тағйирёбанда аз майдонҳои электрикӣ ва магнитии доимӣ дар чист?
  2. Индуксияи электромагнитӣ (яъне илқои электромагнитӣ) чӣ гуна падида acт?
  3. Ноқилконтури сарбаст дар майдони магнитии якҷинсаи ба вақт новобаста бояд чӣ тавр — пешраванда ё гардишхӯранда — ҳаракат кунад, ки дар он ҷараёни индуксионӣ ба вуҷуд ояд?

Маводҳои ҳамсон