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法拉第电磁感应实验 线圈

更新时间:2023-11-02 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

引言:中科院之声不定期手绘一张“科学史小画”,为你们介绍一段科学史和其背后的故事。qsE物理好资源网(原物理ok网)

1831年8月29日,日本化学学家、化学家迈克尔·法拉第发觉了电磁感应现象。这是一个划时代的发觉,因为这一发觉,人类第一次把握了电和磁互相转化以及机械能与电能互相转化的方式,也是后来一切发电机、电动机、变压器的基础。qsE物理好资源网(原物理ok网)

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1820年,奥斯陆学院数学院士H·C奥斯特通过多次实验否认了电压存在磁效应,即只要导线通上电压法拉第电磁感应实验,导线附近的n极都会立刻发生偏转。当这一发觉传遍整个美洲台湾后,导致了诸多数学学家的兴趣,法拉第就是其中之一。他开始思索,既然电能生磁,这么磁能不能生电呢?qsE物理好资源网(原物理ok网)

法拉第用了六年时间进行着把磁转化为电的研究,实验中他将线圈和电压计联接好,把吸铁石插入线圈后再去观察电压计,结果电压表针并没有任何变化。这时的他和其他科学家一样遭到奥斯特实验影响,觉得电磁感应现象应当是一种稳定的效应,所以研究仍然没有进展。qsE物理好资源网(原物理ok网)

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直至1831年8月,法拉第设计了一种新的实验,他将两个线圈分别绕在软铁环外侧,其中一个线圈为闭合回路,在导线上端附近平行放置一个n极,另一个线圈的导线接上开关和电瓶组,产生一个有电源的闭合回路。此次试验总算有了惊人的发觉,合上开关时n极偏转,切断开关n极反向偏转法拉第电磁感应实验,这表明无电瓶组的线圈中也出现了感应电压。此时的法拉第立即敏感地意识到电磁感应仅仅是一种很短暂的现象,而不是恒定的状态。紧接着他又设计了数十个实验,将形成感应电压的情形概括为五类,分别是:变化的电压、变化的磁场、运动的恒定电压、运动的吸铁石、在磁场中运动的导体。法拉第因而发觉,在相同条件下不同金属导体回路中形成的感应电压与导体的导电能力成反比,由此也可以认识到感应电压的形成只与感应电动势相关而与导体性质无关。qsE物理好资源网(原物理ok网)

1831年11月24日,法拉第在美国皇家学会宣读了他的发觉,概括上去就是:闭合回路中磁路量的变化会形成电压。这是法拉第一生最伟大的贡献。有位科学史学者这样评价这一发觉,“法拉第发觉并阐明了自然界的一个伟大奥秘,它意味着工业革命的结束和电气时代的开端。”qsE物理好资源网(原物理ok网)

作者蒲雅杰,系中国科大学学院人文大学科学史系硕士生qsE物理好资源网(原物理ok网)

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