科普下法拉第是如何通过实验发现电磁感应现象的
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法拉第是如何通过实验发现电磁感应现象的
世界上第一个电动机的发明
法拉第不断试验文献中所提到的每个实验,一一验证。特别是,他研究了小磁铁在通电导线附近的受力特点。安培在研究中已经发现,如果磁铁被固定,通电导线在磁场中会受到一种做圆周运动的力量。法拉第用漂亮的实验证实了,通电导线做圆周运动这些现象。他的实验装置是,将磁铁被直立放置在一个水银盘中,一个磁极在水银面的上方。当有电流通过导线时,磁铁围绕导线自由旋转——这是人们制造的第一个电动机。
发现铁屑在磁铁周围的特殊分布
法拉第又无意中观察到,围绕在磁铁周围的铁屑有着特殊的分布情况,致使法拉第有了磁力线这一关键性的概念。磁力线或磁场线,代表把磁极放置在一个磁场中时作用在磁极上的力的方向。法拉第非常重视将磁力线作为观测静止磁场效应的磁场分布一个直观手段。
自然界的对称——电生磁与磁生电
法拉第始终相信自然界的对称效应,他推测到,既然电流可以产生磁场,磁场必定也可以产生电流。1831年8月29日进行,法拉第进行了一场非常重要的实验。他把绝缘导线缠绕在粗铁环上,制作了一个能在铁环内产生强磁场的初级电路。并用同样一个缠绕在铁环上的线圈作为次级电路,并与电流计连接探测电流产生。当初级绕组闭合的时候,在次级绕组中的电流计的指针发生了一个偏转——次级电路上产生了感生电流。
法拉第是如何通过实验发现电磁感应现象的
变化的电流与变化电磁场
实验的结果与法拉第的预期有很大不同,他发现电流计的指针偏转只发生在电磁铁内接通或断开电流时,稳定电流流过电磁铁,电流计的指针是没有反应的。换句话说,作用似乎只与变化的电流有关,或者只与变化的磁场有关。至此,法拉第发现了电磁感应。
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