Как Фарадей перехитрил Ампера?


Тут нам снова надо вернуться в XIX в., к знаменитым опытам Фарадея (1791 — 1867). Сразу после опытов Эрстеда, где электричество порождало магнетизм, Фарадей записал в своем дневнике девиз: «Превратить магнетизм в электричество».
11 лет Фарадею это не удавалось. Много лет подряд ученый постоянно носил с собой спираль из медной проволоки и железный сердечник, проделывая с этими предметами самые невероятные манипуляции. Но ничего путного не выходило, и в его лабораторном журнале «О возбуждении электричества посредством магнетизма» снова появлялась запись: «Никакого результата». Каждому опыту Фарадей посвящал особый параграф, и последний параграф в журнале помечен номером 16041!

М_ Фарадей (1791-1867)
Баснословная работоспособность и одержимость Фарадея была наконец вознаграждена, и 29 августа 1831 г. он «напал на след». Весь сентябрь и октябрь были сплошным повторением в разных вариантах одного и того же опыта, который положил начало всему электромашиностроению. Вот как описал этот опыт сам Фарадей в своем журнале:
«Я взял цилиндрический магнитный брусок и ввел один его конец в просвет спирали из медной проволоки, соединенной с гальванометром. Потом я быстрым движением втолкнул магнит внутрь спирали на всю его длину, и стрелка гальванометра испытала толчок (рис. 367). Затем я также быстро вытащил магнит из спирали, и стрелка опять качнулась, но в противоположную сторону. Эти качания стрелки повторялись всякий раз, как магнит вталкивался или выталкивался.» Дальше следовал гениальный вывод ученого: «Это значит, что электрическая волна возникает только при движении магнита, а не в силу свойств, присущих ему в покое».

Рис. 367. Опыт Фарадея:
1 - гальванометр; 2 - магнитный брусок; 3 - спираль из медной проволоки
Сейчас мы отлично понимаем, что если положить магнит около обмотки или даже вдвинуть его в спираль и оставить там, то ожидать появления тока при неподвижном магните равносильно вере в появление энергии из ничего. Действительно, лежит себе магнит внутри обмотки, ничего не теряет, а там течет ток, совершая работу хотя бы на нагрев этой обмотки. Так и до «вечного двигателя» недалеко! Правда, как мы уже видели, такой случай возможен, когда обмотка сверхпроводящая - там ток, возникший при введении магнита, будет течь вечно - потерь-то никаких нет! А ведь такого же эффекта в те времена ждали, и не кто-нибудь, а сам Ампер и, возможно, поначалу и Фарадей.
Одновременно с Фарадеем опыты по вдвиганию магнитных сердечников в проволочную спираль проводил и Ампер. Чтобы избежать влияния магнита на чувствительный гальванометр и Фарадей, и Ампер помещали прибор в другую комнату. При этом Ампер сначала помещал сердечник внутрь спирали и потом уже шел в соседнюю комнату проверить, не появился ли ток. Но, увы, спираль была изготовлена не из сверхпроводника, а из обычной медной проволоки, и ток практически мгновенно затухал, стоило сердечнику прекратить движение. А Фарадей поручил наблюдение за прибором ассистенту, который и заметил появление тока во время движения магнита. Казалось бы, что стоило Амперу воспользоваться чьей-либо помощью или, на худой конец, поставить гальванометр в другом углу той же комнаты и самому наблюдать за ним!
Такие досадные случаи достаточно часты в истории науки, что и дало повод великому немецкому физику Герману Гельмгольцу воскликнуть: «И от этих случайных обстоятельств зависело великое открытие!»
Это изречение Гельмгольца в полной мере относится и к самому Фарадею. Еще за 9 лет до открытия им электромагнитной индукции (а именно так стали называть возбуждение магнитом электричества) Фарадей был необычайно близок к нему.
Наблюдая за проволокой с током, проделывая с ней замысловатые манипуляции, Фарадей неожиданно обнаружил, что магнит начинает движение вблизи проволочки с током. Сохранился собственноручный рисунок Фарадея, иллюстрирующий этот опыт (рис. 368). В чаше с налитой туда ртутью плавает магнитик. Ртуть подсоединена к одному полюсу источника тока, причем в той же ртути находится конец проволочки, подсоединенный к другому полюсу. Когда электрическая цель замыкалась через ртуть, магнитик или конец проволоки приходили во вращение. Эта была первая униполярная электромашина, принципа действия которой тогда не понял сам автор. И не в этом дело - работу такой машины ученые смогли объяснить лишь гораздо позже.

Рис. 368. Рисунок Фарадея, с которого началось электромашиностроение
Но так или иначе, именно Фарадей связал магнит и движение, получив и первый электромотор - магнит вращается при пропускании тока, - и первый электрогенератор - обмотка дает ток при движении около нее магнита. Начало эры электромашиностроения, без которого немыслима современная техника, было положено!
<< | >>
Источник: Нурбей Владимирович Гулиа. УДИВИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА. 2005

Еще по теме Как Фарадей перехитрил Ампера?:

  1. §4.6. ЗАКОН АМПЕРА
  2. §4.8. ПРИМЕНЕНИЯ ЗАКОНА АМПЕРА. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
  3. Как завязать дружбу.Как строить взаимоотношения. Как заслужить рекомендацию.Как получить отзыв. Как получить повторный заказ
  4. § 14. Содержание как предмет, как осуществляющий смысл и как смысл, или значение, как таковые
  5.   Как крепки и велики ее высокие перси, белые как снег, И как широка грудь, из которой они растут.  
  6. ПРЕДЛОЖЕНИЯ С СОЮЗАМИ в то время как, между тем как, тогда как
  7. История как форма искусства, как сотворение посредством образов, как творческое воображение. Поэтические достоверности историографии.Методологические аспекты
  8. Задание 21. Из двух простых предложений составьте сложное, исполь­зуя союзы едва лишь, после того как, как только, с тех пор как, когда, лишь только.
  9. 4.3. Деньги как таковые (как мера стоимостей и средство обращения). Производные функции денег – деньги как сокровище, средство платежа и мировые деньги
  10. СМИ как институт демократии. Плюрализм и толерантность в сфере массовой информации, СМИ как канал выражения и согласования социальных интересов. Социальный диалог в СМИ, как средство достижения целей социального консенсуса, согласия, социального партнерства.
  11. ПРЕДЛОЖЕНИЯ С СОЮЗАМИ до того как, перед тем как, прежде чем
  12. 33) Деятельность как философская категория и как психологическое понятие. Деятельностное опосредствование.