Какой буквой обозначается индукционный ток: Явление самоиндукции — урок. Физика, 8 класс.

PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

• 1 Учебники
• 2 Механика
  • 2.1 Кинематика
  • 2.2 Динамика
  • 2.3 Законы сохранения
  • 2.4 Статика
  • 2.5 Механические колебания и волны
• 3 Термодинамика и МКТ
  • 3.1 МКТ
  • 3. 2 Термодинамика
• 4 Электродинамика
  • 4.1 Электростатика
  • 4.2 Электрический ток
  • 4.3 Магнетизм
  • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
• 5 Оптика. СТО
  • 5.1 Геометрическая оптика
  • 5.2 Волновая оптика
  • 5. 3 Фотометрия
  • 5.4 Квантовая оптика
  • 5.5 Излучение и спектры
  • 5.6 СТО
• 6 Атомная и ядерная
  • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
  • 6.2 Ядерная физика
• 7 Общие темы
• 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
2. разработки уроков, тем;
3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

---

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

---

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

---

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

---

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

---

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ – Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

Магнитный поток 9 класс онлайн-подготовка на Ростелеком Лицей

Вступление

 

Вспомним, что при изменении параметров магнитного поля вблизи замкнутого проводника в нем возникает ток. Данный ток получил название тока индукции, а явление – явление электромагнитной индукции.

 

Однако остается вопрос, какие конкретно параметры магнитного поля нам необходимо меня для получения данного эффекта. Для начала проведем эксперимент:

 

Опыт Фарадея

 

 

Для его проведения нам необходимо: катушка с большим количеством витков и подключенный к ней амперметр. В ходе проведения опыта обратите внимание на поведение стрелки амперметра (рис. 1).

 

Рис. 1. Опыты Фарадея

Как мы видим, при опускании и вынимании полосового магнита из катушки в ней образуется индукционный ток.

Проанализируем, изменение какого именно параметра привело к наблюдаемому эффекту. При приближении и отдалении магнита от катушки в ней меняется сила магнитного поля.

Таким образом, величиной, которая влияет на образование тока индукции в катушке, является сила магнитного поля.

Вспомним, что она описывается такой величиной, как магнитная индукция. Она является вектором и обозначается  и измеряется в Тл.

 

Второй опыт

 

 

Помещенное перпендикулярно магнитному полю замкнутое проволочное кольцо сжимаем с нескольких сторон, чтобы оно изменило свою форму (рис. 2).

 

Рис. 2. Иллюстрация к опыту

При этом на протяжении процесса деформации в кольце возникает ток индукции. Что же мы изменяли в этот раз?

Теперь изменению подверглась площадь кольца. Конечно же, вместо кольца можно экспериментировать с любым замкнутым проводником.

Контур – замкнутый проводник (рис. 3).

Рис. 3. Контур

 

Принцип работы электрогенератора

 

 

 

Рис. 4. Генератор

Его основными элементами являются (рис. 4):

• катушка, которая может вращаться вокруг своей оси;
• установленный вокруг катушки постоянный магнит.

При вращении катушки в магнитном поле можно увидеть, что лампочка загорается (т. е. в цепи возникает ток индукции).

Из этого опыта можно сделать вывод о том, что явление электромагнитной индукции проявляет себя и при повороте катушки или проводящей рамки в магнитном поле (рис. 5), т. е. при изменении угла между магнитными линиями и плоскостью проводника.

Рис. 5. Иллюстрация к опыту

Все три параметра, изменения которых влияют на величину тока индукции, объединяет физическая величина под названием магнитный поток.

 

Магнитный поток

 

 

В – модуль магнитной индукции поля

 

S – площадь контура

 – характеризует расположение плоскости контура относительно магнитной линии.

Магнитный поток измеряют в Веберах (Вб) и обозначают буквой Ф.

Таким образом, магнитный поток пропорционален модулю магнитной индукции поля, площади контура и зависит от расположения плоскости контура относительно магнитной линии.

 

---

Задача на анализ параметров магнитного потока

Для того чтобы научиться делать выводы об изменении магнитного потока в элементах различных электрических цепей, что может привести к наличию нежелательных индукционных токов, рассмотрим задачу.

Проволочная катушка со стальным сердечником включена в цепь постоянного тока последовательно с реостатом и ключом (рис. 6).

Рис. 6. Иллюстрация к задаче

Электрический ток, протекающий по веткам катушки,  создает в пространстве вокруг нее магнитное поле (рис. 7). В поле катушки и находится такая же катушка .

Рис. 7. Иллюстрация к задаче

Каким образом можно поменять магнитный поток пронизывающий катушку ? Рассмотрите все возможные варианты.

Вспомним, изменение каких параметров приводит к изменению магнитного потока.

Начнем с изменения индукции магнитного поля катушки .Этого возможно добиться, если изменять силу тока, которая порождает ее магнитное поле. Изменять ток в изображенной цепи можно 2-мя способами:

1. Передвижение ползунка реостата
2. Включение/выключение ключа

Стоит отметить, что изменение значения тока будет наибольшим от максимального до нуля, что приведет к наибольшему изменению магнитного потока в катушке .

Следующим параметром, изменение которого повлияет на значение магнитного потока, является площадь контура. В нашем случае катушки  Но изменить площадь сечения катушки мы не можем. Следовательно, вариант отпадает.

Последним вариантом изменения магнитного потока является поворот катушки  относительно магнитных линий катушки . Для достижения максимального результата изменения повернуть катушку необходимо на 90(рис. 8).

Рис. 8. Иллюстрация к задаче

Что же описывается магнитным потоком?

Как мы уже отметили, он зависит:

• От силы магнитного поля
• От площади контура, через который эти магнитные линии проходят
• От угла расположения между контуром и магнитными линиями

Таким образом, магнитный поток характеризует количество магнитных линий, пронизывающих ограниченный контур.

Это легко проверить.

1. Сравним количество линий, которые пронизывают одинаковый контур, но в различных по силе магнитных полях (рис. 9).

В более сильном поле контур пронизывает больше линий.

Рис. 9. Иллюстрация к задаче

2. Если сравнить количество линий, которые в одном и том же однородном магнитном поле пронизывают различные по площади контуры, то их очевидно больше через больший контур (рис. 10).

Рис. 10. Иллюстрация к задаче

3. Если сравнивать поворот контура в магнитном поле на угол  к магнитным линиям и его расположение вдоль линий, то в первом случае их количество через плоскость контура будет максимально. А во втором магнитные линии будут скользить вдоль контура и не пронизывать его вовсе (рис. 11).

Рис. 11. Иллюстрация к задаче

В указанных примерах большему числу линий через контур соответствовал больший магнитный поток.

В результате отметим, что поскольку величина тока индукции зависит от изменения магнитной индукции, площади контура и от ее ориентации в пространстве, то принято говорить, что она зависит от изменения магнитного потока.

Кроме того, опыты Фарадея показали, что важна скорость изменения магнитного потока. Чем быстрее изменять указанные величины, тем величина индукционного тока будет больше.

Таким образом, можно утверждать, что явление электромагнитной индукции характеризуется скоростью изменения магнитного потока.

---

 

---

Задача на определение условий возникновения индукционного тока

Для того чтобы разобраться со взаимосвязью магнитного потока через контур и явлением электромагнитной индукции в нем, рассмотрим задачу:

Небольшую катушку поступательно перемещают в однородном магнитном поле. Возникает ли в катушке индукционный ток? Ответ обоснуйте.

Рис. 12. Иллюстрация к задаче

Может показаться, что из-за движения катушки могут быть изменения, следствием которых будет являться возникновение тока индукции в ее витках (рис. 12).

Вспомним, что обязательным условием возникновения тока индукции является изменение магнитного потока через витки катушки. Для этого необходимо изменение магнитной индукции через контур катушки. Чего не наблюдается, т. к. по условию поле однородно.

Кроме этого возможно изменение площади сечения катушки, чего также не наблюдается.

Последний возможный вариант – это изменение угла поворота плоскости катушки к магнитным линиям поля, чего, очевидно, также не происходит, поскольку движение поступательное, а значит, никаких поворотов катушки не наблюдается.

Следовательно, делаем вывод – магнитный поток изменяться не будет, соответственно, никакого тока индукции образовываться в витках катушки тоже не будет.

---

 

---

Сравнение магнитного потока с потоком воды

Название изученной нами новой физической величины магнитного потока не случайно. Дело в том, что магнитный поток через контур можно сравнить с потоком воды через кольцо, которое помещено в трубу (рис. 13). (1)

Чем скорость воды больше, тем больше ее проходит через кольцо в единицу времени. (2)

Чем больше площадь кольца, тем, опять-таки, через него протечет больше воды за наблюдаемое время. (3)

Если поворачивать кольцо при его поперечном расположении к потоку воды, через плоскость кольца протечет максимальное количество воды. (4)

Если начать его поворачивать под острым углом к потоку, то воды будет протекать все меньше. (5)

Рис. 13. Сравнение магнитного потока с потоком воды

А при повороте вдоль оттока вода вообще не будет проходить сквозь кольцо, а будет скользить вдоль него. (6)

Аналогичные свойства мы с вами рассмотрели для магнитного потока.

---

 

 

Заключение

 

 

На уроке мы объяснили, какие параметры магнитного поля и контура необходимо менять для наблюдения явления электромагнитной индукции. Мы объединили это в понятие «магнитный поток».

 

 

Список литературы

1. Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования.
2. Яворский Б. М., Пинский А. А., Основы физики, т. 2., – М., Физматлит., 2003.
3. Элементарный учебник физики. Под ред. Г. С. Ландсберга, Т. 3. – М., 1974.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал «festival.1september.ru» (Источник)
2. Интернет-портал «nvtc.ee» (Источник)
3. Интернет-портал «class-fizika.narod.ru» (Источник)

 

Домашнее задание

1. От чего зависит магнитный поток, пронизывающий площадь плоского контура, помещенного в однородное магнитное поле?
2. Как меняется магнитный поток при увеличении в n раз магнитной индукции, если ни площадь, ни ориентация контура не меняются?
3. Меняется ли магнитный поток при таком вращении контура, когда линии магнитной индукции то пронизывают его. то скользят по его плоскости?

 

От чего зависит индукционный ток?

Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Техника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Влияние общества на человека Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

⇐ ПредыдущаяСтр 16 из 32Следующая ⇒ Если изменения магнитного поля не происходит, то не будет никакого электрического тока. Даже если магнитное поле существует. Мы можем сказать, что индукционный электрический ток прямо пропорционален, во-первых, числу витков, во-вторых, скорости магнитного поля, с которой изменяется это магнитное поле относительно витков катушки. Рис. 3. От чего зависит величина индукционного тока?   Для характеристики магнитного поля используется величина, которая называется магнитный поток. Она характеризует магнитное поле в целом, мы об этом будем говорить на следующем уроке. Сейчас отметим лишь, что именно изменение магнитного потока, т.е. числа линий магнитного поля, пронизывающих контур с током (катушку, например), приводит к возникновению в этом контуре индукционного тока. Физика. 9 класс Тема: Электромагнитное поле Урок 44. Магнитный поток   Ерюткин Е.С., учитель физики высшей категории ГОУ СОШ №1360   Введение. Опыты Фарадея Продолжая изучение темы «Электромагнитная индукция» давайте подробнее остановиться на таком понятии, как магнитный поток. Вы уже знаете, как обнаружить явление электромагнитной индукции – если замкнутый проводник пересекают магнитные линии, в этом проводнике возникает электрический ток. Такой ток называется индукционным. Теперь давайте обсудим, за счет чего образуется этот электрический ток и что является главным для того, чтобы этот ток появился. Прежде всего, обратимся к опыту Фарадея и посмотрим еще раз на его важные особенности. Итак, у нас в наличии есть амперметр, катушка с большим числом витков, которая накоротко прикреплена к этому амперметру. Берем магнит, и точно так же, как на предыдущем уроке, опускаем этот магнит внутрь катушки. Стрелка отклоняется, то есть в данной цепи существует электрический ток.       Рис. 1. Опыт по обнаружению индукционного тока.     А вот когда магнит находится внутри катушки электрического тока в цепи нет. Но стоит только попытаться этот магнит достать из катушки, как в цепи вновь появляется электрический ток, но направление этого тока изменяется на противоположное. Обратите внимание также на то, что значение электрического тока, который протекает в цепи, зависит еще и от свойств самого магнита. Если взять другой магнит и проделать тот же эксперимент, значение тока существенно меняется, в данном случае ток становится меньше. Проведя эксперименты, можно сделать вывод о том, что электрический ток, который возникает в замкнутом проводнике (в катушке), связан с магнитным полем постоянного магнита. Иными словами, электрический ток зависит от какой-то характеристики магнитного поля. А мы уже ввели такую характеристику – магнитная индукция. Напомним, что магнитная индукция обозначается буквой , это – векторная величина. И измеряется магнитная индукция в теслах. ⇒ [Tл] – Тесла – в честь европейского и американского ученого Николы Тесла.   Магнитная индукция характеризует действие магнитного поля на проводник с током, помещенный в это поле.   Но, когда мы говорим об электрическом токе, то должны понимать, что электрический ток, и это вы знаете из 8 класса, возникает под действием электрического поля. Следовательно, можно сделать вывод о том, что электрический индукционный ток появляется за счет электрического поля, который в свою очередь образуется в результате действия магнитного поля. И такая взаимосвязь как раз осуществляется за счет магнитного потока. ⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒ Читайте также:  Формы дистанционного обучения Передача мяча двумя руками снизу Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте 

Последнее изменение этой страницы: 2016-12-12; просмотров: 1977; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia. su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь – 161.97.168.212 (0.006 с.)

Почему символ магнитного поля обозначается буквой «В»? | Анна Нед

Я проверила учебник Максвелла 1873 года.

Учебник Максвелла по электричеству и магнетизму 1873 года

В 1873 году Максвелл закончил « Трактат об электричестве и магнетизме». Среди различных обсуждаемых явлений и проблем его 900-страничная книга включает компактный и элегантный способ описания фундаментальной взаимосвязи между электрическими и магнитными величинами, который он постепенно формулировал на протяжении многих лет. Совокупность электромагнитных законов, которые мы сегодня знаем как уравнения Максвелла, в своей математической красоте способны охватить весь классический электромагнетизм в нескольких строках уравнений .

Эйнштейн сказал:

«Формулировка этих уравнений — самое важное событие в физике со времен Ньютона».

Фейнман сказал:

«Глядя на историю человечества — скажем, через десять тысяч лет — можно не сомневаться, что самое значительное событие 19-го века будет расценено как событие Максвелла. Открытие законов электродинамики».

В современных обозначениях, где магнитное поле обозначается H , а магнитная индукция B, уравнения классического электромагнетизма Максвелла записываются в виде набора из четырех уравнений. В их дифференциальной форме они таковы:

• Закон Гаусса связывает распределение свободных электрических зарядов (ρf) с вектором электрической индукции ( D ).
• Эквивалентная корреляция для магнитного поля утверждает, что вектор магнитной индукции ( B ) не имеет источника. Магнитного эквивалента электрическому заряду не существует. Интересно, что помимо того факта, что никто так и не нашел магнитный монополь, нет никакой теоретической причины, по которой монополи не существовали бы. Если интересно, читайте подробное освещение этой темы с разных точек зрения в физике в статье ниже.

Можно ли разбить стержневой магнит на отдельные полюса?

К тому же их никто не разделял, нет теоретической причины, почему бы и нет!

medium.com

• Третье уравнение Максвелла, также известное как закон Фарадея, является основным принципом работы электрических генераторов. Изменяющаяся во времени магнитная индукция ( B ) создает закручивающееся электрическое поле ( E ).
• Наконец, закон Ампера связывает ротор магнитного поля ( H ) со свободным током ( J f ) и током смещения (производная по времени от электрической индукции D ). Это основной принцип работы электродвигателей.

Я не буду вдаваться в подробности, но на языке квантовой теории поля (КЭД) все четыре уравнения Максвелла для вакуума можно записать в одной единственной, но чрезвычайно компактной форме.

где электромагнитный тензор F представляет собой 4-вектор, который объединяет электрическое поле E и магнитную индукцию B

, а заряд и плотность тока также объединяются в один текущий 4-вектор

Если вас интересует Чтобы узнать больше о красоте и проблемах мощных методов квантовых теорий поля, я рекомендую статью ниже.

Обеспокоены ли математики тем, как в физике рассматриваются бесконечности?

Когда в квантовой теории поля (КТП) что-то сходит с ума.

www.cantorsparadise.com

Максвелл ввел в физику идею распознавания некоторых величин в физике как векторных полей и ввел обозначения, которыми мы в основном пользуемся до сих пор. Однако для одного избалованного физика, получившего образование в 21 веке, я был совершенно сбит с толку беспорядком того, как уравнения Максвелла выглядели в 1873 году. Уравнения не выглядели так аккуратно. Сначала они описываются системой из 20 дифференциальных уравнений с 20 переменными.

Уравнения Максвелла в книге 1873 г.

Максвелл был первым, кто обнаружил хорошую симметрию между электрическим и магнитным полями, которая проявляется в уравнениях Максвелла, которые он описал в исторической статье 1861 г. под названием «О физической силовой линии». ». [1] Если интересно, вы можете купить собрание его произведений, напечатанное в 1864 году, за 4000 долларов. [2] Его первые работы по электричеству и магнетизму датируются всего несколько лет назад, в статье «О силовой линии Фарадея» в 1855 году. [3]

Вот как он придумал обозначение для магнитного поля, среди других величин.

Не пытаясь проявить изобретательность, он просто в алфавитном порядке обозначил векторы некоторых полезных величин в том порядке, в котором он их вводил.

Отсканированная страница из «Трактата об электричестве и магнетизме», том. 2, стр. 257

Введенные векторные величины он обозначал курсивными буквами алфавита, и, собственно, большинство приклеившихся к нам ярлыков. Те, которые используются до сих пор:

• A (векторный потенциал или максвелловский электромагнитный импульс)
• B (магнитная индукция или плотность магнитного потока)
• D (электрическое смещение или электрическая индукция)
Максвелла
• E 900 напряженность)
• F (механическая сила)
• H (магнитное поле — магнитная сила Максвелла)
• Дж (ток)

К счастью, обозначения компонентов изменились. Например, компоненты электрического поля E изменено с P, Q и R на общепринятые обозначения Ex, Ey и Ez для координат Декарта.

Этикетка для магнитного поля — используются как B, так и H!

Небольшая запутанная двусмысленность связана с обозначением магнитного поля. На практике обе метки B и H используются для обозначения магнитного поля, даже несмотря на то, что магнитное поле ( H) и магнитная индукция ( B) из уравнений Максвелла, записанных выше , не имеют одинаковых единиц измерения .

Магнитное поле, в частности, в учебниках обозначается буквами H и B .

Эта привычка возникает из-за того, что гораздо чаще расчеты проводятся в идеализированных условиях в вакууме , где эти две величины связаны только с точностью до константы μ0 (проницаемость вакуума).

Чтобы быть точным, магнитное поле следует обозначать как H .

Я провел несколько приятных часов, наслаждаясь написанием и стилем такой старой книги. Оглавление включает краткое изложение каждой отдельной страницы книги, начиная со второго тома двухтомной книги с «Свойства магнита при воздействии на него земли».

Максвелл считал существование эфира или среды необходимым

Интересно, что Максвелл обсуждает необходимость существования эфира на протяжении всей книги и критикует всех, кто думает иначе.

В подтверждение своего мнения он также включил письмо Гаусса к Веберу от 1845 года.

, и которое он опубликовал бы, если бы мог тогда установить то, что он считал подлинным краеугольным камнем электродинамики , а именно вывод силы, действующей между движущимися электрическими частицами, из рассмотрения действия между ними, не мгновенного, а распространяющегося во времени, подобно действию света. Ему не удалось сделать этот вывод, когда он отказался от своих электродинамических исследований, и у него было субъективное убеждение, что в первую очередь необходимо составить непротиворечивое представление о том, каким образом происходит распространение».

Он закончил «трактат», заключив, что эфир должен существовать.

«Отсюда все эти теории ведут к представлению о среде, в которой происходит распространение, и если мы допустим эту среду в качестве гипотезы, то я думаю, что она должна занимать видное место в наших исследованиях, и что мы должны попытаться построить мысленное представление обо всех деталях его действия, и это было моей постоянной целью в этом трактате».

После долгих дебатов идея эфира была наконец проверена в эксперименте в 1887 году. Наконец удалось точно измерить скорость света, чтобы обнаружить любые отклонения, объясняющие относительное движение спекулятивного неподвижного светоносного эфира. . Ответ был отрицательным. Эфира нет. Эксперимент повторялся много раз с повышенной точностью и теми же выводами и в конечном итоге помог Эйнштейну создать свою специальную теорию относительности.

Времена, когда Эйнштейн ошибся

Явления, в отношении которых он совершенно ошибался, некоторые из них — на всю жизнь.

medium.com

Завершая мою любимую цитату из книги

Есть это «поучительное» утверждение, которое я не могу понять на каком-либо более глубоком уровне, чем утверждение: если есть какая-то связь между А и В, то А имеет оказать некоторое влияние на B или наоборот.

«Самым важным шагом в установлении связи между электрическими и магнитными явлениями и явлениями света должно быть открытие некоторого случая, в котором один набор явлений влияет на другой». [стр. 451]

«W . Если раньше открыватель новой элементарной частицы награждался Нобелевской премией, то теперь он должен быть наказан штрафом в размере 10 000 долларов » (эквивалент 100 000 долларов сегодня)».

Открытие новой элементарной частицы «должно быть оштрафовано на 100 000 долларов».

Времена замешательства и разочарования в истории физики элементарных частиц

www.cantorsparadise.com

Как теория Большого Взрыва дает ответ на следующий вопрос — Почему ночью небо кажется темным, если Вселенная содержит септиллионов звезд?

Почему ночью небо кажется темным, если во Вселенной есть септиллион звезд?

Теория Большого Взрыва дает ответ.

medium.com

Понимание информации на паспортной табличке асинхронного двигателя

Автомобильная промышленность США работала на стандартизированной основе более трех четвертей века. Агентство по стандартизации — Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) — было создано в 1926 году «… для содействия стандартизации электрического оборудования и расходных материалов». В результате усилий этой группы можно ожидать, что «стандартные» двигатели разных производителей будут соответствовать или превосходить минимальные параметры производительности и, по большей части, будут примерно одного размера.

Важнейшей частью обеспечения взаимозаменяемости двигателей является обеспечение того, чтобы информация на паспортной табличке была единой для производителей. Общий язык паспортной таблички двигателя позволяет персоналу, занимающемуся установкой и техническому обслуживанию, быстро понять и распознать, с каким типом двигателя они имеют дело во время новой процедуры установки или замены.

Согласно NEC, на заводской табличке двигателя должна быть указана следующая информация:

• Номинальное напряжение или напряжения
• Номинальный ток при полной нагрузке для каждого уровня напряжения
• Частота
• Фаза
• Номинальная скорость при полной нагрузке
• Класс изоляции и номинальная температура окружающей среды
• Номинальная мощность
л. с.
• Рейтинг времени
• Кодовая буква с заблокированным ротором
• Название и адрес производителя

В дополнение к этой обязательной информации, паспортные таблички двигателей могут также включать такие данные, как типоразмер, буквенное обозначение конструкции NEMA, эксплуатационный коэффициент, КПД при полной нагрузке и коэффициент мощности.

Наконец, некоторые паспортные таблички могут даже содержать такие данные, как идентификационные номера подшипников, код сертификации, серийный номер производителя, а также символы и логотипы.

Основные данные паспортной таблички. Чтобы полностью понять детали, представленные на паспортных табличках двигателей, мы рассмотрим каждый из этих элементов более подробно и объясним их важность.

Номинальное напряжение — Двигатели предназначены для обеспечения оптимальной производительности при работе на определенном уровне напряжения или комбинации уровней напряжения в случае двигателей с двумя или тремя напряжениями питания. Это значение известно как напряжение, указанное на паспортной табличке. С учетом того факта, что изменения напряжения в вашей системе распределения электроэнергии происходят из-за изменения условий нагрузки на вашем объекте и в электросети, которая питает ваш объект, двигатели разработаны с допуском 10% для напряжения выше и ниже номинального значения, указанного на паспортной табличке. Таким образом, двигатель с номинальным напряжением 460 В, указанным на паспортной табличке, должен успешно работать в диапазоне от 414 В до 506 В.

Номинальная сила тока при полной нагрузке — По мере увеличения крутящего момента двигателя увеличивается и сила тока, необходимая для питания двигателя. Когда достигается крутящий момент и мощность при полной нагрузке, соответствующая сила тока называется силой тока при полной нагрузке (FLA). Это значение определяется лабораторными испытаниями; значение обычно слегка округляется и записывается как значение, указанное на паспортной табличке. Округление в большую сторону позволяет учитывать производственные отклонения, которые могут возникнуть, и некоторые нормальные отклонения напряжения, которые могут увеличить ток двигателя при полной нагрузке. Паспортная табличка FLA используется для выбора правильного размера провода, пускателя двигателя и устройств защиты от перегрузки, необходимых для обслуживания и защиты двигателя.

Частота — Для успешной работы частота двигателя должна соответствовать частоте энергосистемы (питания). В Северной Америке эта частота составляет 60 Гц (циклов). В других частях мира частота может быть 50 или 60 Гц.

Фаза — Эта концепция довольно проста в Соединенных Штатах. У вас либо однофазный, либо трехфазный двигатель.

Номинальная скорость при полной нагрузке — это приблизительная скорость двигателя в условиях полной нагрузки, когда напряжение и частота соответствуют номинальным значениям. Несколько более низкое значение, чем фактические цифры результатов лабораторных испытаний, обычно указывается на паспортной табличке, поскольку это значение может немного измениться из-за таких факторов, как производственные допуски, температура двигателя и колебания напряжения. На стандартных асинхронных двигателях скорость при полной нагрузке обычно составляет 9от 6% до 99% скорости холостого хода.

Класс изоляции и номинальная температура окружающей среды — Важнейшим элементом срока службы двигателя является максимальная температура в самой горячей точке двигателя. Температура, возникающая в этом месте, является комбинацией конструкции двигателя (повышение температуры) и температуры окружающей среды (окружающей среды). Стандартным способом указания этих компонентов является указание максимально допустимой температуры окружающей среды, обычно 40°C (104°F), и класса изоляции, используемого в конструкции двигателя. Доступные классы: B, F и H.

Номинальная мощность в л.с. — Мощность в л.с. является мерой ожидаемой работы двигателя. Это значение основано на крутящем моменте двигателя при полной нагрузке и номинальной скорости при полной нагрузке и рассчитывается следующим образом: мощность двигателя варьируется от 1 до 450 л. с. Если фактическая потребность нагрузки в лошадиных силах находится между двумя стандартными номиналами мощности в лошадиных силах, вам обычно следует выбирать двигатель большего размера для вашего приложения.

Время работы — Стандартные двигатели рассчитаны на непрерывную работу (24/7) при их номинальной нагрузке и максимальной температуре окружающей среды. Специализированные двигатели могут быть разработаны для «кратковременных» требований, когда все, что необходимо, — это повторно-кратковременный режим работы. Эти двигатели могут иметь кратковременный рейтинг от 5 минут до 60 минут. Определение NEMA для двигателей кратковременного действия выглядит следующим образом: «Все характеристики кратковременного действия основаны на соответствующих испытаниях кратковременной нагрузкой, которые должны начинаться только тогда, когда температура обмотки и других частей двигателя находится в пределах 5°C от температуры окружающей среды. во время испытания». Используя кратковременные номиналы, можно уменьшить размер, вес и стоимость двигателя, необходимого для определенных приложений. Например, вы можете установить асинхронный двигатель с 15-минутным номиналом для питания предпускового масляного насоса, используемого для предварительной смазки газотурбинного агрегата, потому что для этого типа двигателя было бы необычно работать более 15 минут подряд.

Кодовая буква с заблокированным ротором — Когда двигатели переменного тока запускаются с подачей полного напряжения, они создают пусковой ток, который обычно во много раз превышает значение тока полной нагрузки. Значение этого большого тока может быть важным для некоторых установок, поскольку оно может вызвать падение напряжения, которое может повлиять на другое оборудование. Есть два способа найти значение этого тока:

• Найдите его в технических характеристиках двигателя, предоставленных производителем. Это будет отмечено как ток заторможенного ротора.
• Используйте буквенное обозначение заблокированного ротора, которое определяет пусковой ток, необходимый для запуска двигателя.

Название и адрес производителя — Большинство производителей указывают свое имя и адрес на паспортной табличке двигателя.

Дополнительные данные паспортной таблички. В дополнение к обязательным элементам, указанным выше, дополнительная информация обычно содержится на паспортной табличке двигателя.

Типоразмер — В соответствии с системой NEMA большинство размеров двигателей стандартизированы и классифицированы по номеру типоразмера и буквенному обозначению. В двигателях с дробной мощностью размеры рамы представляют собой две цифры и представляют собой высоту вала двигателя от нижней части основания в шестнадцатых долях дюйма. Например, двигатель с рамой 56 будет иметь высоту вала (размер «D») 56/16 дюйма или 3,5 дюйма.

Для более крупных двигателей с трехзначным размером корпуса, от 143T до 449T, используется немного другая система, где первые две цифры представляют высоту вала в четвертях дюйма. Например, рама 326T будет иметь размер «D» 32 четверти дюйма или 8 дюймов. Хотя к нему не относится прямое измерение в дюймах, третья цифра трехзначного размера рамы, в данном случае 6, указывает длину корпуса двигателя. Чем длиннее корпус двигателя, тем больше расстояние между отверстиями для крепежных болтов в основании (т. е. больше размер «F»). Например, рама 145T имеет больший размер F, чем рама 143T.

При работе с метрическими двигателями (типа IEC) принцип такой же, как указано выше, за одним исключением — высота вала над основанием теперь указывается в миллиметрах, а не в дюймах. Размер рамы – это высота вала в миллиметрах.

NEMA design letter — Для некоторых типов машин могут потребоваться двигатели с особыми рабочими характеристиками. Например, краны и подъемники, которые должны запускаться с полной нагрузкой, могут потребовать двигателей с рабочими характеристиками, сильно отличающимися от тех, которые требуются для насосов и воздуходувок. Рабочие характеристики двигателя могут быть изменены путем изменения конструкции ламинирования, обмотки, ротора или любой комбинации этих трех элементов.

Большинство стандартных двигателей общего назначения соответствуют или превышают значения, указанные для двигателей конструкции B в стандарте NEMA MG-1 для двигателей и генераторов. Двигатели конструкции A иногда используются в приложениях, требующих высокого крутящего момента (вытягивания), например, в машинах для литья под давлением. Двигатели конструкции C выбираются для приложений, требующих высокого пускового момента (с заблокированным ротором), таких как наклонные конвейеры. Двигатели конструкции D, также называемые двигателями с высоким скольжением, иногда используются для привода лебедок и циклических нагрузок, таких как домкраты насосов для нефтяных скважин и низкоскоростные штамповочные прессы.

Рис. 1. На этих графиках показаны типичные кривые момент-скорость для двигателей конструкции A, B, C и D.

На рис. 1 показана общая форма кривых крутящий момент-скорость для двигателей с характеристиками NEMA Design A, B, C и D.

Имейте в виду, что кривые, показанные на рис. 1 и на боковой панели на стр. 24, являются общими. В реальных двигателях каждый двигатель будет иметь свои собственные значения, отличные от процентов, отраженных в этих цифрах.

Сервисный коэффициент — Сервисный коэффициент (SF) показывает, какую перегрузку может выдержать двигатель при нормальной работе в пределах правильных допусков по напряжению. Например, стандартный SF для двигателей с открытой каплезащитой (ODP) составляет 1,15. Это означает, что 10-сильный двигатель с 1,15 SF может обеспечить 11,5 л.с. при необходимости для кратковременного использования. Некоторые двигатели с дробной мощностью имеют более высокие коэффициенты эксплуатации, например 1,25, 1,35 и даже 1,50. Как правило, не рекомендуется выбирать двигатели для непрерывной работы с нагрузкой выше номинальной в области эксплуатационного коэффициента. Двигатели могут не обеспечивать достаточный пусковой и пусковой моменты, возможны неправильные параметры пускателя/перегрузки.

Традиционно полностью закрытые двигатели с вентиляторным охлаждением (TEFC) имели коэффициент полезного действия 1,0, но большинство производителей теперь предлагают двигатели TEFC с эксплуатационным коэффициентом 1,15, таким же, как у двигателей ODP. Большинство двигателей для опасных зон изготавливаются с коэффициентом полезного действия 1,0, но некоторые специализированные устройства доступны для приложений класса I с эксплуатационным коэффициентом 1,15.

Эффективность при полной нагрузке — По мере роста затрат на энергию усилия по сохранению стали более важными для коммерческих и промышленных операций. В результате стало важно, чтобы информация об эффективности при полной нагрузке всегда была доступна на паспортных табличках двигателей. КПД выражается в процентах и ​​показывает, насколько хорошо двигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Чем ближе это значение к 100%, тем ниже будет стоимость потребления электроэнергии.

Как правило, двигатели большего размера более эффективны, чем двигатели меньшего размера. Сегодняшние высокоэффективные трехфазные двигатели имеют КПД в диапазоне от 86,5% при 1 л.с. до 95,8% при 300 л.с. Значение КПД, указанное на паспортной табличке, представляет собой номинальный КПД при полной нагрузке, определенный с помощью очень точного динамометра и процедуры, описанной в стандарте IEEE 112, метод B. Номинальное значение — это среднее значение, которое было бы, если бы использовалось значительное количество одинаковых двигателей. были испытаны, и было определено среднее значение партии. Некоторые двигатели могут иметь более высокое значение, а другие могут быть более низкими, но среднее значение всех протестированных устройств отображается как номинальное значение, указанное на паспортной табличке.

Гарантированный минимум — это еще одна эффективность, которая иногда указывается на заводской табличке. Это значение определяется из математической зависимости, которая предполагает, что наихудший КПД любого двигателя в партии, используемый для определения среднего (номинального) значения, может иметь потери на 20% выше среднего. В результате каждое номинальное значение эффективности будет иметь соответствующее минимальное значение эффективности. Вы можете просмотреть эти значения в таблице 12-8 в NEMA MG-1.

Коэффициент мощности — Коэффициент мощности — это отношение ватт нагрузки двигателя к вольтамперам при полной нагрузке. Коэффициент мощности двигателя изменяется в зависимости от его нагрузки. Коэффициент мощности минимален на холостом ходу и увеличивается при приложении к двигателю дополнительной нагрузки. Коэффициент мощности обычно достигает пика при полной нагрузке двигателя или почти при ней.

Финальный отжим. Замена двигателей становится намного проще, когда вы можете быстро распознать ключевые элементы, которые описывают размер двигателя, скорость, напряжение, физические размеры и рабочие характеристики. Вся эта и другая информация обычно указана на паспортной табличке двигателя. Вы несете ответственность за то, чтобы правильно интерпретировать информацию на этой заводской табличке, правильно применять ее в полевых условиях и проверять соответствие NEMA, IEC или другим отраслевым стандартам.

Примечание редактора: Этот текст был написан Эдом Каверном, когда он был региональным менеджером Baldor Electric Co. в Уоллингфорде, штат Коннектикут. С тех пор он вышел на пенсию .

Боковая панель: тонкая взаимосвязь скорости двигателя и крутящего момента

Это типичная кривая скорости вращения для стандартного асинхронного двигателя переменного тока.

Важно понимать некоторые детали работы двигателя, как показано на типичной кривой крутящий момент-скорость в Рисунок вправо. График показывает, что происходит с выходным крутящим моментом и скоростью двигателя, когда двигатель запускается с приложенным полным напряжением.

Двигатель изначально имеет нулевую скорость и развивает крутящий момент с заблокированным ротором (точка A). Когда двигатель разгоняется, некоторые конструкции двигателей создают небольшое падение крутящего момента. Если да, то самая нижняя точка на этой кривой называется втягивающим или подтягивающим моментом (точка B). По мере дальнейшего увеличения скорости крутящий момент обычно увеличивается до самой высокой точки на кривой (точка C), которая называется отрывным или опрокидывающим крутящим моментом. Наконец, когда двигатель нагружается до момента полной нагрузки, скорость двигателя стабилизируется (точка D).

Если двигатель ничего не приводит в движение, его скорость увеличивается до скорости холостого хода или синхронной скорости (точка E). Например, для четырехполюсного двигателя, работающего на частоте 60 Гц, скорость холостого хода может составлять 1799 об/мин, а синхронная скорость — 1800 об/мин.

Каждая из этих точек (A, B, C и D) имеет абсолютные значения (обычно выраженные в фунто-футах). Однако они часто указываются в процентах от крутящего момента при полной нагрузке. Например, четырехполюсный двигатель мощностью 20 л.с., частотой 60 Гц может иметь крутящий момент при полной нагрузке 590,5 фунт-фут и крутящий момент заблокированного ротора 116 фунт-фут. Это отображается как: (116÷59,5)×100=195%

Точно так же разрушающий крутящий момент 199 фунт-футов может быть показан как: (199÷59,5)×100=334%

Майкл Фарадей | Биография, изобретения и факты

Майкл Фарадей

Смотреть все СМИ

Дата рождения:

22 сентября 1791 г. Ньюингтон Лондон Англия

Умер:

25 августа 1867 г. (75 лет) Ричмонд-апон-Темза Англия

Награды и награды:

Медаль Копли (1838 г.) Медаль Копли (1832 г.)

Предметы изучения:

бензол электролиз электромагнетизм галоидоуглерод статическое электричество

Просмотреть весь связанный контент →

Самые популярные вопросы

Почему так важен Майкл Фарадей?

Английский физик и химик Майкл Фарадей был одним из величайших ученых 19 века. Его многочисленные эксперименты внесли большой вклад в понимание электромагнетизма.

Каким было детство Майкла Фарадея?

Отец Майкла Фарадея был кузнецом. Его мать была деревенской женщиной большого спокойствия и мудрости. Фарадей был одним из четырех детей, которые часто голодали, так как их отец часто болел и не мог стабильно работать. В раннем возрасте Фарадей начал зарабатывать деньги, разнося газеты для книготорговца и переплетчика.

Где учился Майкл Фарадей?

Майкл Фарадей получил базовое образование в воскресной школе. Когда он был учеником переплетчика, ему предложили билет на химические лекции Хамфри Дэви. Лекции вдохновили Фарадея стать ученым. В конце концов он стал лаборантом Дэви, что позволило ему изучать химию у одного из величайших практиков того времени.

Что открыл Майкл Фарадей?

В 1820 году Майкл Фарадей получил первые известные соединения углерода и хлора. В 1825 году он выделил и описал бензол. Более того, в 1821 году он изобрел первый электродвигатель, а в начале 1830-х открыл способ преобразования механической энергии в электричество в больших масштабах, создав первый электрический генератор.

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

Майкл Фарадей (родился 22 сентября 1791, Ньюингтон, графство Суррей, Англия — умер 25 августа 1867, Хэмптон-Корт, графство Суррей), английский физик и химик, чьи многочисленные эксперименты внесли большой вклад в понимание электромагнетизма.

Фарадей, ставший одним из величайших ученых 19 века, начинал свою карьеру как химик. Он написал руководство по практической химии, свидетельствующее о его мастерстве в технических аспектах своего искусства, открыл ряд новых органических соединений, в том числе бензол, и первым осуществил сжижение «постоянного» газа (т. быть неспособным к разжижению). Однако его главный вклад был в области электричества и магнетизма. Он первым произвел электрический ток из магнитного поля, изобрел первый электродвигатель и динамо-машину, продемонстрировал связь между электричеством и химической связью, открыл влияние магнетизма на свет, а также открыл и назвал диамагнетизм — своеобразное поведение некоторых веществ в сильных магнитных полях. Он обеспечил экспериментальную и большую часть теоретической основы, на которой Джеймс Клерк Максвелл построил классическую теорию электромагнитного поля.

Майкл Фарадей родился в деревне Ньюингтон, графство Суррей, ныне часть Южного Лондона. Его отец был кузнецом, мигрировавшим с севера Англии в начале 1791 года в поисках работы. Его мать была очень спокойной и мудрой деревенской женщиной, которая эмоционально поддерживала своего сына в трудное детство. Фарадей был одним из четырех детей, всем из которых было трудно прокормиться, так как их отец часто болел и не мог стабильно работать. Позже Фарадей вспоминал, что ему дали одну буханку хлеба, которой ему хватило на неделю. Семья принадлежала к небольшой христианской секте, называемой сандеманианцами, которая обеспечивала духовную поддержку Фарадея на протяжении всей его жизни. Это было единственное самое важное влияние на него и сильно повлияло на то, как он подходил к природе и интерпретировал ее.

Фарадей получил лишь зачатки образования, научившись читать, писать и считать в церковной воскресной школе. В раннем возрасте он начал зарабатывать деньги, разнося газеты для книготорговца и переплетчика, а в 14 лет поступил к этому человеку в ученики. В отличие от других учеников, Фарадей воспользовался возможностью, чтобы прочитать некоторые книги, принесенные для переплета. Статья об электричестве в третьем издании Британской энциклопедии особенно очаровала его. Используя старые бутылки и пиломатериалы, он сделал грубый электростатический генератор и провел простые эксперименты. Он также построил слабый гальванический столб, с которым проводил эксперименты по электрохимии.

Тест “Британника”

Физика и законы природы

Какая сила замедляет движение? Каждому действию есть равное и противоположное что? В этом викторине по физике нет ничего, что E = mc было бы квадратным.

Прекрасная возможность для Фарадея представилась, когда ему предложили билет на химические лекции сэра Хамфри Дэви в Королевском институте Великобритании в Лондоне. Фарадей пошел, посидел, погрузившись во все это, записал лекции в свои конспекты и вернулся к переплетному делу с, казалось бы, несбыточной надеждой попасть в храм науки. Он отправил переплетенную копию своих заметок Дэви вместе с письмом с просьбой о приеме на работу, но его не открыли. Однако Дэви не забыл, и когда одного из его лаборантов уволили за драку, он предложил Фарадею работу. Фарадей начинал как лаборант Дэви и изучал химию у локтя одного из величайших практиков того времени. С некоторой долей правды говорят, что Фарадей был величайшим открытием Дэви.

Когда Фарадей присоединился к Дэви в 1812 году, Дэви находился в процессе революции в химии того времени. Антуан-Лоран Лавуазье, француз, которого обычно считают основателем современной химии, в 1770-х и 1780-х годах провел реорганизацию химических знаний, настаивая на нескольких простых принципах. Среди них было то, что кислород был уникальным элементом, поскольку он был единственным сторонником горения, а также элементом, лежащим в основе всех кислот. Дэви, обнаружив натрий и калий с помощью мощного тока гальванической батареи для разложения оксидов этих элементов, обратился к разложению соляной (соляной) кислоты, одной из самых сильных известных кислот. Продуктами разложения были водород и зеленый газ, который поддерживал горение и при соединении с водой образовывал кислоту. Дэви пришел к выводу, что этот газ был элементом, которому он дал название хлор, и что в соляной кислоте вообще не было кислорода. Следовательно, кислотность была результатом не присутствия кислотообразующего элемента, а какого-то другого условия. Чем еще могло быть это состояние, как не физической формой самой молекулы кислоты? Затем Дэви предположил, что химические свойства определяются не только конкретными элементами, но и тем, как эти элементы расположены в молекулах. Придя к этой точке зрения, он находился под влиянием атомной теории, которая также имела важные последствия для мысли Фарадея. Эта теория, предложенная в 18 веке Руджеро Джузеппе Босковичем, утверждала, что атомы представляют собой математические точки, окруженные чередующимися полями сил притяжения и отталкивания. Истинный элемент состоял из одной такой точки, а химические элементы состояли из нескольких таких точек, относительно которых результирующие силовые поля могли быть весьма сложными. Молекулы, в свою очередь, были построены из этих элементов, а химические свойства как элементов, так и соединений были результатом окончательных моделей сил, окружающих сгустки точечных атомов. Следует особо отметить одно свойство таких атомов и молекул: они могут подвергаться значительному напряжению или натяжению до того, как «связи», удерживающие их вместе, будут разорваны. Эти напряжения должны были стать центральными в идеях Фарадея об электричестве.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Второе ученичество Фарадея под руководством Дэви подошло к концу в 1820 году. К тому времени он изучил химию так тщательно, как никто другой. У него также были широкие возможности практиковать химические анализы и лабораторные методы до полного мастерства, и он развил свои теоретические взгляды до такой степени, что они могли направлять его в его исследованиях. Затем последовал ряд открытий, поразивших научный мир.

Фарадей рано прославился как химик. Его репутация химика-аналитика привела к тому, что его вызвали в качестве свидетеля-эксперта на судебные процессы, а также к созданию клиентуры, чьи гонорары помогли поддержать Королевский институт. В 1820 году он получил первые известные соединения углерода и хлора, C ₂ Cl ₆ и C ₂ Cl ₄ . Эти соединения были получены путем замены водорода на хлор в «олефиновом газе» (этилене), что вызвало первые реакции замещения. (Позднее такие реакции поставят под сомнение господствующую теорию химических соединений, предложенную Йонсом Якобом Берцелиусом.) В 1825 году в результате исследований светящихся газов Фарадей выделил и описал бензол. В 1820-х годах он также проводил исследования стальных сплавов, помогая заложить основы научной металлургии и металлографии. Выполняя задание Лондонского королевского общества по улучшению качества оптического стекла для телескопов, он изготовил стекло с очень высоким показателем преломления, что привело его в 1845 году к открытию диамагнетизма. В 1821 году он женился на Саре Барнард, поселился на постоянной основе в Королевском институте и начал серию исследований по электричеству и магнетизму, которые произвели революцию в физике.

В 1820 году Ганс Христиан Эрстед объявил об открытии того, что протекание электрического тока по проводу создает магнитное поле вокруг провода. Андре-Мари Ампер показал, что магнитная сила, по-видимому, была круговой, создавая на самом деле цилиндр магнетизма вокруг провода. Такой круговой силы никогда прежде не наблюдалось, и Фарадей был первым, кто понял, что она означает. Если бы магнитный полюс можно было изолировать, он должен был бы постоянно двигаться по окружности вокруг провода с током. Изобретательность и лабораторные навыки Фарадея позволили ему сконструировать аппарат, подтверждающий этот вывод. Это устройство, которое преобразовывало электрическую энергию в механическую, было первым электродвигателем.

Это открытие привело Фарадея к размышлениям о природе электричества. В отличие от своих современников, он не был убежден, что электричество — это материальная жидкость, которая течет по проводам, как вода по трубе. Вместо этого он думал об этом как о вибрации или силе, которая каким-то образом передавалась в результате натяжения, создаваемого в проводнике. Одним из его первых экспериментов после открытия им электромагнитного вращения было пропускание луча поляризованного света через раствор, в котором происходило электрохимическое разложение, чтобы обнаружить межмолекулярные напряжения, которые, по его мнению, должны быть вызваны прохождением электрического тока. В течение 1820-х годов он постоянно возвращался к этой идее, но всегда безрезультатно.

Весной 1831 года Фарадей начал работать с Чарльзом (впоследствии сэром Чарльзом) Уитстоном над теорией звука, еще одного вибрационного явления. Он был особенно очарован узорами (известными как фигуры Хладни), образующимися из легкого порошка, нанесенного на железные пластины, когда эти пластины приводились в вибрацию скрипичным смычком. Здесь была продемонстрирована способность динамической причины создавать статический эффект, что, по его убеждению, происходило в проводе с током. Еще большее впечатление на него произвел тот факт, что такие узоры можно было наводить на одной тарелке, наклоняя рядом другую. Такая акустическая индукция, по-видимому, лежала в основе его самого известного эксперимента. 29 августаВ 1831 году Фарадей обмотал толстое железное кольцо с одной стороны изолированным проводом, который был соединен с батареей. Затем он обмотал противоположную сторону проводом, подключенным к гальванометру. Он ожидал, что «волна» будет производиться, когда цепь батареи будет замкнута, и что волна проявит себя как отклонение гальванометра во второй цепи. Он замкнул первичную цепь и, к своему удовольствию и удовольствию, увидел, как подскочила стрелка гальванометра. Ток индуцировался во вторичной обмотке током в первичной. Однако, когда он разомкнул цепь, он был поражен, увидев скачок гальванометра в противоположном направлении. Каким-то образом отключение тока также создало индуцированный ток, равный и противоположный первоначальному току, во вторичной цепи. Это явление побудило Фарадея предложить то, что он назвал «электротоническим» состоянием частиц в проводе, которое он рассматривал как состояние напряжения. Таким образом, течение представлялось установлением такого состояния напряжения или разрушением такого состояния. Хотя он не мог найти экспериментальных доказательств электротонического состояния, он никогда полностью не отказывался от этой концепции, и она сформировала большую часть его более поздних работ.

Осенью 1831 года Фарадей попытался определить, как возникает индуцированный ток. Его первоначальный эксперимент включал мощный электромагнит, созданный обмоткой первичной катушки. Теперь он попытался создать ток с помощью постоянного магнита. Он обнаружил, что, когда постоянный магнит перемещали в катушку с проволокой и из нее, в катушке индуцировался ток. Он знал, что магниты окружены силами, которые можно сделать видимыми, просто посыпав железными опилками карту, которую держат над ними. Фарадей видел «силовые линии», обнаруживаемые таким образом как линии напряжения в среде, а именно в воздухе, окружающей магнит, и вскоре открыл закон, определяющий производство электрических токов магнитами: величина тока зависела от числа силовых линий, пересекаемых проводником в единицу времени.