Электромагнитная индукция — материалы для подготовки к ЕГЭ по Физике
Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев
Темы кодификатора ЕГЭ: явление электромагнитной индукции, магнитный поток, закон электромагнитной индукции Фарадея, правило Ленца.Опыт Эрстеда показал, что электрический ток создаёт в окружающем пространстве магнитное поле. Майкл Фарадей пришёл к мысли, что может существовать и обратный эффект: магнитное поле, в свою очередь, порождает электрический ток.
Иными словами, пусть в магнитном поле находится замкнутый проводник; не будет ли в этом проводнике возникать электрический ток под действием магнитного поля?
Через десять лет поисков и экспериментов Фарадею наконец удалось этот эффект обнаружить. В 1831 году он поставил следующие опыты.
1. На одну и ту же деревянную основу были намотаны две катушки; витки второй катушки были проложены между витками первой и изолированы.
Выводы первой катушки подключались к источнику тока, выводы второй катушки — к гальванометру (гальванометр — чувствительный прибор для измерения малых токов). Таким образом, получались два контура: «источник тока — первая катушка» и «вторая катушка — гальванометр».
Электрического контакта между контурами не было, только лишь магнитное поле первой катушки пронизывало вторую катушку.
При замыкании цепи первой катушки гальванометр регистрировал короткий и слабый импульс тока во второй катушке.
Когда по первой катушке протекал постоянный ток, никакого тока во второй катушке не возникало.
При размыкании цепи первой катушки снова возникал короткий и слабый импульс тока во второй катушке, но на сей раз в обратном направлении по сравнению с током при замыкании цепи.
Вывод.
Меняющееся во времени магнитное поле первой катушки порождает (или, как говорят, индуцирует) электрический ток во второй катушке. Этот ток называется индукционным током.
Если магнитное поле первой катушки увеличивается (в момент нарастания тока при замыкании цепи), то индукционный ток во второй катушке течёт в одном направлении.
Если магнитное поле первой катушки уменьшается (в момент убывания тока при размыкании цепи), то индукционный ток во второй катушке течёт в другом направлении.
Если магнитное поле первой катушки не меняется (постоянный ток через неё), то индукционного тока во второй катушке нет.
Обнаруженное явление Фарадей назвал электромагнитной индукцией (т. е. «наведение электричества магнетизмом»).
2. Для подтверждения догадки о том, что индукционный ток порождается переменным магнитным полем, Фарадей перемещал катушки друг относительно друга. Цепь первой катушки всё время оставалась замкнутой, по ней протекал постоянный ток, но за счёт перемещения (сближения или удаления) вторая катушка оказывалась в переменном магнитном поле первой катушки.
Гальванометр снова фиксировал ток во второй катушке.
Индукционный ток имел одно направление при сближении катушек, и другое — при их удалении.
3. Первая катушка была заменена постоянным магнитом. При внесении магнита внутрь второй катушки возникал индукционный ток. При выдвигании магнита снова появлялся ток, но в другом направлении. И опять-таки сила индукционного тока была тем больше, чем быстрее двигался магнит.
Эти и последующие опыты показали, что индукционный ток в проводящем контуре возникает во всех тех случаях, когда меняется «количество линий» магнитного поля, пронизывающих контур. Сила индукционного тока оказывается тем больше, чем быстрее меняется это количество линий. Направление тока будет одним при увеличении количества линий сквозь контур, и другим — при их уменьшении.
Замечательно, что для величины силы тока в данном контуре важна лишь скорость изменения количества линий. Что конкретно при этом происходит, роли не играет — меняется ли само поле, пронизывающее неподвижный контур, или же контур перемещается из области с одной густотой линий в область с другой густотой.
Такова суть закона электромагнитной индукции. Но, чтобы написать формулу и производить расчёты, нужно чётко формализовать расплывчатое понятие «количество линий поля сквозь контур».
Магнитный поток
Понятие магнитного потока как раз и является характеристикой количества линий магнитного поля, пронизывающих контур.
Для простоты мы ограничиваемся случаем однородного магнитного поля. Рассмотрим контур площади , находящийся в магнитном поле с индукцией .
Пусть сначала магнитное поле перпендикулярно плоскости контура (рис. 1).
Рис. 1.
В этом случае магнитный поток определяется очень просто — как произведение индукции магнитного поля на площадь контура:
(1)
Теперь рассмотрим общий случай, когда вектор образует угол с нормалью к плоскости контура (рис. 2).
Рис. 2.
Мы видим, что теперь сквозь контур «протекает» лишь перпендикулярная составляющая вектора магнитной индукции (а та составляющая, которая параллельна контуру, не «течёт» сквозь него).
Поэтому, согласно формуле (1), имеем . Но , поэтому
(2)
Это и есть общее определение магнитного потока в случае однородного магнитного поля. Обратите внимание, что если вектор параллелен плоскости контура (то есть ), то магнитный поток становится равным нулю.
А как определить магнитный поток, если поле не является однородным? Укажем лишь идею. Поверхность контура разбивается на очень большое число очень маленьких площадок, в пределах которых поле можно считать однородным. Для каждой площадки вычисляем свой маленький магнитный поток по формуле (2), а затем все эти магнитные потоки суммируем.
Единицей измерения магнитного потока является вебер (Вб). Как видим,
Вб = Тл · м = В · с. (3)
Почему же магнитный поток характеризует «количество линий» магнитного поля, пронизывающих контур? Очень просто. «Количество линий» определяется их густотой (а значит, величиной — ведь чем больше индукция, тем гуще линии) и «эффективной» площадью, пронизываемой полем (а это есть не что иное, как ).
Но множители и как раз и образуют магнитный поток!
Теперь мы можем дать более чёткое определение явления электромагнитной индукции, открытого Фарадеем.
Электромагнитная индукция — это явление возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего контур.
ЭДС индукции
Каков механизм возникновения индукционного тока? Это мы обсудим позже. Пока ясно одно: при изменении магнитного потока, проходящего через контур, на свободные заряды в контуре действуют некоторые силы — сторонние силы, вызывающие движение зарядов.
Как мы знаем, работа сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда вокруг контура называется электродвижущей силой (ЭДС): . В нашем случае, когда меняется магнитный поток сквозь контур, соответствующая ЭДС называется ЭДС индукции и обозначается .
Итак, ЭДС индукции — это работа сторонних сил, возникающих при изменении магнитного потока через контур, по перемещению единичного положительного заряда вокруг контура.
Природу сторонних сил, возникающих в данном случае в контуре, мы скоро выясним.
Закон электромагнитной индукции Фарадея
Сила индукционного тока в опытах Фарадея оказывалась тем больше, чем быстрее менялся магнитный поток через контур.
Если за малое время изменение магнитного потока равно , то скорость изменения магнитного потока — это дробь (или, что тоже самое, производная магнитного потока по времени).
Опыты показали, что сила индукционного тока прямо пропорциональна модулю скорости изменения магнитного потока:
Модуль поставлен для того, чтобы не связываться пока с отрицательными величинами (ведь при убывании магнитного потока будет ). Впоследствии мы это модуль снимем.
Из закона Ома для полной цепи мы в то же время имеем: . Поэтому ЭДС индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока:
(4)
ЭДС измеряется в вольтах. Но и скорость изменения магнитного потока также измеряется в вольтах! Действительно, из (3) мы видим, что Вб/с = В.
(5)
Это и есть закон электромагнитной индукции или закон Фарадея. Дадим его словесную формулировку.
Закон электромагнитной индукции Фарадея. При изменении магнитного потока, пронизывающего контур, в этом контуре возникает ЭДС индукции, равная модулю скорости изменения магнитного потока.
Правило Ленца
Магнитный поток, изменение которого приводит к появлению индукционного тока в контуре, мы будем называть внешним магнитным потоком. А само магнитное поле, которое создаёт этот магнитный поток, мы будем называть внешним магнитным полем.
Зачем нам эти термины? Дело в том, что индукционный ток, возникающий в контуре, создаёт своё собственное магнитное поле, которое по принципу суперпозиции складывается с внешним магнитным полем.
Соответственно, наряду с внешним магнитным потоком через контур будет проходить собственный магнитный поток, создаваемый магнитным полем индукционного тока.
Оказывается, эти два магнитных потока — собственный и внешний — связаны между собой строго определённым образом.
Правило Ленца . Индукционный ток всегда имеет такое направление, что собственный магнитный поток препятствует изменению внешнего магнитного потока .
Правило Ленца позволяет находить направление индукционного тока в любой ситуации.
Рассмотрим некоторые примеры применения правила Ленца.
Предположим, что контур пронизывается магнитным полем, которое возрастает со временем (рис. (3)). Например, мы приближаем снизу к контуру магнит, северный полюс которого направлен в данном случае вверх, к контуру.
Магнитный поток через контур увеличивается. Индукционный ток будет иметь такое направление, чтобы создаваемый им магнитный поток препятствовал увеличению внешнего магнитного потока.
Для этого магнитное поле, создаваемое индукционным током, должно быть направлено против внешнего магнитного поля.
Индукционный ток течёт против часовой стрелки, если смотреть со стороны создаваемого им магнитного поля. В данном случае ток будет направлен по часовой стрелке, если смотреть сверху, со стороны внешнего магнитного поля, как и показано на (рис. (3)).
Рис. 3. Магнитный поток возрастает
Теперь предположим, что магнитное поле, пронизывающее контур, уменьшается со временем (рис. 4). Например, мы удаляем магнит вниз от контура, а северный полюс магнита направлен на контур.
Рис. 4. Магнитный поток убывает
Магнитный поток через контур уменьшается. Индукционный ток будет иметь такое направление, чтобы его собственный магнитный поток поддерживал внешний магнитный поток, препятствуя его убыванию. Для этого магнитное поле индукционного тока должно быть направлено в ту же сторону , что и внешнее магнитное поле.
В этом случае индукционный ток потечёт против часовой стрелки, если смотреть сверху, со стороны обоих магнитных полей.
Взаимодействие магнита с контуром
Итак, приближение или удаление магнита приводит к появлению в контуре индукционного тока, направление которого определяется правилом Ленца. Но ведь магнитное поле действует на ток! Появится сила Ампера, действующая на контур со стороны поля магнита. Куда будет направлена эта сила?
Если вы хотите хорошо разобраться в правиле Ленца и в определении направления силы Ампера, попробуйте ответить на данный вопрос самостоятельно. Это не очень простое упражнение и отличная задача для С1 на ЕГЭ. Рассмотрите четыре возможных случая.
1. Магнит приближаем к контуру, северный полюс направлен на контур.
2. Магнит удаляем от контура, северный полюс направлен на контур.
3. Магнит приближаем к контуру, южный полюс направлен на контур.
4. Магнит удаляем от контура, южный полюс направлен на контур.
Не забывайте, что поле магнита не однородно: линии поля расходятся от северного полюса и сходятся к южному. Это очень существенно для определения результирующей силы Ампера. Результат получается следующий.
Если приближать магнит, то контур отталкивается от магнита. Если удалять магнит, то контур притягивается к магниту. Таким образом, если контур подвешен на нити, то он всегда будет отклоняться в сторону движения магнита, словно следуя за ним. Расположение полюсов магнита при этом роли не играет .
Уж во всяком случае вы должны запомнить этот факт — вдруг такой вопрос попадётся в части А1
Результат этот можно объяснить и из совершенно общих соображений — при помощи закона сохранения энергии.
Допустим, мы приближаем магнит к контуру. В контуре появляется индукционный ток. Но для создания тока надо совершить работу! Кто её совершает? В конечном счёте — мы, перемещая магнит. Мы совершаем положительную механическую работу, которая преобразуется в положительную работу возникающих в контуре сторонних сил, создающих индукционный ток.
Итак, наша работа по перемещению магнита должна быть положительна . Это значит, что мы, приближая магнит, должны преодолевать силу взаимодействия магнита с контуром, которая, стало быть, является силой отталкивания .
Теперь удаляем магнит. Повторите, пожалуйста, эти рассуждения и убедитесь, что между магнитом и контуром должна возникнуть сила притяжения.
Закон Фарадея + Правило Ленца = Снятие модуля
Выше мы обещали снять модуль в законе Фарадея (5). Правило Ленца позволяет это сделать. Но сначала нам нужно будет договориться о знаке ЭДС индукции — ведь без модуля, стоящего в правой части (5), величина ЭДС может получаться как положительной, так и отрицательной.
Прежде всего, фиксируется одно из двух возможных направлений обхода контура. Это направление объявляется положительным . Противоположное направление обхода контура называется, соответственно, отрицательным . Какое именно направление обхода мы берём в качестве положительного, роли не играет — важно лишь сделать этот выбор.
Магнитный поток через контур считается положительным , если магнитное поле, пронизывающее контур, направлено туда, глядя откуда обход контура в положительном направлении совершается против часовой стрелки. Если же с конца вектора магнитной индукции положительное направление обхода видится по часовой стрелке, то магнитный поток считается отрицательным .
ЭДС индукции считается положительной , если индукционный ток течёт в положительном направлении. В этом случае направление сторонних сил, возникающих в контуре при изменении магнитного потока через него, совпадает с положительным направлением обхода контура.
Наоборот, ЭДС индукции считается отрицательной , если индукционный ток течёт в отрицательном направлении. Сторонние силы в данном случае также будут действовать вдоль отрицательного направления обхода контура.
Итак, пусть контур находится в магнитном поле . Фиксируем направление положительного обхода контура. Предположим, что магнитное поле направлено туда, глядя откуда положительный обход совершается против часовой стрелки.
Тогда магнитный поток положителен: .
Предположим, далее, что магнитный поток увеличивается . Согласно правилу Ленца индукционный ток потечёт в отрицательном направлении (рис. 5).
Рис. 5. Магнитный поток возрастает
Стало быть, в данном случае имеем . Знак ЭДС индукции оказался противоположен знаку скорости изменения магнитного потока. Проверим это в другой ситуации.
А именно, предположим теперь, что магнитный поток убывает . По правилу Ленца индукционный ток потечёт в положительном направлении. Стало быть, (рис. 6).
Рис. 6. Магнитный поток возрастает
Таков в действительности общий факт: при нашей договорённости о знаках правило Ленца всегда приводит к тому, что знак ЭДС индукции противоположен знаку скорости изменения магнитного потока :
(6)
Тем самым ликвидирован знак модуля в законе электромагнитной индукции Фарадея.
Вихревое электрическое поле
Рассмотрим неподвижный контур, находящийся в переменном магнитном поле.
Каков же механизм возникновения индукционного тока в контуре? А именно, какие силы вызывают движение свободных зарядов, какова природа этих сторонних сил?
Пытаясь ответить на эти вопросы, великий английский физик Максвелл открыл фундаментальное свойство природы: меняющееся во времени магнитное поле порождает поле электрическое . Именно это электрическое поле и действует на свободные заряды, вызывая индукционный ток.
Линии возникающего электрического поля оказываются замкнутыми, в связи с чем оно было названо вихревым электрическим полем . Линии вихревого электрического поля идут вокруг линий магнитного поля и направлены следующим образом.
Пусть магнитное поле увеличивается. Если в нём находится проводящий контур, то индукционный ток потечёт в соответствии с правилом Ленца — по часовой стрелке, если смотреть с конца вектора . Значит, туда же направлена и сила, действующая со стороны вихревого электрического поля на положительные свободные заряды контура; значит, именно туда направлен вектор напряжённости вихревого электрического поля.
Итак, линии напряжённости вихревого электрического поля направлены в данном случае по часовой стрелке (смотрим с конца вектора , (рис. 7).
Рис. 7. Вихревое электрическое поле при увеличении магнитного поля
Наоборот, если магнитное поле убывает, то линии напряжённости вихревого электрического поля направлены против часовой стрелки (рис. 8).
Рис. 8. Вихревое электрическое поле при уменьшении магнитного поля
Теперь мы можем глубже понять явление электромагнитной индукции. Суть его состоит именно в том, что переменное магнитное поле порождает вихревое электрическое поле. Данный эффект не зависит от того, присутствует ли в магнитном поле замкнутый проводящий контур или нет; с помощью контура мы лишь обнаруживаем это явление, наблюдая индукционный ток.
Вихревое электрическое поле по некоторым свойствам отличается от уже известных нам электрических полей: электростатического поля и стационарного поля зарядов, образующих постоянный ток.
1. Линии вихревого поля замкнуты, тогда как линии электростатического и стационарного полей начинаются на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных.
2. Вихревое поле непотенциально: его работа перемещению заряда по замкнутому контуру не равна нулю. Иначе вихревое поле не могло бы создавать электрический ток! В то же время, как мы знаем, электростатическое и стационарное поля являются потенциальными.
Итак, ЭДС индукции в неподвижном контуре — это работа вихревого электрического поля по перемещению единичного положительного заряда вокруг контура .
Пусть, например, контур является кольцом радиуса и пронизывается однородным переменным магнитным полем. Тогда напряжённость вихревого электрического поля одинакова во всех точках кольца. Работа силы , с которой вихревое поле действует на заряд , равна:
Следовательно, для ЭДС индукции получаем:
ЭДС индукции в движущемся проводнике
Если проводник перемещается в постоянном магнитном поле, то в нём также появляется ЭДС индукции.
Однако причиной теперь служит не вихревое электрическое поле (оно не возникает — ведь магнитное поле постоянно), а действие силы Лоренца на свободные заряды проводника.
Рассмотрим ситуацию, которая часто встречается в задачах. В горизонтальной плоскости расположены параллельные рельсы, расстояние между которыми равно . Рельсы находятся в вертикальном однородном магнитном поле . По рельсам движется тонкий проводящий стержень со скоростью ; он всё время остаётся перпендикулярным рельсам (рис. 9).
Рис. 9. Движение проводника в магнитном поле
Возьмём внутри стержня положительный свободный заряд . Вследствие движения этого заряда вместе со стержнем со скоростью на заряд будет действовать сила Лоренца:
Направлена эта сила вдоль оси стержня, как показано на рисунке (убедитесь в этом сами — не забывайте правило часовой стрелки или левой руки!).
Сила Лоренца играет в данном случае роль сторонней силы: она приводит в движение свободные заряды стержня.
При перемещении заряда от точки к точке наша сторонняя сила совершит работу:
(Длину стержня мы также считаем равной .) Стало быть, ЭДС индукции в стержне окажется равной:
(7)
Таким образом, стержень аналогичен источнику тока с положительной клеммой и отрицательной клеммой . Внутри стержня за счёт действия сторонней силы Лоренца происходит разделение зарядов: положительные заряды двигаются к точке , отрицательные — к точке .
Допустим сначала,что рельсы непроводят ток.Тогда движение зарядов в стержне постепенно прекратится. Ведь по мере накопления положительных зарядов на торце и отрицательных зарядов на торце будет возрастать кулоновская сила, с которой положительный свободный заряд отталкивается от и притягивается к — и в какой-то момент эта кулоновская сила уравновесит силу Лоренца. Между концами стержня установится разность потенциалов, равная ЭДС индукции (7).
Теперь предположим, что рельсы и перемычка являются проводящими.
Тогда в цепи возникнет индукционный ток; он пойдёт в направлении (от «плюса источника» к «минусу» N). Предположим, что сопротивление стержня равно (это аналог внутреннего сопротивления источника тока), а сопротивление участка равно (сопротивление внешней цепи). Тогда сила индукционного тока найдётся по закону Ома для полной цепи:
Замечательно, что выражение (7) для ЭДС индукции можно получить также с помощью закона Фарадея. Сделаем это.
За время наш стержень проходит путь и занимает положение (рис. 9). Площадь контура возрастает на величину площади прямоугольника :
Магнитный поток через контур увеличивается. Приращение магнитного потока равно:
Скорость изменения магнитного потока положительна и равна ЭДС индукции:
Мы получили тот же самый результат, что и в (7). Направление индукционного тока, заметим, подчиняется правилу Ленца. Действительно, раз ток течёт в направлении , то его магнитное поле направлено противоположно внешнему полю и, стало быть, препятствует возрастанию магнитного потока через контур.
На этом примере мы видим, что в ситуациях, когда проводник движется в магнитном поле, можно действовать двояко: либо с привлечением силы Лоренца как сторонней силы, либо с помощью закона Фарадея. Результаты будут получаться одинаковые.
Урок физики в 9-м классе «Электромагнитное поле»
Цели урока:
образовательные: изучить новое понятие “электромагнитное поле”; повторить ранее пройденные определения электрического поля, магнитного поля, условия их возникновения, свойства; закрепить правила правой и левой руки с помощью упражнений.
воспитательные: воспитывать добросовестное отношение к учебе, прививать навыки как самостоятельной работы, так и работы в коллективе, воспитывать познавательную потребность и интерес к предмету.
развивающие: развивать способность быстро воспринимать информацию и выполнять необходимые задания; развивать логическое мышление и внимание, умение анализировать, сопоставлять полученные результаты, делать соответствующие выводы.
Оборудование: проводник с током и магнитная стрелка для проведения опыта Эрстеда; катушка, соединённая с гальванометром, постоянный магнит для демонстрации явления электромагнитной индукции.
Ход урока.
Организационный момент.
Цели нашего сегодняшнего урока : во-первых, повторить и обобщить знания по теме “Магнитное поле”, а во-вторых, познакомиться с новым видом материи – электромагнитным полем, определить условия его возникновения в пространстве. Электромагнитное поле играет важную роль в нашей жизни.
Повторение ранее пройденного учебного материала.
Приготовились к устному опросу:
Как в пространстве создаётся электрическое поле?
Чем в пространстве порождается магнитное поле?
Как его можно изобразить графически?
Перечислите основные свойства силовых линий?
Какое поле называется однородным, какое неоднородным?
Сформулируйте правило правой руки, правило левой руки.
Как рассчитать модуль вектора магнитной индукции?
Зависит ли он от силы тока, длины проводника, силы, действующей на проводник ?
Какое направление имеет вектор магнитной индукции?
В чем заключается суть явления электромагнитной индукции?
А теперь выполним несколько упражнений. Откройте, пожалуйста, тетради, запишите сегодняшнее число, Классная работа.
На доске и на листочках, лежащих перед вами приведены четыре задания.
Определить полюсы постоянного магнита и изобразить линии магнитной индукции поля (рис. 1).
Показать направление силовых линий магнитного поля рамки с током (рис. 2).
В магнитное поле внесены 4 проводника с током. Каково направление силы, действующей на каждый проводник (рис. 3).
Определить знак заряда частицы (рис.
4).Молодцы ребята! Вы хорошо усвоили материал. Переходим к изучению новой темы. Запишите, пожалуйста, тему урока “ Электромагнитное поле”.
Объяснение нового материала.
Ребята, мы повторили с вами электрическое и магнитное поля, и на примерах убедились, что они неразрывно связаны. В 8 классе вы узнали, что электрический ток порождает магнитное поле: в 1820 году Эрстед провел следующий опыт (опыт Эрстеда, магнитная стрелка поворачивается вблизи проводника с током). А в этом году вы познакомились с явлением электромагнитной индукции, открытое 29 августа 1831года Фарадеем, выяснили, что магнитное поле само способно порождать электрический ток (показываю опыт Фарадея, рис. 125, 126 [1]).
В этом же году в Англии родился Джеймс Клерк
Максвелл, который сделал важнейшее научное
открытие.
Оно позволило более глубоко понять
сущность явления электромагнитной индукции.
Давайте вспомним, что такое электрический ток? (Ребята отвечают) Правильно – это направленное движение заряженных частиц под действием электрического поля. Получается, что в опытах Фарадея изменяющееся магнитное поле создает именно электрическое поле, под действием которого и возникает индукционный ток, а замкнутый проводник лишь индикатор, позволяющий обнаружить поле.
К такому выводу пришел Максвелл в 1865 году. Он теоретически доказал, что
Любое изменение со временем магнитного поля приводит к возникновению изменяющегося электрического поля, а всякое изменение со временем электрического поля порождает изменяющееся магнитное поле.
Отсюда следует вывод:
Порождающие друг друга изменяющиеся
электрическое и магнитное поля образуют единое
электромагнитное поле.
Запишем это в тетрадях.
Важно понять, что это не совокупность электрического и магнитного полей, а единое целое, они не могут существовать друг без друга.
Как создать в пространстве электромагнитное поле?
Движущимся постоянным магнитом, изменяющимся во времени магнитным полем. Вокруг зарядов, движущихся с постоянной скоростью (например, вокруг проводника с постоянным током) создается постоянное магнитное поле. Но если электрические заряды движутся с ускорением, например, колеблются, то создаваемое ими электрическое поле периодически меняется. Изменяющееся во времени электрическое поле создает в пространстве переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, создает меняющееся электрическое и т.д. Запишем:
Источниками электромагнитного поля могут быть:
движущийся магнит;
электрический заряд, движущийся с ускорением или колеблющийся.
Действительно, электрическое и магнитное поля возникают вокруг электрических зарядов, причем электрическое поле существует всегда, в любой системе отсчета, магнитное – в той, относительно которой заряды движутся, а электромагнитное – в системе отсчета, относительно которой заряды движутся с ускорением.
Переменное электрическое поле называется вихревым, его силовые линии замкнуты, подобно линиям индукции магнитного поля. Это отличает его от электростатического поля, которое существует вокруг неподвижных заряженных тел. Более подробно мы изучим эти понятия в 10–11 классах.
Электромагнитное поле может распространяться
в пространстве в виде электромагнитных волн.
Обнаружить их удалось лишь в 1886 году, спустя 22
года после открытия Максвелла, уже после его
смерти (1879), немецкому физику Генриху Герцу. Опыты
Герца блестяще подтвердили предсказания
Максвелла.
Закрепление пройденного материала.
Ваши вопросы по теме? Тогда давайте повторим:
Кем и когда была создана теория электромагнитного поля и в чём заключалась её суть?
Что служит источником электромагнитного поля ?
Чем отличается вихревое электрическое поле от электростатического?
Теперь снова вернёмся к нашим листочкам и решим несколько качественных задач.
Заряженное тело покоится относительно неподвижного стола. Учитель равномерно и прямолинейно движется относительно стола. Можно ли обнаружить постоянное магнитное поле в системе отсчета, связанной с учителем?
Какое поле возникает вокруг электрона, если он: покоится; движется с постоянной скоростью; движется с ускорением?
В электронной пушке создаётся поток равномерно движущихся электронов.
Пластмассовую расчёску потёрли о ткань, и она зарядилась статическим электричеством. Какое поле можно обнаружить вокруг неподвижной расчёски? Вокруг движущейся?
Постоянный магнит покоится на столе. Какое поле можно обнаружить в системе отсчёта, связанной с Землёй? с Солнцем?
Можно ли обнаружить
магнитное поле в системе отсчёта, связанной с
одним из движущихся электронов?
Заключение.
На сегодняшнем уроке вы познакомились с новым видом материи – электромагнитным полем, узнали, какими способами можно создать его в пространстве. Выяснили, чем отличаются вихревое электрическое и электростатическое поля. Закрепили пройденный материал, ответив на ряд вопросов и решив несколько задач.
Записываем домашнее задание:
§ 51, вопросы к нему, упражнение.[1].
Подведем итоги урока:
Что мы узнали нового на уроке?
Понятие электромагнитного поля.
Источники электромагнитного поля.
Вихревое электрическое и электростатическое поля.
Оценки за урок.
Урок окончен, до свидания.
Список литературы:
1. Пёрышкин А.В. Физика. 9 кл.: Учебник для общеобразовательных учебных заведений / А.В. Пёрышкин, Е.М. Гутник. – 5-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002.
Магнитное поле. Электромагнитная индукция 9 класс онлайн-подготовка на Ростелеком Лицей
Введение
Нужна ли нам электроэнергия? Странный вопрос, скажете вы – конечно, без неё нельзя представить жизнь современного человека. Но, как это ни парадоксально, сама по себе электроэнергия нам не нужна. От лампочки нам нужен свет, от спирали электрочайника – тепло и т.д. Однако электрический ток удобен тем, что позволяет передавать энергию на большие расстояние с относительно небольшими потерями, и уже «на месте» преобразовывать её в нужный нам вид энергии (световая, тепловая, механическая и т.
д.).
Электрическая энергия к нашим домам доставляется от электростанций. Как они работают? Производят энергию – подойдет ли такой ответ? Нет, энергию нельзя произвести или создать, ее можно преобразовать из одного вида в другой, об этом говорит закон сохранения энергии. По-другому и быть не могло, потому что мы так и задумали понятие энергии: выделили нечто, что сохраняется.
Хорошо, разберем для примера гидроэлектростанцию – ГЭС. Вода падает, вращается турбина, она что-то дальше приводит в движение, а на выходе по проводам течет электрический ток. Если не знать, что там за механизм, уже понятно: механическая энергия преобразуется в электрическую.
Магнитное поле
Электричество – это одно из проявлений некой более общей сущности. Заряд обладает электромагнитным полем, и это поле проявляется по-разному в разных системах отсчета. В системах отсчета, в которых заряд неподвижен, проявляется та составляющая, которую мы назвали электрическим полем.
В системах отсчета, в которых заряд движется, добавляется вторая составляющая, которую назвали магнитным полем. Эта ситуация для нас тоже не новая: для человека в поезде яблоко на столе неподвижно, для человека на платформе – движется со скоростью поезда.
Вот от этой разницы между подвижной и неподвижной системами отсчета многое и зависит. Видите, связь между проявлениями электромагнитного поля, заключается в движении. Как раз движение магнита внутри проводящих катушек и создает в них ток.
Это понимание пока не позволит спроектировать электростанцию. Но мы уже хотя бы понимаем, что поток воды нужен, чтобы вращать магнит, и приблизительно представляем, что вращение магнита может быть связано с возникновением электрического тока.
Чтобы описывать эти процессы количественно, нужна четкая модель, поэтому давайте разберемся в явлении подробно и по порядку.
Об истории исследований
Исторически сложилось так, что электрическое поле и магнитное поле долго изучали раздельно.
Человечество проделало долгий путь от наблюдения искр, пробегающих между наэлектризованными шерстью и янтарём, до изготовления электрических приборов. Люди также давно знакомы с постоянными магнитами, используют их в компасах. И когда электрические и магнитные явления были давно изучены отдельно, только потом постепенно начали узнавать об их связи. Выяснили, что магнитное поле тоже создается электрическим зарядом, только определенным образом, движущимся в данной системе отсчета, и что это два проявления одного электромагнитного поля.
Нам, живущим в 21 веке, повезло, что весь этот путь к пониманию уже давно проделан до нас, и мы можем сразу говорить об электромагнитном поле. Однако математически описать единое электромагнитное взаимодействие сложно. К тому же для отдельных его проявлений, электрического и магнитного, уже разработаны математические модели, изучены закономерности, которые подходят для решения своих задач. Поэтому мы ими свободно пользуемся и на их базе придумываем новые.
Как и всё ненаблюдаемое, мы изучаем магнитное поле по проявлениям, а проявляется оно во взаимодействии, которое назвали магнитным. Возьмем несколько постоянных магнитов и вспомним, какие мы вводили инструменты для описания магнитного поля.
Итак, у магнита есть две области, возле которых сильнее всего выражено взаимодействие с другими магнитами, такие области назвали полюсами. Возьмем один магнит и приблизим к его полюсу второй магнит, сначала одной стороной, потом второй. В одном случае они притянутся, во втором – оттолкнутся. Делаем вывод, что у магнита полюсы двух видов.
Найдем у двух магнитов полюсы одного вида (или одноимённые): пусть они оба притягиваются к одному и тому же полюсу третьего магнита. Поднесём их друг к другу – они отталкиваются. А разноимённые полюса притягиваются.
Чтобы как-то различать полюса, для них придумали обозначения. Одним из первых применений магнита был компас: стрелка компаса – это магнит, который своими полюсами ориентируется в направлении север-юг, поэтому полюса магнитов так и назвали: северный и южный.
Для магнитного поля придумали удобный способ их изобразить: линии магнитной индукции, еще мы их называли просто магнитными линиями. Это линии, вдоль которых ориентируется магнитная стрелка компаса, помещенная в магнитное поле, и северный полюс стрелки указывает на направление этих линий.
Рис. 1 — Магнитное поле магнитной стрелки компаса
Таким образом, линии магнитной индукции «выходят» из северного полюса магнита и «входят» в южный полюс. Эти линии замкнутые, их можно продолжить внутри магнита.
Однако магнитными полем обладает не только постоянный магнит. Магнитное поле – это проявление электромагнитного поля заряда, и проявляется оно в системах отсчета, в которых заряд движется. Движение электрического заряда – это электрический ток. Так что магнитное поле возникает вокруг проводника с током.
Опыт Эрстеда
Как мы обнаруживаем то, что не наблюдаем непосредственно? По проявлениям. Магнитное поле нельзя пощупать, но его можно выявить по наличию магнитного взаимодействия.
Мы можем взять магнитную стрелку и поднести ее к постоянному магниту. Стрелка вступит во взаимодействие с магнитом, повернётся по касательной к линиям его магнитного поля.
Так же можно выявить и магнитное поле проводника с током, как это впервые сделал Ганс Кристиан Эрстед. Если поместить рядом с проводником магнитную стрелку параллельно проводнику и пропустить через проводник ток, то стрелка повернется перпендикулярно проводнику. Если попробовать разные варианты взаимного расположения проводника и стрелок, то увидим: стрелки каждый раз ориентированы по касательной к окружности, через центр которой проводит проводник.
Рис. 2 – Расположение линий магнитного поля проводника с током
Это значит, что вокруг проводника с током есть магнитное поле, и линии его индукции представляют собой окружности.
С формой линий разобрались, осталось определить их направление. Оказалось, что при изменении направления тока в проводнике магнитная стрелка ориентировалась в противоположную сторону – магнитное поле определяется направлением тока.
Закономерность такова: если направить винт со стандартной правой резьбой вдоль проводника, чтобы направление поступательного движения винта совпадало с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадёт с направлением линий магнитной индукции поля. Это правило назвали правилом правого винта или правилом буравчика.
Проводник можно свернуть в виток или сделать несколько витков – это уже получится катушка, причем магнитные поля витков сложатся.
Рис 3. – Магнитное поле катушки с током
Магнитное поле прямого проводника, витка и катушки с током
Мы уже умеем определять направление магнитного поля проводника с током по правилу буравчика. У нас до этого шла речь о прямом проводнике. А что, если проводник изогнут в виток или катушку? Можно рассмотреть небольшие участки проводника, которые по отдельности можно считать прямыми, и к ним можно применять правило буравчика. А поле всего проводника будет складываться из полей каждого такого участка.
Рассмотрим на примере витка круглой формы.
Выберем небольшой участок проводника, в нем ток течет в одну сторону. Мысленно располагаем буравчик и вращаем его так, чтобы его поступательное движение совпадало с направлением тока. Тогда вращательное движение ручки покажет направление магнитного поля.
Рис. 4 – Направление магнитного поля в витке проводника с током
И какой бы мы ни взяли участок витка, везде линии магнитной индукции будут направлены вверх внутри витка и вниз – снаружи витка.
Рис. 5 – Магнитное поле витка с током
А теперь попробуем расположить несколько витков один за другим – получим катушку. Ее магнитное поле будет суммой магнитных полей всех её витков.
Рис. 6 – Магнитное поле катушки с током
Кстати, очень похожую на магнитное поле постоянного магнита, поэтому его можно равноценно заменить электромагнитом.
Магнитное поле постоянного магнита – это такое же магнитное поле, и создается оно движущимся электрическим зарядом.
Мы знаем, что атомы содержат электрический заряд, отрицательно заряженные электроны с большой скоростью движутся вокруг ядер в каждом атоме – то самое необходимое движение заряда. И в некоторых веществах, в первую очередь железа и никеля, это движение может быть определенным образом ориентировано, так, чтобы вокруг этого вещества возникало магнитное поле.
Сила Ампера и сила Лоренца
Чтобы решать задачи и создавать приборы, мало описать магнитное поле линиями магнитной индукции. Нужно описывать поле количественно, чтобы можно было сравнивать, в какой точке поля магнитное взаимодействие сильнее, в каком слабее, какую подать силу тока через катушку и т.д.
Количественно характеризовать магнитное поле имеет смысл через то, что мы можем измерить – через магнитное взаимодействие. Так как магнитное поле возникает вокруг проводника с током, то естественно, этот проводник вступает в магнитное взаимодействие. Если поместить проводник с током в магнитное поле, на проводник будет действовать сила.
Эту силу назвали силой Ампера.
Сила Ампера
Вокруг проводника с током возникает магнитное поле, значит, он должен вступать в магнитное взаимодействие. Действительно, проводник с током, помещенный в магнитное поле, вступает во взаимодействие с источником этого поля. Если не рассматривать, чем создано внешнее магнитное поле, то можно использовать такую модель: на проводник с током, помещенный во внешнее магнитное поле, действует сила, которую назвали силой Ампера.
Внешнее магнитное поле может быть создано другим проводником с током, и эти проводники будут взаимодействовать с силой Ампера. Если токи в проводниках текут в одном направлении, то проводники притягиваются, если в противоположных – отталкиваются.
Отталкиваются проводники или притягиваются, можно определить, рассмотрев магнитное поле одного проводника, применив к нему правило буравчика. И затем, узнав направление магнитного поля, по правилу левой руки можно определить, в какую сторону направлена сила Ампера.
Рис. 7 – Направление силы Ампера
Экспериментальным путем обнаружили, что сила Ампера, действующая на проводник, прямо пропорциональна силе тока в этом проводнике и длине области, помещенной в магнитное поле,
Линии магнитного поля перпендикулярны проводнику.
Рис. 8 – Линии магнитного поля
Коэффициент пропорциональности, обозначим его буквой – это и будет силовая характеристика магнитного поля – магнитная индукция или индукция магнитного поля:
Магнитная индукция показывает, с какой силой действует магнитное поле на каждый метр проводника, по которому течет ток 1 А. Единицу измерения магнитной индукции назвали тесла и обозначили Тл в честь ученого и изобретателя, который работал в области электротехники, Николы Теслы.
Магнитное поле удобно описывать векторной величиной, оно направленное – мы сегодня уже говорили о линиях магнитной индукции, их направление определяет направление магнитного взаимодействия.
Поэтому давайте зададим магнитную индукцию как вектор.
Рис. 9 – Линии индукции магнитного поля
Его модуль мы уже определили через силу Ампера, а направим его по касательной к магнитной линии в каждой точке поля, потому эти линии и называют линиями магнитной индукции или линиями индукции магнитного поля.
Плотность линий магнитной индукции
Направление магнитного поля графически удобно обозначить линиями магнитной индукции. А как обозначить количественные характеристики поля, сильное оно или слабое? Такой характеристикой является вектор магнитной индукции , его модуль соответствует длине вектора. Но если мы не чертим векторы, а обозначаем поле линиями магнитной индукции, то плотность этих линий дает представление о модуле вектора . Конечно, точное значение определить таким образом нельзя, но можно оценивать и сравнивать, что если в какой-то области линии магнитной индукции расположены плотнее, значит поле там сильнее.
Модуль силы Ампера, которая действует на проводник в магнитном поле, равен , с этим мы разобрались.
Как определить её направление? Вообще силы не действуют, взаимодействуют тела, а сила – это мера взаимодействия. В нашем случае это взаимодействие зарядов посредством их электромагнитного поля. Это взаимодействие сложно описать математически, гораздо проще использовать модель магнитного поля и описать, как оно действует на помещенный в него движущийся заряд.
Направление силы Ампера можно определить по правилу левой руки. Нужно расположить левую руку так, чтобы:
1) четыре пальца показывали направление тока,
2) вектор магнитной индукции «входил» в ладонь с внутренней стороны,
Тогда
3) отставленный на 90̊ большой палец укажет направление силы Ампера.
Рис. 10 – Правило левой руки
Движущийся заряд мы не обязательно описываем моделью электрического тока, это может быть просто единичная заряженная частица с зарядом , которая движется в магнитном поле. Принципиальной разницы нет, на нее тоже будет действовать сила, только формула для ее расчета немного преобразуется.
Чтобы разделить эти два случая – проводник с током и отдельная заряженная частица – этой силе дали другое название, сила Лоренца (и поставили индекс при F).
А направление силы Лоренца определяется так же, по правилу левой руки, только вместо направления тока будет направление движения положительного заряда (а мы помним, что движение отрицательного заряда математически эквивалентно движению положительного заряда в противоположную сторону).
Задача
Электрон движется в магнитном поле со скоростью 500 м/с перпендикулярно к направлению вектора магнитной индукции. Определите модуль и направление силы, с которой магнитное поле действует на электрон, если индукция поля равна 0,01 Тл.
Рис.11 – Условие задачи
Анализ условия.
Описан электрон, а это заряженная частица, которая движется в магнитном поле, значит, на нее действует сила Лоренца. Для ее вычисления у нас есть готовое уравнение. А направление силы Лоренца определим по правилу левой руки.
Физическая часть решения, запишем уравнение для силы Лоренца:
Уравнение простое, преобразований нет, давайте сразу проведем вычисления. Мы находим модуль силы, поэтому заряд электрона можем взять по модулю:
Найдём направление силы. Четыре пальца левой руки должны указывать направление движения положительного заряда. У нас движется электрон, это отрицательно заряженная частица. Математически движение отрицательного заряда в одну сторону эквивалентно движению такой же по модулю положительного заряда в противоположную сторону, мы это рассматривали, когда изучали электрический ток. Поэтому направляем пальцы руки противоположно движению отрицательно заряженного электрона. Ориентируем руку так, чтобы линии магнитной индукции «входили» в ладонь.
Рис. 12 – Решение задачи по правилу левой руки
Получим направление силы – к наблюдателю.
Задача решена.
Электромагнитная индукция
Как же всё-таки возникает ток на электростанции? Оказывается, если вдвигать постоянный магнит в катушку, в катушке возникнет ток.
Чтобы это увидеть, можно подключить катушку к гальванометру.
Рис. 13 – Возникновение тока в катушке при движении магнита
Что такое гальванометр?
Если не вдаваться в особенности строения гальванометра, то это прибор, стрелка которого отклоняется при протекании через него тока. Он с его помощью можно измерить силу тока, причем очень маленькую, десятки микроампер. Можно проградуировать его шкалу в единицах напряжения. Чтобы это был полноценный амперметр или вольтметр, нужно добавить определенное внутреннее сопротивление прибора. Нас же сейчас интересует гальванометр не столько как измерительный прибор, сколько как индикатор, мы обнаруживаем сам факт, что ток протекает.
Если выдвигать магнит из катушки, ток тоже возникнет и его направление будет противоположным тому, который возникал при движении магнита в катушку. Причем обратите внимание, ток протекает в катушке именно в процессе движения магнита – когда движение прекращается, ток пропадает.
Эта деталь мешала обнаружить этот ток его первооткрывателю Фарадею, подробнее об опыте Фарадея вы можете узнать в ответвлении.
Опыт Фарадея
Когда обнаружили, что вокруг проводника с током возникает магнитное поле, у ученых того времени возникла мысль: а не может ли из-за магнитного поля возникнуть ток в проводнике? Ведь стало понятно, что связь между ними какая-то есть. Майкл Фарадей пытался обнаружить такое возникновение тока, спровоцированное магнитным полем. Он подключал катушку к гальванометру, помещал в неё постоянный магнит и следил за стрелкой гальванометра.
В то время приборы были не такими помехозащищёнными, точными и надежными, как сейчас, поэтому, по одной из версий, гальванометр находился далеко от катушки, возможно даже в соседней комнате, чтобы никакие вибрации не создавали помехи. Поэтому, когда Фарадей помещал магнит в катушку, именно во время движения магнита в катушке возникал ток, и стрелка гальванометра отклонялась. Но когда магнит останавливался и ученый подходил к гальванометру, протекание тока уже прекращалось.
Считается, что обнаружить явление электромагнитной индукции помог ученик Фарадея, который находился возле гальванометра в момент, когда Фарадей помещал в катушку магнит, и заметил отклонение стрелки.
Это явление назвали электромагнитной индукцией, а возникающий при этом ток – индукционным.
Возникновение этого тока не должно нас удивлять при том, что мы уже знаем об электромагнитном поле. Мы изучили силу, которая действует на движущийся электрический заряд в магнитном поле. Но движение относительно, и заряд движется в магнитном поле или источник магнитного поля движется относительно заряда – это может быть одна и та же ситуация при рассмотрении в разных системах отсчета. И возможна ситуация, когда электроны будут двигаться в магнитном поле вместе с проводником, а сила, с которой на них действует магнитное поле, будет заставлять их двигаться вдоль проводника, то есть создаст электрический ток. Так что это еще одно проявление электромагнитного взаимодействия зарядов в атомах магнита и свободных зарядов в проводнике.
Для описания этого явления ввели удобный математический инструмент – магнитный поток через выбранную площадь. Что это за выбранная площадь? Мы рассматриваем возникновение тока в замкнутом контуре, и в этом случае ток будет зависеть от магнитного потока через площадь контура.
Так вот, магнитный поток – это по определению произведение магнитной индукции на площадь , поток через которую вычисляется, и на косинус угла между вектором и перпендикуляром к площади. Обозначать магнитный поток договорились большой греческой буквой , запишем:
Единицу измерения магнитного потока назвали вебер:
Теперь легко описать электромагнитную индукцию: при изменении магнитного потока через замкнутый контур в нем возникает ток, пропорциональный скорости изменения магнитного потока:
Коэффициентом пропорциональности здесь будет сопротивление всего контура . Это может быть суммарное сопротивление проводов, если контур состоит только из проводов, или сопротивление проводов плюс приборов, если в цепь включены какие-то приборы, как тот же гальванометр:
И вот что удобно: эта модель универсальна для разных случаев электромагнитной индукции.
Магнит вдвигают в катушку – изменяется индукция магнитного поля через площадь одного витка, легко вычислить магнитный поток через виток, а так как это катушка, то умножаем магнитный поток через один виток на количество витков в катушке. Магнит выдвигают из катушки – опять изменяется и опять легко вычислить изменение магнитного потока , а значит и индукционный ток. Виток поворачивают в магнитном поле – изменяется угол между вектором и перпендикуляром к площади витка, а значит – изменение магнитного потока и индукционный ток легко посчитать. Мы можем изменить форму и площадь витка – и снова наша модель применима, изменение площади витка означает изменение магнитного потока через эту площадь.
Модуль тока мы определили. А как определить его направление? В опыте с магнитом, катушкой и гальванометром ток был направлен то в одну, то в другую сторону, в зависимости от того, в какую сторону движется магнит и каким полюсом. Эти направления должны подчиняться какой-то закономерности. Эту закономерность обнаружил ученый Эмилий Ленц, и она названа в его честь правилом Ленца.
Возникающий при изменении магнитного потока электрический ток направлен так, чтобы его магнитное поле противодействовало тому изменению магнитного потока, которое вызвало этот ток.
Давайте разберемся на примере, определим направление индукционного тока, который возникает, если вставить в него постоянный магнит северным полюсом вниз.
Магнитный поток создается магнитным полем, индукция которого направлена вниз. Магнитный поток увеличивается, так как при неизменной площади витков и при отсутствии вращения увеличивается магнитная индукция. По правилу Ленца магнитное поле должно противодействовать этому увеличению, поэтому магнитное поле тока в катушке будет направлено противоположно магнитному полю магнита, то есть вверх. По правилу буравчика определяем, в каком направлении течет ток, если вектор магнитной индукции его магнитного поля направлен вверх.
Рис. 14 – Направление индукционного тока в катушке при погружении в нее магнита
А если затем этот магнит вытащить из катушки? Линии индукции магнитного поля по-прежнему направлены вниз, магнитный поток через катушку уменьшается.
По правилу Ленца магнитное поле индукционного тока будет противодействовать этому уменьшению, то есть это магнитное поле будет как бы поддерживать уменьшающееся поле магнита, оно будет с ним со направлено, будет тоже направлено вниз.
Рис. 15 — Направление индукционного тока в катушке при отдалении от нее магнита
Самоиндукция
Изменяющееся магнитное поле (количественно это удобнее выразить через магнитный поток) создаёт электрический ток в проводнике, это явление электромагнитной индукции. Давайте рассмотрим катушку, в которой мы увеличиваем силу тока. Ток в катушке создает магнитное поле катушки. Так как мы увеличиваем силу тока, то будет увеличиваться и индукция магнитного поля.
И что мы имеем: изменяющееся магнитное поле вокруг катушки. Можно даже вычислить магнитный поток через катушку, и этот магнитный поток будет изменяться. А при изменении магнитного потока в катушке должен возникать индукционный ток! Давайте разберемся, куда он может быть направлен.
Изобразим направление тока в катушке и по правилу буравчика магнитное поле катушки. Оно увеличивается, значит, по правилу Ленца, магнитное поле индукционного тока должно быть направлено противоположно нарастающему полю. Найдем направление индукционного тока, он будет направлен против того изначального нарастающего тока. Такое явление, когда изменение магнитного поля катушки создает индукционный ток в этой же катушке, назвали самоиндукцией.
Конечно, неудобно рассматривать два тока, протекающие одновременно в одной катушке, мы рассмотрим их сумму. Так как токи направлены в противоположные стороны, то индукционный ток будет вычитаться из начального тока. Полностью прекратиться протекание тока или его нарастание не может, потому что тогда не будет изменяться магнитное поле и не будет возникать «сдерживающий» индукционный ток. А вот замедление нарастания тока происходит. Ток в катушке не только медленнее нарастает из-за самоиндукции, но и медленнее убывает. Можете в качестве упражнения проследить за процессами в катушке при уменьшении тока.
Токи самоиндукции могут вредить электроприборам в моменты их включения и выключения, и это нужно учитывать при их проектировании. Но вот это явление инерционности, что ток не нарастает и не убывает мгновенно, можно и использовать, нам оно еще пригодится.
Переменный ток
Мы разобрались с явлением электромагнитной индукции, как изменение магнитного потока приводит к возникновению электрического тока. Конечно, это можно использовать для получения тока! И теперь нам понятно, как именно это сделать, дело остается за тонкостями технической реализации.
Проблема в том, что ток через контур течет только на протяжении того времени, пока изменяется магнитный поток. А он не может уменьшаться или увеличиваться бесконечно, он быстро достигает предела. Как в нашем опыте: пока мы вставляем или извлекаем магнит из катушки, ток есть, но достаточно быстро магнит оказывается полностью вставленным в катушку или полностью извлеченным, и процесс останавливается.
А что, если сделать изменение магнитного потока периодичным? Смотрите: мы можем добиться краткосрочного протекания тока, вставляя или извлекая из катушки магнит. И мы можем быстро двигать магнит вверх-вниз, и по стрелке гальванометра увидим: ток будет с той же частотой менять направление, зато почти в любой момент времени ток в проводнике будет протекать, кроме тех моментов, когда магнит находится в крайнем положении. Он в этот момент на мгновение останавливается и меняет направление движения, в этот момент ток тоже меняет направление.
Такой ток назвали переменным, он с определенной периодичностью меняет направление. Его реально получить, но можно ли его использовать для работы электроприборов? Оказывается, да, и в чем-то он даже удобнее постоянного.
Допустим, в приборе работа электрического тока идет на нагревание, это не только кипятильники и обогреватели, но и лампа накаливания, она светится потому, что ее спираль раскалена. Тогда большой разницы нет, переменный ток или постоянный.
Тепло выделяется при любом направлении протекания тока одинаково, а что ток периодически на мгновение становится равным нулю – за это время проводник не успевает остыть.
Эффективные значения напряжения и силы тока
При постоянном токе мы знаем значение силы тока, например, 2 А, это значит, что за каждую секунду через сечение проводника проходит заряд 2 Кл. Мы можем вычислять работу и мощность электрического тока, выделяемую прибором теплоту, если это нагревательный прибор:
А как быть, если ток переменный, его значение меняется каждое мгновение, направление меняется 50 раз в секунду – какое значение тока брать? Брать амплитудное значение было бы неправильно, большую часть времени значение силы тока меньше амплитудного. Удобно ввести некое эффективное (или другое название – действующее) значение силы тока, которое равно величине тока, который совершает такую же работу, как и данный переменный, но будучи постоянным. Поясню: переменный ток с амплитудой 10 А совершает такую же работу, какую совершал бы постоянный ток 7,07 А, это значит, что эффективное значение такого переменного тока 7,07 А.
К напряжению применимо всё то, что мы сказали для тока.
Как эти значения вычислить – у нас пока нет для этого математических инструментов, поэтому я дам готовые формулы для эффективного значения силы тока и напряжения для синусоидального тока:
То знакомое нам значение напряжения 220 В в бытовой сети – это как раз эффективное значение напряжения.
Если всё же для работы прибора требуется постоянный ток, то сделать преобразователь переменного тока в постоянный тоже не проблема. Мы не будем сейчас разбирать, как он устроен, но главное, что это реализуемо. Всевозможные зарядные устройства и блоки питания представляют собой такие преобразователи.
Зато у переменного тока есть ряд преимуществ перед постоянным: его удобнее передавать на большие расстояния, а также в сетях переменного тока можно легко изменять напряжение, об этом чуть позже.
Давайте усовершенствуем способ получения тока, ведь обеспечивать поступательное движение магнита внутри катушки неудобно.
Изменять магнитный поток можно не только изменяя магнитное поле, можно изменять угол между магнитом и катушкой, и это намного удобнее.
Теперь можно закрепить катушку (эту часть еще называют статор, потому что она статична), поместить внутри нее магнит так, чтобы он мог там вращаться (его назвали ротор, от слова «rotate» – вращаться), и останется соединить магнит с турбиной, которая и будет его вращать. Основная часть электростанции готова, это называется генератор, и у нас есть инструменты для его расчета: мы можем связать магнитное поле магнита, скорость его вращения, количество витков в катушке, силу тока.
Рис. 16 – Модель простейшего генератора
В промышленных сетях принят стандарт частоты переменного тока: 50 Гц. С такой большой скоростью турбины на электростанциях не вращаются, поэтому катушку-статор делают с несколькими обмотками, ориентированными под углом друг к другу, и тогда магнитный поток меняется чаще, увеличивается частота тока.
Рис. 17 – Катушка-статор
Сами обмотки для более эффективной генерации тока делают не цилиндрическими, а более приспособленными к вращению магнита.
Это немного корректирует расчеты, но принцип не меняется.
Остается еще вопрос, каким способом вращать турбину генератора. Мы в начале урока говорили о гидроэлектростанции, где турбину вращает поток падающей воды – это один способ. Есть разновидность гидроэлектростанций, которые используют потоки воды при приливах и отливах.
Можно вращать турбину потоком водяного пара. А чтобы этот пар получить, воду нужно нагреть: сжигая топливо, как делается на теплоэлектростанциях, или используя ядерные реакции, как на атомных электростанциях. Можно вращать турбину с помощью ветра, ветряные электростанции популярны как одни из наиболее экологически чистых.
Есть еще электростанции на солнечных батареях, но в основе их работы лежит совсем другое явление, там ничего не вращается, и электромагнитная индукция не используется.
Трансформатор
В основе работы трансформатора лежит явление электромагнитной индукции, которое мы сегодня изучили. Трансформатор представляет собой две катушки, надетые на один и тот же железный сердечник.
Так как чаще всего это несъемные катушки, которые наматываются прямо на сердечник, их называют обмотками трансформатора.
Посмотрим, что будет происходить, если по одной из обмоток пустить переменный ток. Эту обмотку назвали первичной. Этот ток создаст магнитное поле, которое усилится железным сердечником. Так как ток переменный, магнитное поле тоже будет всё время изменяться. Изменяющееся магнитное поле в сердечнике, а значит и внутри второй обмотки, будет создавать в ней индукционный ток (если обмотка не разомкнута). Эту обмотку назвали вторичной. Мы сейчас не заостряем внимание на направлении магнитного поля и тока во вторичной обмотке в каждый момент, в любом случае это будет тоже синусоида с той же частотой, что и ток в первичной обмотке.
И что самое важное, напряжения на обмотках трансформатора отличаются во столько раз, во сколько раз отличается количество витков в обмотках:
Это уравнение справедливо для идеального трансформатора, в котором нет потерь энергии, но оно позволяет достаточно точно рассчитать и параметры реального трансформатора.
В зависимости от количества витков на обмотках, напряжение на вторичной обмотке может быть больше, чем на первичной, такой трансформатор назвали повышающим, а если наоборот – то понижающим.
Принципиально первичная и вторичная обмотки ничем не отличаются, поэтому мы можем их поменять местами: к другой обмотке подключить источник переменного тока, а оставшуюся подключить к нагрузке. Так можно из повышающего трансформатора сделать понижающий, и наоборот.
Трансформатор полезен не только для изменения напряжения переменного тока. Может быть полезен сам факт, что электроэнергия передается без электрического контакта между обмотками. Это используется для так называемой гальванической развязки, например, в медицинских приборах, чтобы исключить всякий контакт прибора с сетью 220 В.
Ссылки на литературу:
- Соколович Ю.А., Богданова Г.С Физика: Справочник с примерами решения задач. – 2-е изд, передел. – X.: Веста: Издательство «Ранок», 2005. – 464 с.
- Перышкин А.В., Гутник Е.М., Физика. 9 кл.: учебник для общеобразоват. учреждений / А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. — 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2009. – 300.
Ссылки на источники Интернет:
- Интернет-портал «Класс!ная физика»
- Интернет-портал «Класс!ная физика»
- Интернет-портал «Класс!ная физика»
- Интернет-портал «Класс!ная физика»
- Интернет-портал «Класс!ная физика»
Домашнее задание:
- Какова индукция магнитного поля, в которой на проводник с длиной активной части 5см действует сила 50 мН? Сила тока в проводнике 25 А. проводник расположен перпендикулярно индукции магнитного поля.
- Определить силу тока в проводнике длиной 20 см, расположенному перпендикулярно силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,06 Тл, если на него со стороны магнитного поля действует сила 0,48 Н.
Прецессия, достаточная для создания магнитного поля — ScienceDaily
Потоки расплавленного металла могут генерировать магнитные поля.
Этот так называемый динамо-эффект создает космические магнитные поля, подобные полям планет, лун и даже астероидов. В ближайшие годы этот эффект призван продемонстрировать уникальный в мировом масштабе эксперимент, в котором стальной барабан, содержащий несколько тонн жидкого натрия, вращается вокруг двух осей. Он будет проводиться на новом объекте DRESDYN в Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), независимой немецкой исследовательской лаборатории. Недавно опубликованное исследование в научном журнале Physical Review Letters подтверждает шансы эксперимента на успех.
Подобно тому, как динамо-машина велосипеда преобразует движение в электричество, движущиеся проводящие жидкости могут генерировать магнитные поля. Так называемое магнитное число Рейнольдса (произведение скорости потока жидкости, расширения и проводимости) в первую очередь определяет, действительно ли создается магнитное поле.
Во время впечатляющего эксперимента ученые из группы Фрэнка Стефани из Института гидродинамики HZDR стремятся достичь критического значения, необходимого для возникновения динамо-эффекта.
Для этого стальной цилиндр диаметром два метра, содержащий восемь тонн жидкого натрия, будет вращаться вокруг одной оси до десяти раз в секунду и один раз в секунду вокруг другой, наклоненной относительно первой. Технический термин для этого движения, которое часто сравнивают с наклонным волчком, — прецессия.
«Наш эксперимент на новом объекте DRESDYN призван продемонстрировать, что прецессии как естественного двигателя потока достаточно для создания магнитного поля», — говорит Андре Гизеке, ведущий автор исследования. В его моделировании и во время сопутствующих экспериментов с водой — макет был в шесть раз меньше, чем большая динамо-машина — ученые исследовали структуру потока, вызванного прецессией.
«К нашему удивлению, мы наблюдали симметричную двойную ролевую структуру в определенном диапазоне скорости прецессии, которая должна обеспечивать динамо-эффект при магнитном числе Рейнольдса 430», — говорит физик.
Не решено: роль прецессии в геодинамо
Центр Земли состоит из твердого ядра, окруженного слоем расплавленного железа.
«Расплавленный металл индуцирует электрический ток, который, в свою очередь, создает магнитное поле», — объясняет Гизеке. Распространено мнение, что за это геодинамо отвечает конвекция, вызванная плавучестью, вместе с вращением Земли. Однако роль прецессии в формировании магнитного поля Земли до сих пор совершенно неясна.
Ось вращения Земли наклонена на 23,5 градуса относительно плоскости ее орбиты. Ось вращения меняет положение в течение примерно 26 000 лет. Это прецессирующее движение в пространстве считается одним из возможных источников энергии для геодинамо. Миллионы лет назад у Луны также было мощное магнитное поле, о чем свидетельствуют образцы горных пород, полученные в ходе миссий «Аполлон». По мнению экспертов, основной причиной этого могла быть прецессия.
Ожидается, что эксперименты с жидким натрием в HZDR начнутся в 2020 году. В отличие от предыдущих лабораторных экспериментов с геодинамо, внутри стального барабана не будет пропеллера, который использовался в первом успешном эксперименте с динамо в Риге, Латвия, в 1999 году, в котором HZDR активно участвовали ученые.
Этот и другие эксперименты в Карлсруэ, Германия, и Кадараше, Франция, стали новаторскими исследованиями для лучшего понимания геодинамо.
«В принципе, мы можем определить три разных параметра для экспериментов в DRESDYN: вращение, прецессию и угол между двумя осями», — говорит Гизеке. С одной стороны, он и его коллеги рассчитывают получить ответы на фундаментальный вопрос: действительно ли прецессия создает магнитное поле в проводящей жидкости. С другой стороны, их интересует, какие компоненты потока ответственны за создание магнитного поля и в какой точке происходит насыщение.
Двойная роль в Контейнере
«В ходе моделирования мы обнаружили, что стационарные волны инерции возникают в широком диапазоне параметров. Однако в определенном диапазоне мы заметили характерную структуру двойной роли, которая оказалась чрезвычайно эффективной. для динамо-эффекта. В принципе, мы уже знаем о такой структуре скорости благодаря французскому динамо-эксперименту, в котором она была искусственно создана двумя пропеллерами, тогда как в нашем эксперименте по прецессии она должна возникнуть естественным образом».
Исследователи HZDR использовали специальную ультразвуковую технологию для измерения структуры потока. «Мы были очень удивлены тем, насколько хорошо данные эксперимента соответствуют результатам моделирования. Поэтому у нас есть чрезвычайно надежный прогноз для основного эксперимента DRESDYN. Например, мы знаем, при каких скоростях вращения возникает динамо-эффект и какое магнитное поле структур, которые мы можем ожидать», — говорит Гизеке.
Научное сообщество, связанное с динамо-машинами, с нетерпением ожидает результатов запланированного эксперимента, который во многих отношениях будет работать на пределе технических возможностей. «Мы также ожидаем подробного понимания общей динамики потоков жидкого металла под воздействием магнитных полей. Это позволит нам сделать выводы о потоках в промышленном секторе», — сказал Гизеке.
И последнее, но не менее важное: магнитная проточная томография, разработанная в HZDR в рамках исследований динамо, представляет интерес для многих областей литья стали и выращивания кристаллов.
Работа частично финансировалась Альянсом Гельмгольца «Технологии жидких металлов» (LIMTECH).
Магнитное поле,
Магнитное Поле,
термин «магнетизм» происходит от региона Магнезия, города на западе Турции, где греки нашли магниты, которые притягивали куски железа через пространство. Также замечено, что, магниты не только отталкиваются, но и притягиваются. Мы может объяснить эту двойственную природу магнитной силы, предположив, что каждый магнит имеет два полюса, северный полюс (N) и южный полюс (S). Во время занятий вы заметите две вещи:
1) Когда два магнита приближаются друг к другу, как полюса отталкиваются; противоположные полюса привлекать.
2) Когда поднести магнит к куску железа, железо тоже притянется к магнитом, и он приобретает такую же способность притягивать к себе другие железяки.
Мы
как бы представить это силовое воздействие магнита на железоподобные объекты с
понятие, называемое магнитным полем.
Концепция поля может быть лучше понята, если мы вспомним гравитационную силу
Земли на объект рядом с ним. Мы говорим, что
само присутствие Земли создает гравитационное поле в окружающей
пространстве, и что мы можем изобразить этот гравитационный эффект с помощью линий
начинаясь от Земли и радиально расходясь в бесконечность.
Луна
пойман в поле Земли. Так же,
Астронавт в открытом космосе чувствует гравитацию Земли. Космический шаттл также находится в поле Земли.
причина, по которой они не падают, выходит за рамки этого курса, но я
поясните для полноты. Никто из них
падают на Землю, потому что все они имеют достаточную горизонтальную скорость, чтобы сделать вокруг
Земля. Если бы ты смог
горизонтально бросить бейсбольный мяч со скоростью 18 000 миль в час, я бы также сделал вокруг
Земля и вернуться к вам. Поэтому мы
изображают силу притяжения Земли с силовыми линиями. Направление линий поля представляет собой
направление силы, с которой тело будет действовать вокруг Земли, и плотность
линии поля (насколько близко они разделены) представляет силу
сила.
Например, ближе вы к
Земля, сильнее сила.
Аналогично, магнит создает магнитное поле в окружающем его пространстве, в котором он магнитно воздействует на любой другой магнитный материал. Сила представлена плотностью магнитного поля линии. Линии магнитного поля замкнуты кривые, выходящие из северного полюса и входящие в южный полюс, когда вы следуете за ними снаружи магнит.
А компас, который сам по себе представляет собой небольшой магнит, выстраивается параллельно магнитному линии поля в точке его размещения. Кончик стрелки — это северный магнитный полюс, а ее конец — это Южный магнитный полюс.
строительными блоками магнитов являются атомы, которые представляют собой маленькие крошечные магниты. Что касается магнетизма, мы можем
смотреть на атом, как будто это крошечный компас/магнит, указывающий на север
направление. Позже мы увидим, что
движение электронов (движение электрического заряда) является фундаментальной причиной
магнетизм.
Для практических целей мы
может сосредоточиться на группе атомов, называемых магнитными доменами , которые
ориентированы в определенном направлении. Каждый
домен может состоять из миллиардов выровненных атомов. В нормальных условиях магнитный материал, такой как железо, не
ведут себя как магнит, потому что домены не имеют предпочтительного направления
выравнивание. С другой стороны,
домены магнита (или намагниченного железа) все выровнены в определенном
направление. Домены отделены от
соседние домены доменными стенками.
В общем, выравнивание внутри домена одинаково для всех атомов этого домена.
домен. Однако атомы одного
домен ориентирован в другом направлении, чем атомы другого
домен. Эта ситуация нарисована
ниже для магнитного материала, намагниченного материала и для немагнитного
материал. Немагнитный материал
не имеет доменной структуры.
Домены
можно привести в соответствие.
Рассмотрим обычный железный гвоздь. Его
домены ориентированы случайным образом, как на первом рисунке выше.
Если вы принесете магнит рядом,
домены железного гвоздя выровняются таким образом, что северный полюс железа
домены будут обращены к южному полюсу магнита, и наоборот.
При удалении магнита гвоздь становится постоянным магнит на некоторое время. Тепловое движение (помните, чем выше температура, тем быстрее движутся атомы) атомов в конечном итоге может привести к тому, что большинство атомов вернутся к случайной ориентации. Кроме того, падение магнита не только вы нарушите его, но вы также разрушите выравнивание домена.
Другой Способ изготовления постоянного магнита состоит в том, чтобы погладить кусок железа (или железную стружку). который вы будете выполнять в качестве упражнения) с помощью магнита. Железная стружка ведет себя как крошечная магниты.
Электромагнит:
А
проволочные катушки, подобные показанной на рисунке ниже, также могут создавать магнитные
поле похоже на поле магнита. Если
внутри, если катушки заполнены железным сердечником, магнитное поле даже
становится сильнее из-за дополнительного магнетизма железа.
Новости | Научный институт Карнеги
По темам
— Любой -Генетика животныхАстрономия/КосмологияНаградыИзменение климатаБиология развитияНаука о Земле/планетахЭкологияМероприятияГрантыФизика высокого давленияМатериаловедениеГенетика растенийНаучное образованиеПопечители
Научная область
— Любая -АстрономияНаука о Земле и планетахГенетика и биология развитияГлобальная экологияМатерия в экстремальных состоянияхНаука о растенияхНаучное образование
Карнеги, бенефициар благотворительного аукциона, посвященного 60-летию Джеймса Бонда
Вашингтон, округ Колумбия — Jaguar XF, показанный в каскадерских сценах фильма о Джеймсе Бонде «Не время умирать», был продан на аукционе на прошлой неделе за 42 000 долларов в пользу Карнеги. Продажа была частью аукциона Christie’s…
Подробнее об этой истории
Мэрилин Фогель из Университета Карнеги посмертно удостоена награды AGU за наследие междисциплинарных исследований.
Медаль за науку о Земле и жизни, которая присуждается…
Подробнее об этой истории
Финансирование штата Калифорния для расширения возможностей Карнеги в области климатических исследований
Пасадена, Калифорния — Штат Калифорния выделил 20 миллионов долларов в своем бюджете на 2023 год для финансирования нового ультрасовременного исследовательского центра Карнеги в Пасадене. где ученые пересекутся…
Исследуйте эту историю
Поместье физика для продвижения геохимии и космохимии в Карнеги
Вашингтон, округ Колумбия — Поместье покойного физика и историка Карнеги Луи Брауна, умершего в 2004 году, и его жены Лор , который умер в конце прошлого года, завещал 4,5 миллиона долларов на поддержку…
Ознакомьтесь с этой историей
Возможно, уже слишком поздно для достижения цели ООН по генетическому разнообразию
Пало-Альто, Калифорния — Изменение климата и разрушение среды обитания, возможно, уже привели к потере более одной десятой наземного генетического разнообразия в мире, Согласно новому исследованию, проведенному под руководством.
..
Подробнее об этой истории
Майкл Уолтер из Университета Карнеги отмечен наградой Американского геофизического союза объяснить формирование и эволюцию нашей планеты…
Узнайте об этой истории
Трансформационное завещание в размере 34,8 млн долларов откроет новую эру астрономических открытий в Карнеги
Вашингтон, округ Колумбия — Анонимное завещание в размере 34,8 млн долларов позволит Карнеги продолжать играть ведущую роль в расширении границ астрономии и астрофизики. Самый большой подарок…
Исследуйте эту историю
Первые четкие, подробные и неопровержимые доказательства наличия двуокиси углерода в атмосфере экзопланеты
Вашингтон, округ Колумбия — Космический телескоп Джеймса Уэбба зафиксировал первое четкое, подробное и неоспоримое свидетельство для атмосферного углекислого газа, когда-либо обнаруженного на планете за пределами Солнечной системы….
Узнайте больше об этой истории
Новый институт, финансируемый NSF, будет исследовать биологию в условиях отсутствия воды
Пало-Альто, Калифорния— Вода неразрывно связана с нашим пониманием жизни — она составляет большую часть поверхности нашей планеты и организмов по всему дереву.
жизни зависят от его функционирования. Тем не менее…
Исследуйте эту историю
Угарный газ, связанный льдом, скрывается в дисках формирующихся планет
Вашингтон, округ Колумбия — Группа астрономов, включая Питера Гао из Карнеги, решила одну из самых больших загадок об окружающей среде, в которой рождаются детские планеты. Их…
Подробнее об этой истории
В образцах астероида Рюгу обнаружены частицы пыли старше нашего Солнца.
Вашингтон, округ Колумбия. новая работа…
Подробнее об этой истории
Стефани Хэмптон назначена заместителем директора Отделения биосферных наук и инженерии
Вашингтон, округ Колумбия — Водный эколог Стефани Хэмптон присоединилась к Карнеги в качестве заместителя директора только что созданного Отделения биосферных наук и инженерии в Университете Карнеги. конец июля. Она…
Подробнее об этой истории
Больше удобрений и более сильные муссоны означают будущие проблемы для рек в Индии
Вашингтон, округ Колумбия — Индия может столкнуться с кризисом качества воды, поскольку изменение климата влияет на сезон дождей, согласно новому исследованию Анны Михалак из Карнеги.
и Ева Синха опубликовали…
Подробнее об этой истории
Карнеги собирает 205 миллионов долларов инвестиций партнеров-основателей для ускорения завершения строительства Гигантского Магелланового телескопа
Вашингтон, округ Колумбия. Гигантский Магелланов телескоп поколения, который в настоящее время строится в нашей обсерватории Лас-Кампанас…
Подробнее об этой истории
JWST, чтобы раскрыть химию древних галактик, собирает данные для первого из шести проектов под руководством Карнеги , используйте космический телескоп Джеймса Уэбба, чтобы сделать некоторые из самых точных измерений…
Подробнее об этой истории
Эдгар Виргуэс из Карнеги назначен попечителем Университета Дьюка новые попечители Университета Дьюка. Он будет служить три года, первый год в качестве наблюдателя…
Ознакомьтесь с этой историей
Измельченные, измельченные, вареные, запеченные и многое другое: природа использовала 57 рецептов для создания более 10 500 «видов минералов» на Земле происхождение и разнообразие каждого известного минерала на Земле, выдающийся комплекс работ, который позволит.
..
Исследуйте эту историю
Раскрытие тайны метеорита раскрывает историю происхождения Солнечной системы
Вашингтон, округ Колумбия — жестокое событие, которое, вероятно, Формирование Солнечной системы содержит разгадку давней тайны метеоритов, говорится в новой работе Алана Босса из Карнеги…
Подробнее об этой истории
Стволовые клетки плодовых мушек перестраиваются после образования камней в почках
Балтимор, Мэриленд — Недавняя работа Ченхуи Вана и Аллана Спрадлинга из Карнеги раскрывает удивительную способность почечных стволовых клеток у плодовых мушек — ремоделирование. Их работа, которая могла бы…
Узнать об этой истории
Protocúmulos previamente ocultos podrían Revelar nuevos detalles de la evolucion de las galaxias
Pasadena, CA- Los ancestros de algunos de los mayores astado viocultos de galaxias . Un nuevo trabajo dirigido por Andrew Newman, de Carnegie, demuestra una ueva t…
Исследуйте эту историю
Ранее скрытые протоскопления могут раскрыть новые подробности эволюции галактик
Пасадена, Калифорния— Предки некоторых из крупнейших скоплений галактик скрывались у всех на виду.
