Файл: It is at this important juncture in the history of electrical research that we see the first, shy attempts to make the force of Nature do some work.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 7
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство просвещения Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Российский государственный профессионально-педагогический университет»
Институт инженерно-педагогического образования
Кафедра энергетики и транспорта
РАБОТА
по дисциплине «Иностранный язык»
| Выполнил студент группы ЗЦТ-101С | | И.Д. Иванов |
| | | |
| Проверил преподаватель | | Н.В. Альбрехт |
Екатеринбург
РГППУ
2022
THE DISCOVERY OF ELECTO-MAGNETIC INDUCTION
It is at this important juncture in the history of electrical research that we see the first, shy attempts to make the force of Nature do some work. Now we are concerned with the development of electricity for the transmission of energy.
One day in 1819 a Danish physicist Hans Christian Oersted, was lecturing at the University of Kiel, which was then a Danish town. Demonstrating a galvanic battery, he held up a wire leading from it when it suddenly slipped out of his hand and fell on the table across a marine's compass that happened to be there. As he picked up the wire again he noticed to his astonishment that the needle of the compass no longer pointed north, but had swung completely out of position. He switched the current off, and the needle pointed north again.
For a few months he thought over this incident, and eventually wrote a short report on it. No one could have been more surprised than Oersted at the extraordinary impact which his discovery made on Physicists all over Europe and America. At last the long sought connection between electricity and magnetism had been found! Yet neither Oersted nor his colleagues could for see the importance of this phenomenon, for it is the connection between electricity, 80 and magnetism on which the entire, practical use of electricity in our time is founded!
What was it that Oersted had discovered? Nothing more than that an electrically charged conductor, such as the wire, leading from a battery, is the centre of a magnetic “field”, and this has the effect of turning a magnetic needle at a right angle with the direction in which the current is flowing; not quite at a right angle, though, because the magnetism of the earth also influences the needle. Now the physicists had a reliable means of measuring the strength of a weak electric current flowing through a conductor; the galvanoscope, or galvanometer, such a simple instrument consisting of a few wire loops and a magnetic needle whose deflection indicates the strength of the current.
Prompted by the research work of Andre-Marie Ampere, the great French physicist whose name has become a household word as the unit of the electric current, the Englishman Sturgeon experimented with ordinary, non-magnetized iron. He found that any piece of soft iron could be turned into a temporary magnet by putting it in the centre of a coil of insulated wire and making an electric current flow through the coil. As soon and as long as the current was turned on the iron was magnetic, but it ceased to be a magnet when there was no 50 more current. Sturgeon built the first large electro-magnet, and with this achievement there began the development of the electrical telegraph and later the telephone.
But there was yet another, and perhaps even more important, development which began with the electro-magnet. Michael Faraday repeated the experiments of Oersted, Sturgeon, and Ampere. His brilliant mind conceived this idea: if electricity could produce magnetism, perhaps magnetism could produce electricity!
But how? For a long time he searched in vain for an answer. Every time he went for a walk in one of London’s parks he carried a little coil and a piece of iron in his pocket, taking them out now and then to look at them. It was on such a walk that he found the solution. Suddenly, one day in 1830, in the midst of Green Park (so the story goes), he knew it: the way to produce electricity by magnetism was to produce it by motion.
He hurried to his laboratory and put his theory to the test. It was correct. A stationary magnet does not produce electricity. But when a magnet is pushed into a wire coil current begins to flow in the coil; when the magnet is pulled out again, the current flows in the opposite direction. This phenomenon, confirms the basic fact that the electric current cannot be produced out of nothing – some work must be done to produce it. Electricity is only a form of energy; it is not a “prime mover” in itself.
What Faraday had discovered was the technique of electromagnetic induction, on which the whole edifice of electrical engineering rests. He soon found that there were various ways of transforming motion into electric current. Instead of moving the magnet in and out of the wire coil you can move the coil towards and away from the magnet; or you can generate electricity by changing the strength of stationary magnet; or you can produce a current in one of two coils by moving them towards and away from each other while a current is flowing in the second.
Faraday then substituted a magnet for the second coil and observed the same effect. Using two coils wound on separate sections of a dosed iron ring, with one coil connected to a galvanometer and the other to a battery, he noticed that when the circuit of the second coil was closed the galvanometer needle pointed first in one direction and then returned to its zero position. When he interrupted the battery circuit, the galvanometer jerked into the opposite direction. Eventually, he made a 12-inch-wide copper disc which he rotated between the poles of strong horse-shoe magnet: the electric current which was generated in the copper disc could be obtained from springs or wire brushes touching the edge and axis of the disc.
Thus Faraday demonstrated quite a number of ways which motion could be translated into electricity. His fellow-scientists at the Royal Institution and in other countries were amazed and impressed – yet neither he nor they proceeded to make practical use of his discoveries, and nearly forty years went by before the first electric generator, or dynamo, was built.
Meanwhile, fundamental research into the manifold problems of electricity continued. In America, Joseph Henry, professor of mathematics and natural science, also starting from Oersted’s and Sturgeon’s observations, used the action of the electric current upon a magnet to build the first primitive electric motor in 1829. At about the same time, George Simon Ohm, a German school-teacher found the important law of electric resistance: that the amount of current in a wire circuit decreases with the length of the wire, which acts as resistance. Ohm’s excellent research work remained almost unnoticed during his lifetime, and he died before his name was accepted as that of the unit of electrical resistance.
ОТКРЫТИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ
Именно на этом важном этапе истории электрических исследований мы видим первые, робкие попытки заставить силу природы выполнять какую-то работу. Сейчас мы занимаемся разработкой электричества для передачи энергии.
Однажды в 1819 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед читал лекции в университете Киля, который тогда был датским городом. Демонстрируя гальваническую батарею, он поднял провод, ведущий от нее, когда она внезапно выскользнула у него из руки и упала на стол поперек случайно оказавшегося там компаса морского пехотинца. Когда он снова взял провод, то, к своему удивлению, заметил, что стрелка компаса больше не указывала на север, а полностью отклонилась от своего положения. Он выключил ток, и стрелка снова указала на север.
В течение нескольких месяцев он обдумывал этот инцидент и в конце концов написал о нем краткий отчет. Никто не мог бы быть более удивлен, чем Эрстед, тем необычайным воздействием, которое его открытие произвело на физиков по всей Европе и Америке. Наконец-то была найдена долгожданная связь между электричеством и магнетизмом! Тем не менее, ни Эрстед, ни его коллеги не могли понять важность этого явления, поскольку именно на связи между электричеством, электричеством и магнетизмом основано все практическое использование электричества в наше время!
Что же такое обнаружил Эрстед? Не более того, электрически заряженный проводник, такой как провод, ведущий от батареи, является центром магнитного “поля”, и это приводит к повороту магнитной стрелки под прямым углом к направлению, в котором течет ток; не совсем под прямым углом, хотя бы потому, что магнетизм земли также влияет на иглу. Теперь у физиков было надежное средство измерения силы слабого электрического тока, протекающего по проводнику; гальваноскоп, или гальванометр, такой простой прибор, состоящий из нескольких проволочных петель и магнитной стрелки, отклонение которой указывает на силу тока.
Вдохновленный исследовательской работой Андре-Мари Ампера, великого французского физика, чье имя стало нарицательным как единица измерения электрического тока, англичанин Стерджен экспериментировал с обычным немагнитным железом. Он обнаружил, что любой кусок мягкого железа можно превратить во временный магнит, поместив его в центр катушки изолированного провода и пропустив через нее электрический ток. Как только и до тех пор, пока был включен ток, железо было магнитным, но оно перестало быть магнитом, когда больше не было тока 50. Стерджен построил первый большой электромагнит, и с этого достижения началось развитие электрического телеграфа, а затем и телефона.
Но было еще одно, и, возможно, даже более важное, развитие, которое началось с электромагнита. Майкл Фарадей повторил эксперименты Эрстеда, Стерджена и Ампера. Его блестящий ум зародил эту идею: если электричество могло производить магнетизм, возможно, магнетизм мог бы производить электричество!
Но как? Долгое время он тщетно искал ответ. Каждый раз, отправляясь на прогулку в один из лондонских парков, он носил в кармане маленькую катушку и кусочек железа, время от времени вынимая их, чтобы посмотреть на них. Именно на такой прогулке он нашел решение. Внезапно, однажды в 1830 году, посреди Грин-парка (так гласит история), он понял это: способ производить электричество с помощью магнетизма состоял в том, чтобы производить его движением.
Он поспешил в свою лабораторию и проверил свою теорию. Это было правильно. Неподвижный магнит не производит электричество. Но когда магнит вставляется в проволочную катушку, в катушке начинает течь ток; когда магнит снова вытаскивается, ток течет в противоположном направлении. Это явление подтверждает основной факт, что электрический ток не может быть получен из ничего – для его получения необходимо проделать определенную работу. Электричество - это всего лишь форма энергии; само по себе оно не является “первичным двигателем”.
То, что открыл Фарадей, было методом электромагнитной индукции, на котором покоится все здание электротехники. Вскоре он обнаружил, что существуют различные способы преобразования движения в электрический ток. Вместо того, чтобы перемещать магнит в проволочную катушку и из нее, вы можете перемещать катушку к магниту и от него; или вы можете генерировать электричество, изменяя силу постоянного магнита; или вы можете генерировать ток в одной из двух катушек, перемещая их навстречу друг другу и от друга в то время как ток течет во втором.
Затем Фарадей заменил вторую катушку магнитом и наблюдал тот же эффект. Используя две катушки, намотанные на отдельные секции дозированного железного кольца, причем одна катушка была подключена к гальванометру, а другая - к батарее, он заметил, что при замыкании цепи второй катушки стрелка гальванометра указывала сначала в одном направлении, а затем возвращалась в нулевое положение. Когда он прервал цепь аккумулятора, гальванометр дернулся в противоположном направлении. В конце концов он изготовил медный диск шириной 12 дюймов, который вращал между полюсами сильного магнита в виде подковы: электрический ток, который генерировался в медном диске, можно было получить от пружин или проволочных щеток, соприкасающихся с краем и осью диска.
Таким образом, Фарадей продемонстрировал довольно много способов, с помощью которых движение может быть преобразовано в электричество. Его коллеги-ученые из Королевского института и в других странах были поражены и впечатлены, но ни он, ни они не приступили к практическому использованию его открытий, и прошло почти сорок лет, прежде чем был построен первый электрический генератор, или динамо–машина.
Тем временем фундаментальные исследования многообразных проблем электричества продолжались. В Америке Джозеф Генри, профессор математики и естественных наук, также основываясь на наблюдениях Эрстеда и Стерджена, использовал действие электрического тока на магнит для создания первого примитивного электродвигателя в 1829 году. Примерно в то же время Джордж Саймон Ом, немецкий школьный учитель, открыл важный закон электрического сопротивления: величина тока в проволочной цепи уменьшается с увеличением длины провода, который действует как сопротивление. Превосходная исследовательская работа Ома оставалась почти незамеченной при его жизни, и он умер до того, как его имя было принято в качестве единицы измерения электрического сопротивления.
Словарь опорных слов
Research – исследование
Attempt – попытка
non-magnetized – немагнитный
direction – направление
rests - состояние покоя
coil –катушка
copper – медь
axis- ось вращения
edge - край
motion – движение
resistance – сопротивление
circuit - электрическая цепь
length – длина
almost – почти
unnoticed - незамеченный