Досліди Г. Ерстеда та А. Ампера показали, що електричний струм створює магнітне поле. А чи можна зробити навпаки, тобто за допомогою магнітного поля отримати електричний струм? 29 серпня 1831 р. після понад 16 тисяч дослідів англійський фізик і хімік Майкл Фарадей одержав електричний струм за допомогою магнітного поля постійного магніту. У чому полягали досліди Фарадея та яке значення мало його відкриття?
Усі розглянуті досліди — це сучасний варіант тих, які протягом 10 років здійснював Майкл Фарадей і завдяки яким він дійшов висновку: у замкненому провідному контурі виникає електричний струм, якщо кількість ліній магнітної індукції, що пронизують поверхню, обмежену контуром, змінюється.
Це явище було названо електромагнітною індукцією, а електричний струм, який при цьому виникає, — індукційним (наведеним) струмом.
Для визначення напрямку індукційного струму скористаємося замкненою котушкою. Якщо змінювати магнітне поле, що пронизує котушку (наприклад, наближати або віддаляти магніт), то в котушці виникає індукційний струм. Унаслідок цього котушка сама стає магнітом. Досліди свідчать: 1) якщо магніт наближати до котушки, то котушка буде відштовхуватися від магніту; 2) якщо магніт віддаляти від котушки, то котушка притягуватиметься до магніту.
Знаючи полюси котушки та скориставшись правою рукою, можна визначити напрямок індукційного струму.
Згідно з правилом Ленца індукційний струм у замкненому провіднику завжди має такий напрям, що створюваний цим струмом власний магнітний потік протидіє тим змінам зовнішнього магнітного потоку, які збуджують індукційний струм. Правило сформулював 1833 року Емілій Ленц.
Явище електромагнітної індукції використовують в електромеханічних генераторах, без яких неможливо уявити сучасну електроенергетику.
Електромеханічний генератор — пристрій, в якому механічна енергія перетворюється на електричну.
Промислові генератори електричного струму мають практично ту саму будову, що й електродвигуни. Проте за принципом дії генератор — це електричний двигун «навпаки».
Під дією пари (на теплових і атом¬них електростанціях), води, що падає з висоти (на гідроелектростанціях) або від колінчастого вала двигуна ротор генератора починає швидко обертатися. Унаслідок цього кількість ліній магнітної індукції, що пронизують витки обмотки статора, змінюється і в обмотці статора виникає індукційний електричний струм. Після низки перетворень цей струм пода¬ють до споживача електричної енергії.
1) Струм у котушці напрямлений по її передній стінці вгору (від «+» до «-»). Скориставшись правою рукою, визначимо полюси котушки (напрямок магнітних ліній всередині котушки): ближчим до кільця буде південний полюс котушки.
2) У момент замикання ключа сила струму в котушці збільшується, тому магнітне поле всередині кільця посилюється.
3) У кільці виникає індукційний струм такого напрямку, що кільце буде обернене до котушки однойменним полюсом (південним) і відштовхнеться від неї.
4) Скориставшись правою рукою, визначимо напрямок індукційного струму в кільці (він буде протилежним напрямку струму в котушці).
Майже відразу після замикання ключа струм в котушці буде постійним, магнітне поле всередині кільця не змінюватиметься й індукційного струму в кільці не буде. Оскільки кільце виготовлене із магнітослабого матеріалу, воно майже не буде взаємодіяти з котушкою.
У момент розмикання ключа сила струму в котушці швидко зменшується, створене котушкою магнітне поле послаблюється. У кільці виникає індукційний струм такого напрямку, що кільце буде обернене до котушки різнойменними полюсом і на короткий час притягнеться до неї.
