§ 59. Явление электромагнитной индукции

Открытие магнитного действия тока поставило перед физиками обратный вопрос: можно ли с помощью магнитного поля получить электрический ток? Опыты Фарадея показали, что это возможно, но одного неподвижного магнита возле неподвижной замкнутой катушки недостаточно. Существенным оказалось изменение магнитного потока через контур. Возникновение связанного с таким изменением электрического тока называют явлением электромагнитной индукции, а полученный ток — индукционным. Он переносится обычными носителями заряда проводника, а не каким-то особым веществом.

В простом опыте катушку соединяют с гальванометром и вдвигают в неё магнит. Стрелка прибора отклоняется, показывая ток. Когда магнит останавливается, ток исчезает, хотя магнит остаётся внутри катушки. При извлечении магнита отклонение происходит в другую сторону: направление тока меняется. Такой же результат можно получить, перемещая катушку относительно неподвижного магнита. Важен не выбор движущегося тела, а изменение потока через замкнутую цепь в ходе относительного движения.

Изменять поток можно и без перемещения магнитов. Если рядом расположить две катушки и менять ток в первой, её поле будет изменять поток через вторую. Во второй катушке, замкнутой на прибор, тогда возникает индукционный ток. Он появляется, например, при замыкании и размыкании первой цепи или изменении её тока реостатом. Вращение рамки в магнитном поле тоже способно изменять поток, поскольку меняется ориентация её поверхности относительно магнитных линий.

Общий признак всех опытов — изменение магнитного потока, а не просто наличие сильного поля или движение как таковое. Для появления тока контур должен быть замкнут; в разомкнутой цепи возможно наведённое напряжение, но непрерывного тока по отсутствующему замкнутому пути не будет. Энергия электрического процесса поступает за счёт механической работы или энергии другого источника, изменяющего поле. На электромагнитной индукции основаны генераторы и трансформаторы, поэтому это открытие связало лабораторные наблюдения с возможностью масштабного получения и передачи электрической энергии.