Что за интересное явление электромагнитная индукция?
Автор: Нина Ядрихинская,
Ученица 11Б класса
В настоящее время люди не понимают, что такое электромагнитная индукция и сколько всего нового и необычного она для нас открыла. Многие люди даже не задумываются, что их утюги, чайники, зарядные устройства и другая техника работает с помощью такого явления как электромагнитная индукция. Несколько веков до нас это явление находили и доказывали, а теперь мы не задумываясь им пользуемся. Что было если бы электромагнитную индукцию не обнаружили? Уменьшилась ли скорость жизни? Больше плюсов или минусов у техники с использованием электромагнитной индукции? Я хочу помочь обычному человеку разобраться с этой информацией.
Для начала давайте разберёмся, что же такое электромагнитная индукция. Электромагнитная индукция – физическое явление, заключающееся в возникновении электрического тока в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром.
Наверняка не каждый человек знает кто же открыл это явление, которое упрощает и ускоряет нам жизнь. Электромагнитная индукция была обнаружена независимо друг от друга Майклом Фарадеем и Джозефом Генри в 1831 году, однако Фарадей первым опубликовал результаты своих экспериментов.
В первой экспериментальной демонстрации электромагнитной индукции (август 1831) Фарадей обмотал двумя проводами противоположные стороны железного тора (конструкция похожа на современный трансформатор). Основываясь на своей оценке недавно обнаруженного свойства электромагнита, он ожидал, что при включении тока в одном проводе особого рода волна пройдёт сквозь тор и вызовет некоторое электрическое влияние на его противоположной стороне. Он подключил один провод к гальванометру и смотрел на него, когда другой провод подключал к батарее. В самом деле, он увидел кратковременный всплеск тока (который он назвал «волной электричества»), когда подключал провод к батарее, и другой такой же всплеск, когда отключал его. В течение двух месяцев Фарадей нашёл несколько других проявлений электромагнитной индукции. Например, он увидел всплески тока, когда быстро вставлял магнит в катушку и вытаскивал его обратно, он генерировал постоянный ток во вращающемся вблизи магнита медном диске со скользящим электрическим проводом («диск Фарадея»).
Фарадей объяснил электромагнитную индукцию с использованием концепции так называемых силовых линий. Однако, большинство учёных того времени отклонили его теоретические идеи, в основном потому, что они не были сформулированы математически. Исключение составил Максвелл, который использовал идеи Фарадея в качестве основы для своей количественной электромагнитной теории. В работах Максвелла аспект изменения во времени электромагнитной индукции выражен в виде дифференциальных уравнений. Оливер Хевисайд назвал это законом Фарадея, хотя он несколько отличается по форме от первоначального варианта закона Фарадея и не учитывает индуцирование ЭДС при движении. Версия Хевисайда является формой признанной сегодня группы уравнений, известных как уравнения Максвелла.
Эмилий Христианович Ленц сформулировал в 1834 году закон (правило Ленца), который описывает «поток через цепь» и даёт направление индуцированной ЭДС и тока в результате электромагнитной индукции.
Это конечно всё интересно, но главный вопрос остаётся не рассмотренным. Повлияло ли электромагнитная индукция на нашу с вами жизнь? И я отвечу вам на этот вопрос, конечно, так как скорость жизни возросла, технологии идут вперёд и многим технологиям помогло данное явление.
Возьмём три плиты электрическую, газовую и индукционную и ведь у каждой есть и плюсы, и минусы, но современная хозяйка, сейчас задумывается о том не какая плита красивее, а о том какая быстрее сварит и пожарит еду.
Плюсы индукционных плит:
1.Безопасность.
Стеклокерамическая поверхность не нагревается и не опасна для детей и взрослых. Она полностью пожаробезопасна. Создаваемое магнитное поле в 22 мкТл, безопасно для человека. Эта опасность меньше, чем от пользования мобильным телефоном.
2.Простота уборки.
Учитывая то, что поверхность при работе всегда остаётся холодной, пища не присыхает, трудно очищаемых пятен не образует. Очистку легко производят влажной тряпкой без применения абразивосодержащих средств и металлических мочалок. Приготавливаемая на ней пища никогда не пригорает, посуда всегда чистая и не портится.
3.Экономичность.
Плиты имеют разные режимы работы, некоторые до семнадцати позиций. При достижении, установленной температуры плита отключается, а потом быстро выходит на нужный режим, что даёт существенную экономию электроэнергии. При индукционном нагреве до минимума снижаются тепловые потери, так как теплота выделяется непосредственно в посуде, что так же способствует увеличению скорости её нагрева. Существенное снижение электроэнергии обеспечивается высоким КПД индукционных плит – 90% (для сравнения, у газовой плиты – 60-65%). При таких показателях пища готовится на много быстрее, чем на электрической плите.
4.Бустер (англ. booster, от boost — поднимать, усиливать).
Выполняет дополнительную функцию, повышая начальную энергию, что приводит к повышению интенсивности нагрева на 50%, обеспечивает защиту от перегрева и при необходимости обеспечивает автоматическое отключение плиты. Выполняя функцию усилителя, бустер способствует сокращению времени приготовления пищи.
И бесспорно индукционная плита выиграет, она готовит еду быстрее, но для этого ей нужны специальные кастрюли и сковородки.
Также и многие другие приборы ускоряют нашу жизнь например утюги, беспроводные зарядки, чайники и другие приборы, но многие люди об этом даже не догадываются.
Плюсы беспроводных(индукционных) зарядок;
1. Зарядка нескольких устройств
Одно преимущество, которое беспроводная зарядка имеет по сравнению с обычной проводной зарядкой смартфона, состоит в том, что пользователи могут заряжать несколько устройств, используя одно беспроводное зарядное устройство / зарядную площадку — учитывая, что зарядная площадка достаточно велика для размещения нескольких устройств.
2. Удобство
Беспроводная зарядка смартфонов также очень удобна. Это одна из основных причин, почему многие пользователи смартфонов склоняются к беспроводной зарядке. Если ваш телефон поддерживает беспроводную зарядку, все, что вам нужно сделать, это просто положить его на зарядную панель; нет кабельного беспорядка.
3. Безопасность
Также безопаснее заряжать устройство без проводов, чем с помощью адаптера и USB-шнуров. Во-первых, благодаря беспроводной зарядке снижается риск скачков напряжения или электрического повреждения вашего устройства.
4. Долговечность
Для зарядки смартфона обычным способом требуется постоянно подключать и отключать зарядное устройство / шнур от порта смартфона. Это может быстро привести к износу порта вашего телефона и его повреждению. Беспроводная зарядка более надежна и снижает вероятность повреждения порта вашего смартфона. Также сообщалось, что зарядные площадки имеют более длительный срок службы, чем кабели.
5. Уменьшает перегрев и повреждение батареи
Большинство беспроводных зарядных устройств и ковриков умные. Они могут определить, когда батарея вашего смартфона полностью заряжена, и автоматически прекратить зарядку. Типичное беспроводное зарядное устройство отключается, когда аккумулятор полностью заряжен, что экономит энергию и предотвращает перегрев в процессе работы.
С такими разработками можно предположить, что явление электромагнитной индукции переживает второе рождение и в будущем имеет большие перспективы.