法拉第的电磁感应实验
作者:不详日期:2006-11-2 来源:本站点击:
我们现在生活在一个电气时代里:电动机在工厂里轰鸣,电车在飞驰,电灯照亮了千家万户,电视机在播放节目,电脑在运作……由于有了电,旧时代许多令人神往的幻想已变成了现实。
如今电气业给我们创造的这一切福利和文明,都起源于1831年10月17日法拉第的一次具有划时代意义和意外的电磁实验成功。
由于这次成功,法拉第制造了世界上第一台电磁感应发电机;由于这次成功,人类制造出今天的发电机、电动机、水电站,以及一切电力站网。
法拉第(1791~1867)出生于英国伦敦一个铁匠家里。
由于家庭贫困,他12岁时就到一家书店当学徒。
由于经常接触图书,他发现书里有许多自己从不知道的事物,书籍简直是知识的海洋。
从此以后他开始刻苦自学,认真读书,发奋要成为一个有学识的人。
他不仅认真阅读电学、化学方面的书籍,而且用平日节约下来的一点钱买了几件实验仪器,按书中所说的做起实验来。
法拉第不仅向书本学习,还利用一切机会向当时著名的科学家学习,买票听他们的讲演,认真做记录。
1810年春天,法拉第凑钱去听科学家塔特林讲解自然科学。
他每晚都将所做的记录整理誊清。
特别对法拉第人生具有重大转折意义的是,他于1812年时到英国皇家学院去听著名科学家戴维的化学讲演。
正是从此开始,他踏上了献身科学的道路。
他大胆地给戴维先生写了封信,而且将听讲的记录全寄去了。
他在信中说明了自己对科学的热爱,并且渴望能在皇家学会得到一份工作。
戴维看到了他的严肃认真和对科学的热情,竟然答应了他的请求,介绍他到皇家学院当助理员,担任了戴维的实验助手。
实验室的工作为法拉第提供了优越的条件。
他可以自由地利用图书馆,获得各种资料,从而可以发展各方面的知识。
作为戴维的助手和随从,法拉第又获得了到欧洲大陆进行科学考察的机会。
尽管在旅行中受到戴维夫人的凌辱,以及其他不公正的待遇,但法拉第借这次机会却增长了知识,结交了朋友,了解了当时各国的科学状况。
回到伦敦时,法拉第已经24岁了,他仍然继续做实验工作。
凡是教授的讲演,他都要马上去做实验。
他对实验中每一个微细现象,都非常敏感。
只要有可能,他总要把它抓住加以研究,反复进行实验。
从别人实验记录中得到的一些结果,他总是觉得不十分满意,常常要自己照样重做一遍,否则连觉都睡不着。
严谨的科学态度,成了他以后成功的重要因素。
1819年丹麦哥本哈根大学的厄斯德教授,偶然中发现了电流对指南针的影响,说明电流和磁石是可以联系的。
1820年戴维教授又证明,钢和铁被通过电流的铁丝环绕时,就成为磁铁。
这些都引起了法拉第的高度兴趣。
他运用自己丰富的实验经验和学识开始对电磁进行了研究。
1821年法拉第通过实验,证明了电线在电磁场中变换磁场或电流,可使电线旋转,于是感应电流的发现被证实了。
消息一传出,科学界人士都大加称赞法拉第这一不朽发现。
然而,法拉第并不为已有的成就满足,他又开始向新的科技目标挺进了。
1822年,法拉第在日记上写着:“转磁为电”。
他向自己提出,既然通电可产生磁铁,为什么不能用磁铁产生电呢?磁是一种用之不尽取之不竭的东西,要能转磁为电,贡献该有多大!
那时,电只是科学家在实验室里使用。
伏特电池虽可以获得稳定的电流,但价钱太昂贵,无法普及,能研究产生廉价的电,这是社会急需的。
法拉第要探索前人未想过的事,要大胆揭开磁电转换的秘密。
在他的衣袋里,常常装着铜线和磁块,一有机会就摆弄起来。
他想了很多办法,使他衣袋里的这些东西能产生出电来,但毫无结果。
1830年,法拉第停止一切他热爱的化学研究。
专心致志地进行着关于磁转化为电的研究。
他把磁石安插在一个铜线圈内,但是得不到结果。
他又以一根通了电流的铜线挨近一根没有通电流的铜线,或者又换了一个大的磁石,不断地变换着铜线,与磁石的联络形式,结果,铜线还是生不出电来。
他苦苦思考着,几乎连饭也吃不下去。
1831年10月17日,法拉第准备了一根8.5英寸长、4.3英寸厚的圆形磁棒,用203英尺长的铜线绕在一个空的圆筒内,铜线的两端串接一个电流计,铜线是不通电的。
他将磁石的一端挨近铜线,电流计的指针不动。
他再把磁石完全插入铜线圈内,电流计的指针却突然动起来了。
他急忙又把磁石抽了回来,指针又动了一下。
难道真的有电流产生出来了吗?法拉第惊喜起来,他试了一次又一次,果然感应电流产生出来了。
今天的实验与过去的许多种实验有什么不同呢?法拉第开始分析辨别:今天磁棒和铜线之间有了运动,而过去是没有运动的。
他终于得出结论:“产生感应电流,运动是必要的条件。
”这一实验的突然成功,使40岁的法拉第像小孩子一样在实验室里狂跳起来。
事后,他又研究出运动为什么是必要的条件,结论是:因为金属必须做切割磁力线运动才能产生感应电流。
这即是被后人称为法拉第电磁感应定律。
为了使磁电为人类所用,他又根据自己的这一伟大发现制造了世界上第一部最原始的电磁感应发电机。
法拉第终于达到了所要达到的目的,他找到了一种崭新的电源,为人类开发出了一个无尽的宝藏。