전자기학의 법칙 - 평범한 사물의 기적. 일상생활이 우리에게 더 큰 우주에 대해 말해 주는 것

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전기적, 자기적 현상은 고대부터 인류에게 알려져 왔습니다. "전기 현상"이라는 개념 자체는 고대 그리스로 거슬러 올라갑니다(기억하세요: 두 조각의 호박("전자")을 천으로 문지르고, 서로 밀어내고, 작은 물체를 끌어당깁니다...). 결과적으로 전기에는 양극과 음극의 두 가지 유형이 있음이 밝혀졌습니다.

자성에 관해서는 일부 신체가 다른 신체를 끌어당기는 특성이 고대에 알려져 있었으며 이를 자석이라고 불렀습니다. 자유자석의 성질은 이미 2세기에 '북-남' 방향으로 확립되고 있다. 기원전. 여행 중에 고대 중국에서 사용되었습니다. 유럽에서 자석에 대한 최초의 실험적 연구는 13세기 프랑스에서 수행되었습니다. 결과적으로 자석에는 두 개의 극이 있다는 것이 확인되었습니다. 1600년에 Gilbert는 지구가 큰 자석이라는 가설을 제시했습니다. 이는 나침반을 사용하여 방향을 결정할 수 있는 가능성의 기초입니다.

MCM이 등장한 18세기는 사실상 전기현상에 대한 체계적인 연구가 시작된 시기였습니다. 그래서 전하와 같은 반발력이 확립되었고 가장 간단한 장치 인 검전기가 나타났습니다. 18세기 중반. 번개의 전기적 성질이 확립되었습니다 ( B. Franklin, M. Lomonosov, G. Richman 및 Franklin의 장점에 대한 연구는 특히 주목할 가치가 있습니다. 그는 피뢰침의 발명가입니다. 혐의에 대해 "+" 및 "-" 표기를 제안한 사람은 프랭클린이라고 믿어집니다.).

1759년 영국의 박물학자 R. 심머(R. Simmer)는 정상적인 상태에서 모든 신체에는 서로를 중화시키는 동일한 수의 반대 전하가 포함되어 있다고 결론지었습니다. 전기가 통하는 동안 재분배가 발생합니다.

19세기 말과 20세기 초에 전하는 e=1.6×10-19C의 정수개의 기본 전하로 구성된다는 것이 실험적으로 확립되었습니다. 이는 자연계에 존재하는 가장 작은 전하입니다. 1897년에 J. Thomson은 기본 음전하(질량 moe = 9.1 × 10-31인 전자)의 운반체인 가장 작은 안정 입자를 발견했습니다. 따라서 전하는 이산적입니다. 별도의 기본 부분 q=±ne으로 구성됩니다. 여기서 n은 정수입니다.

18세기와 19세기에 수행된 전기 현상에 대한 수많은 연구의 결과입니다. 많은 중요한 법률이 획득되었습니다.

전하 보존의 법칙: 전기적으로 닫힌 시스템에서 전하의 합은 일정한 값입니다. (즉, 전하는 발생하고 사라질 수 있지만 동시에 반대 기호의 동일한 수의 기본 전하가 필연적으로 나타나고 사라집니다.) 충전량은 속도에 따라 달라지지 않습니다.

점전하의 상호작용 법칙 또는 쿨롱의 법칙:

여기서 e는 매체의 비유전율입니다(진공에서 e = 1). 쿨롱 힘은 10-15m(하한) 정도의 거리까지 중요합니다. 더 작은 거리에서는 핵력이 작용하기 시작합니다(소위 강한 상호 작용). 상한은 다음과 같은 경향이 있습니다.

19세기에 수행된 전하의 상호작용에 대한 연구. 그와 함께 과학에 진출했다는 것도 놀랍습니다. 필드의 개념입니다.이것은 M. Faraday의 작품에서 시작되었습니다. 고정 전하 영역을 정전기라고 합니다. 우주에 있는 전하는 그 특성을 왜곡합니다. 필드를 생성합니다.정전기장의 강도 특성은 강도입니다. 정전기장은 잠재적입니다. 에너지 특성은 전위 j입니다.

외르스테드의 발견 자기의 본질은 19세기 말까지 명확하지 않았으며, 전기 현상과 자기 현상은 서로 독립적으로 고려되었으며, 1820년 덴마크 물리학자 H. 외르스테드가 전류가 흐르는 도체의 자기장을 발견했습니다. 이것이 전기와 자기의 연결이 확립된 방법입니다. 자기장의 강도 특성은 강도입니다. 열린 전기력선과 달리 자기력선은 닫혀 있습니다. 그것은 소용돌이이다.

전기 역학. 1820년 9월, 프랑스의 물리학자, 화학자, 수학자 A.M. Ampere는 전기 과학의 새로운 분야인 전기 역학을 개발하고 있습니다.

옴의 법칙, 줄렌츠의 법칙: 전기 분야에서 가장 중요한 발견은 G. 옴(1826)이 발견한 법칙이었습니다. 나=U/R폐쇄 회로의 경우 나는= EMF/(R+r), 시간 t 동안 전류가 고정 도체를 통과할 때 방출되는 열량에 대한 줄-렌츠 법칙은 다음과 같습니다. Q = IUT.

M. 패러데이의 작품. 영국 물리학자 M. Faraday(1791-1867)의 연구는 전자기학 연구에 어느 정도 완성도를 부여했습니다. Oersted의 발견에 대해 알고 전기 현상과 자기 현상의 관계에 대한 아이디어를 공유한 Faraday는 1821년에 "자기를 전기로 변환"하는 작업을 설정했습니다. 10년간의 실험 끝에 그는 전자기 유도의 법칙을 발견했습니다. ( 법칙의 본질: 변화하는 자기장은 유도된 EMF의 출현으로 이어집니다. emf i = k×DFm/Dt여기서 DFm/Dt는 윤곽 위로 늘어난 표면을 통한 자속의 변화율입니다. 1831년부터 1855년까지 패러데이의 주요 저서인 전기에 관한 실험적 연구(Experimental Research on Electricity)가 시리즈로 출판되었습니다.

패러데이는 전자기 유도 연구를 하면서 전자기파의 존재에 대해 결론을 내렸습니다. 나중에 1831년에 그는 빛의 전자기적 성질에 대한 아이디어를 표현했습니다.

패러데이의 연구와 발견을 처음으로 평가한 사람 중 한 명은 D. 맥스웰(D. Maxwell)이었습니다. 그는 1865년에 전자기장 이론을 개발하여 패러데이의 아이디어를 발전시켰습니다. 이는 물질에 대한 물리학자들의 견해를 크게 확장하고 전자기적 그림의 창조로 이어졌습니다. 세계 (EMPW).

강의개요

1. 정전기. 짧은 리뷰.

2. 전류의 자기적 상호작용.

3. 자기장. 앙페르의 법칙. 자기장 유도.

4. 비오-사바르-라플라스 법칙. 자기장의 중첩 원리.

4.1. 직선 전류의 자기장.

4.2. 원형 전류 축의 자기장.

4.3. 움직이는 전하의 자기장.

1. 정전기. 짧은 리뷰.

정전기학의 기본 원리에 대한 간략한 개요를 통해 정자기학 연구를 시작하겠습니다. 전자기학 이론을 만들 때 우리가 이미 정전기학에서 접했던 방법론적 기술이 사용되었기 때문에 이러한 소개가 적절해 보입니다. 그렇기 때문에 기억할 가치가 있습니다.

1) 정전기학의 기본 실험법칙은 점전하의 상호작용 법칙입니다. - 쿨롱의 법칙:

발견 직후 질문이 생겼습니다. 포인트 요금은 멀리서 어떻게 상호 작용합니까?

쿨롱 자신은 장거리 행동의 개념을 고수했습니다. 그러나 전자기파에 대한 맥스웰의 이론과 후속 실험 연구는 전하의 상호 작용이 주변 공간의 전하에 의해 생성된 전기장의 참여로 발생한다는 것을 보여주었습니다. 전기장은 물리학자들의 영리한 발명품이 아니라 자연의 객관적인 현실입니다.

2) 정전기장의 유일한 표현은 이 장에 있는 전하에 작용하는 힘입니다. 따라서 이 특정 힘과 관련된 강도 벡터가 필드의 주요 특성으로 간주된다는 사실에는 예상치 못한 것이 없습니다.

,. (E2)

3) 강도 정의(E2)와 쿨롱의 법칙(E1)을 결합하여 1점 전하에 의해 생성되는 전계 강도를 찾습니다.

. (E3)

4) 지금 - 매우 중요 경험이 풍부한결과: 정전기장 중첩 원리:

. (E4)

이 "원리"를 통해 다양한 구성의 전하에 의해 생성된 전기장을 계산할 수 있었습니다.

이것으로 우리는 아마도 정전기학에 대한 간략한 검토를 제한하고 전자기학으로 넘어갈 수 있을 것입니다.

1. 전류의 자기 상호 작용

전류의 상호작용은 1820년 앙페르(Ampere)에 의해 발견되고 자세히 연구되었습니다.

그림에서. 8.1. 그의 실험 설정 중 하나의 다이어그램이 표시됩니다. 여기서, 직사각형 프레임(1)은 수직축을 중심으로 쉽게 회전될 수 있다. 지지 컵에 수은을 부어 프레임을 돌릴 때 안정적인 전기 접촉이 보장되었습니다. 전류(2)가 있는 다른 프레임이 해당 프레임으로 가져오면 프레임의 가까운 측면 사이에 상호 작용력이 발생합니다. 앙페르는 프레임의 원격 가장자리 사이의 상호 작용 힘을 무시할 수 있다고 믿고 측정하고 분석한 것이 바로 이 힘이었습니다.

쌀. 8.1.

Ampere는 병렬 전류가 동일한 방향이라는 것을 실험적으로 확립했습니다 (그림 8.2., ㅏ), 상호 작용하고, 끌어 당기고, 반대 방향의 전류가 반발합니다 (그림 8.2., 비). 평행 전류가 상호 작용할 때 도체의 단위 길이당 작용하는 힘은 전류의 곱에 비례하고 전류 사이의 거리에 반비례합니다( 아르 자형):

. (8.1)

쌀. 8.2.

두 병렬 전류의 상호 작용에 대한 실험 법칙은 SI 시스템에서 기본 전기 단위(전류 1암페어 단위)를 정의하는 데 사용됩니다.

1 암페어는 진공에서 서로 1m 거리에 위치한 무한 길이와 작은 단면의 두 개의 직선 도체를 통한 흐름이 힘의 출현을 동반하는 이러한 직류의 강도입니다. 2와 동일한 도체 사이 10 –7 길이의 각 미터에 대해 N.

전류의 단위를 결정한 후 식 (8.1)에서 비례 계수 의 값을 찾습니다.

.

~에 나 1 =나 2 = 1A 및 아르 자형 = 도체 길이 1미터당 작용하는 1m 힘
= 210 –7 N/m. 따라서:

.

합리화된 SI에서 = , 여기서 0 - 자기 상수:

 0 = 4= 410 –7
.

아주 짧은 시간 동안 전류의 힘 상호 작용의 특성은 불분명했습니다. 같은 1820년에 덴마크 물리학자 Oersted는 전류가 자침에 미치는 영향을 발견했습니다(그림 8.3). Oersted의 실험에서는 지구의 자오선을 따라 방향이 지정된 자침 위로 직선 도체가 늘어졌습니다. 도체에 전류가 켜지면 화살표가 회전하여 전류가 흐르는 도체에 수직으로 위치하게 됩니다.

쌀. 8.3.

이 실험은 전류가 주변 공간에 자기장을 생성한다는 것을 직접적으로 보여줍니다. 이제 우리는 전류 상호 작용의 암페어 힘이 전자기적 성격을 띠고 있다고 가정할 수 있습니다. 이는 전류의 두 번째 전류에 의해 생성된 자기장의 작용으로 인해 발생합니다.

정전기학에서와 마찬가지로 정자기학에서 우리는 전류 상호 작용의 장 이론, 단거리 상호 작용의 개념에 도달했습니다.

물리학에는 네 가지 기본 힘이 있는데, 그 중 하나가 전자기학입니다. 기존 자석은 사용이 제한되어 있습니다. 전자석은 통과하는 동안 전류를 생성하는 장치입니다. 전기를 켜고 끌 수 있듯이 전자석도 마찬가지입니다. 전류를 줄이거나 늘리면 약화되거나 강화될 수도 있습니다. 전자석은 일반 스위치부터 우주선 추진 시스템에 이르기까지 다양한 산업 분야의 다양한 일상 전기 제품에 사용됩니다.

전자석이란 무엇입니까?

전자석은 전기의 흐름에 따라 기능하는 임시자석이라고 볼 수 있으며, 극성을 바꾸면 쉽게 극성을 바꿀 수 있습니다. 또한 전자석에 흐르는 전류의 양을 바꾸면 전자석의 세기도 바뀔 수 있습니다.

전자기학의 적용 범위는 유난히 넓습니다. 예를 들어, 자기 스위치는 온도 변화에 덜 민감하고 불필요한 트립 없이 정격 전류를 유지할 수 있기 때문에 선호됩니다.

전자석 및 그 응용

다음은 이들이 사용되는 몇 가지 예입니다.

• 모터 및 발전기. 전자석 덕분에 전자기 유도 원리에 따라 작동하는 전기 모터와 발전기를 생산하는 것이 가능해졌습니다. 이 현상은 과학자 Michael Faraday에 의해 발견되었습니다. 그는 전류가 자기장을 생성한다는 것을 증명했습니다. 발전기는 바람, 움직이는 물 또는 증기의 외력을 사용하여 샤프트를 회전시키며, 이로 인해 자석 세트가 코일 와이어 주위를 이동하여 전류를 생성합니다. 따라서 전자석은 다른 유형의 에너지를 전기 에너지로 변환합니다.
• 산업용 사용 관행. 철, 니켈, 코발트 또는 그 합금과 일부 천연 광물로 만들어진 물질만이 자기장에 반응합니다. 전자석은 어디에 사용되나요? 실제 적용 분야 중 하나는 금속 분류입니다. 언급된 원소가 생산에 사용되기 때문에 철 함유 합금은 전자석을 사용하여 효과적으로 분류됩니다.
• 전자석은 어디에 사용되나요? 또한 폐기하기 전에 자동차와 같은 거대한 물체를 들어올리고 이동하는 데에도 사용할 수 있습니다. 그들은 또한 운송에도 사용됩니다. 아시아와 유럽의 열차는 전자석을 사용하여 자동차를 운송합니다. 이것은 그들이 놀라운 속도로 움직이는 데 도움이 됩니다.

일상생활 속 전자석

많은 물질이 자기장을 흡수할 수 있기 때문에 전자석은 정보를 저장하는 데 자주 사용되며, 자기장을 읽어 정보를 검색할 수 있습니다. 거의 모든 최신 장치에 적용됩니다.

전자석은 어디에 사용되나요? 일상생활에서는 다양한 가전제품에 사용됩니다. 전자석의 유용한 특성 중 하나는 주변의 코일이나 권선을 통해 흐르는 전류의 강도와 방향의 변화에 ​​따라 전자석이 바뀔 수 있다는 것입니다. 스피커, 확성기 및 테이프 레코더는 이러한 효과가 실현되는 장치입니다. 일부 전자석은 매우 강력할 수 있으며 강도를 조정할 수 있습니다.

전자석은 생활 속에서 어디에 사용되나요? 가장 간단한 예는 전자기 잠금 장치입니다. 문에는 전자기 잠금 장치가 사용되어 강력한 자기장을 생성합니다. 전류가 전자석을 통과하는 한 문은 닫힌 상태로 유지됩니다. 텔레비전, 컴퓨터, 자동차, 엘리베이터 및 복사기 - 전자석이 사용되는 곳이며 전체 목록은 아닙니다.

전자기력

자석을 감싸고 있는 전선에 흐르는 전류를 변화시켜 전자기장의 세기를 조절할 수 있습니다. 전류의 방향이 바뀌면 자기장의 극성도 바뀐다. 이 효과는 컴퓨터의 자기 테이프나 정보 저장을 위한 하드 드라이브뿐만 아니라 라디오, TV 및 스테레오 시스템의 스피커 스피커에도 필드를 생성하는 데 사용됩니다.

자기와 전기

전기와 자기의 사전적 정의는 서로 다르지만 동일한 힘을 나타냅니다. 전하가 이동하면 자기장이 생성됩니다. 그 변화는 차례로 전류의 생성으로 이어집니다.

발명가는 전자기력을 사용하여 현대인의 일상 생활을 상상할 수 없는 전기 모터, 발전기, 장난감, 가전 제품 및 기타 귀중한 장치를 만듭니다. 전자석은 전기와 불가분의 관계가 있으므로 외부 전원 없이는 작동할 수 없습니다.

리프팅 및 대형 전자석 응용

전기 모터와 발전기는 오늘날 세계에서 매우 중요합니다. 모터는 전기에너지를 받아 자석을 이용해 전기에너지를 운동에너지로 변환하는 역할을 합니다. 반면에 발전기는 자석을 사용하여 운동을 변환하여 전기를 생성합니다. 대형 금속 물체를 이동할 때는 리프팅 전자석을 사용합니다. 또한 고철을 분류할 때, 주철 및 기타 철금속을 비철금속과 분리하기 위해 필요합니다.

기술의 진정한 기적은 시속 320km의 속도에 도달할 수 있는 일본의 공중부양 열차입니다. 전자석을 사용하여 공중에 떠서 믿을 수 없을 만큼 빠르게 움직입니다. 미 해군이 미래형 전자기 레일건을 이용한 첨단 실험을 ​​진행하고 있다. 그녀는 엄청난 속도로 상당한 거리에 걸쳐 발사체를 발사할 수 있습니다. 발사체는 엄청난 운동 에너지를 갖고 있어 폭발물을 사용하지 않고도 목표물을 타격할 수 있습니다.

전자기 유도의 개념

전기와 자기를 연구할 때 중요한 개념은 변화하는 자기장이 있는 도체에서 전기의 흐름이 발생할 때입니다. 유도 원리를 갖춘 전자석의 사용은 전기 모터, 발전기 및 변압기에 적극적으로 사용됩니다.

전자석은 의학에서 어디에 사용될 수 있나요?

자기공명영상(MRI) 스캐너도 전자석을 사용하여 작동합니다. 직접 검사가 불가능한 인체 내부 장기를 검사하는 전문적인 의료 방법입니다. 주요 자석과 함께 추가 경사 자석이 사용됩니다.

전자석은 어디에 사용되나요? 이는 하드 드라이브, 스피커, 모터 및 발전기를 포함한 모든 유형의 전기 장치에 존재합니다. 전자석은 모든 곳에서 사용되며 눈에 보이지 않음에도 불구하고 현대인의 삶에서 중요한 위치를 차지합니다.

서미스터의 열평형 방정식은 다음과 같은 형식을 갖습니다.

I2 R =ξ(Qп – Qс)·S,

여기서 ξ는 매체 속도에 따른 열 전달 계수입니다. Qп 및 Qс - 각각 서미스터의 온도입니다. (변환기) 및 환경;

S는 서미스터의 표면적입니다.

서미스터가 원통 모양이고 흐름을 가로질러 위치하여 원통 축과 유속 벡터 사이의 각도가 90°인 경우 가스와 액체의 열 전달 계수는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

여기서 V와 υ는 각각 매체의 속도와 열전도율이고, d는 서미스터의 직경입니다.

c와 n은 레이놀즈 수에 따른 계수입니다. Re = Vd/υ;

P r = υ d - 운동학적 점도 및

매체의 열전도율.

이러한 변환기(서미스터)는 일반적으로 브리지 측정 회로에 포함됩니다. 위 식을 사용하여 속도 V를 측정할 수 있습니다.

5.2. 측정 기술에서 전자기 법칙의 사용

전하를 검출하는 장치인 검전기는 대전체의 전기적 반발 현상을 기반으로 합니다. 검전기는 금속 막대로 구성됩니다.

얇은 알루미늄이나 종이 조각이 걸려 있습니다. 막대는 유리병 내부에 에보나이트 또는 호박색 마개로 강화되어 잎이 공기 이동으로부터 보호됩니다.

전위계는 금속 몸체를 갖춘 검전기입니다. 이 장치의 몸체를 땅에 연결한 다음 충전된 몸체로 막대를 만지면 전하의 일부가 막대로 전달되고 전위계의 잎이 특정 각도로 갈라집니다. 이러한 장치는 도체와 접지 사이의 전위차를 측정합니다.

오실로스코프는 연구 중인 신호의 매개변수(보통 시간에 따른 전압)를 관찰, 기록 및 측정하도록 설계된 장치입니다. 광선 오실로스코프는 테스트 중인 전압의 영향을 받아 광선의 전기기계적 편향을 사용합니다.

CRO(음극선 오실로스코프)는 음극선관을 기반으로 제작되었습니다. 전자빔의 편향은 전기 신호에 의해 직접 수행됩니다.

ELO의 주요 장치는 유리 진공 플라스크인 음극선관(CRT)입니다(그림 10). 내부에는 히터 2, 변조기 3, 양극 4 및 시스템이 포함된 산화물 음극 1이 있습니다. 편향판 5 및 6. 음극, 변조기 및 양극을 포함하는 CRT의 일부를 전자총이라고 합니다.

쌀. 10 음극선관

편향판에 전압을 가하면 전자빔은 그림 1과 같이 편향됩니다. 열하나.

시험 전압 Uy는 일반적으로 수직 편향판에 인가되고, 전개 전압(이 경우에는 주기 Tp에 따라 주기적으로 선형적으로 변하는)이 수평 편향판에 인가됩니다.

쌀. 11. CRT 화면에서 이미지 수신

자기전기 시스템 장치 (전류계, 전압계 및 저항계)는 직류 회로에 사용하기에 적합하며 감지기를 사용할 때 교류 목적으로도 적합합니다. 측정 메커니즘의 작동 원리자기전기 이 시스템은 영구 자석의 자기장과 전류가 흐르는 코일(프레임) 사이의 상호 작용 효과를 사용합니다. 그림에서. 그림 12는 일반적인 설계(이동 코일)를 보여줍니다.

쌀. 12. 일반적인 이동 코일 설계 영구 자석 1, 자극편 2가 있는 자기 회로 및

고정 코어 3은 메커니즘의 자기 시스템을 구성합니다. 강력하고 균일한 방사상 자기장이 프레임에 구리 또는 알루미늄 와이어로 감겨 있는 이동식 직사각형 코일(프레임)(4)이 있는 폴 피스와 코어 사이의 틈에 생성됩니다. 코일은 액슬 샤프트 5와 6 사이에 고정되어 있습니다. 나선형 스프링 7과 8은 반작용 토크를 생성하고 동시에 측정된 전류를 공급하도록 설계되었습니다.

프레임은 화살표 9에 단단히 연결되어 있습니다. 움직이는 부분의 균형을 맞추기 위해 안테나 10에 이동식 추가 있습니다.

변환 방정식:

α = I(BnS/W),

여기서 B는 갭의 자기 유도입니다.

α - 움직이는 부분의 회전 각도; S - 프레임 영역

n – 코일 회전 수;

W – 특정 반작용 순간. 51

전자기, 전기역학, 강역학 및 정전기 시스템 장치 표준 전기 기계 전류계, 전압계, 전력계 및 주파수 측정기로 널리 사용됩니다.

전기 역학 장치의 작동 원리는 전류가 흐르는 두 코일의 자기장의 상호 작용을 기반으로 합니다.

이러한 측정 메커니즘의 구조는 그림 1에 나와 있습니다. 13.

쌀. 13. 전기 역학 시스템의 전기 기계 변환기

고정코일(1) 내부에는 가동코일(2)이 회전 가능하며, 스프링을 통해 전류가 공급된다.

코일의 회전은 코일 1과 2의 자기장의 상호 작용으로 인한 토크에 의해 수행됩니다. 반작용 토크는 특수 스프링(그림 13에는 표시되지 않음)에 의해 생성됩니다.

이 메커니즘의 변환 방정식은 다음과 같습니다.

α = W1 ∂ ∂ M α I 1 I 2 ,

여기서 W는 특정 반작용 순간입니다.

α - 움직이는 부분의 회전 각도; M은 코일의 상호 인덕턴스입니다.

이 메커니즘은 상수를 측정하는 데 사용될 수 있습니다.

교류, 전압 및 전력.

강역학적 측정 메커니즘은 본질적으로

코일에는 움직이는 코일이 배치되는 스트립 사이에 연자기 코어(자기 코어)가 있기 때문에 디자인만 다른 전기 역학 장치의 일종입니다. 코어가 있으면 고정 코일의 자기장이 크게 증가하여 감도가 향상됩니다.

정전기 장치에서 전기적으로 충전된 도체 사이의 상호 작용 원리가 구현됩니다.

상세한 측정 메커니즘의 일반적인 설계 중 하나가 그림 1에 나와 있습니다. 14.

그림 14. 정전기 시스템 변환기 화살표로 고정된 이동식 알루미늄 플레이트 1

3번 축은 전기적으로 연결된 두 개의 고정 플레이트(2)와 상호 작용하여 이동할 수 있습니다. 측정 전압이 공급되는 입력 단자(표시되지 않음)는 이동 가능한 플레이트와 고정 플레이트에 연결됩니다.

정전기력의 영향으로 이동식 플레이트가 고정된 플레이트 사이의 공간으로 당겨집니다. 움직임

비틀린 플레이트의 반작용 모멘트가 토크와 같아지면 정지합니다.

이러한 메커니즘의 변환 방정식은 다음과 같은 형식을 갖습니다.

α = 21 W ∂ d C α U 2 ,

여기서 U는 측정된 전압입니다.

W – 특정 반작용 순간; C는 플레이트 사이의 커패시턴스입니다.

유사한 변환기가 개발에 사용됩니다. 직류 및 교류의 전압계.

전자기 시스템 장치의 작동 원리는 고정 코일의 전류에 의해 생성된 자기장과 움직이는 강자성 코어의 상호 작용을 기반으로 합니다. 가장 일반적인 디자인 중 하나가 그림 1에 나와 있습니다. 15.

쌀. 15. 전자기 시스템 변환기:

I – 코일, 2 – 코어, 3 – 반작용 모멘트를 생성하는 나선형 스프링, 4 – 공기 댐퍼

자기장의 영향으로 코어가 안쪽으로 당겨집니다.

러더퍼드는 혼란스러웠다. 그는 원자의 내부 구조를 밝혀내는 데 눈부시게 성공했지만, 이를 통해 과학자는 물리학에서 가장 큰 갈등을 드러냈다. 금박 실험은 원자가 작은 "행성" 시스템임을 입증했습니다. 그러나 전자기학 이론은 그러한 시스템이 "눈 깜박할 사이"에도 지속되지 않을 정도로 매우 불안정하다고 예측했습니다. 그것은 역설적인 상황이었고, 그 상황에서 벗어날 길을 찾는 것은 거의 불가능해 보였습니다. 그러나 덴마크의 젊은 물리학자 한 사람이 성공했습니다.

닐스 보어(Niels Bohr, 1885~1962)는 코펜하겐에서 박사학위를 받은 후 1911년 영국으로 건너와 J. J. 톰슨 밑에서 일했고, 그다음에는 러더퍼드 밑에서 일했습니다. 그는 진지한 실험 데이터에 의해 뒷받침되는 러더퍼드의 행성 원자 모델이 매우 설득력이 있다는 것을 이해했습니다. 그러나 동시에 그는 세계에 전기 모터와 발전기를 제공하는 전자기학의 법칙이 그다지 설득력이 없다는 것을 이해했습니다. 원자 역설에 대한 보어의 혁명적인 해결책은 간단하면서도 대담했습니다. 1913년에 보어는 전자기학의 법칙이 원자 내부에는 적용되지 않는다고 발표했습니다. 핵 주위를 회전하는 전자는 전자기파를 방출하지 않으므로 핵 위로 나선형으로 떨어지지 않습니다. 즉, 알려진 물리학 법칙은 초소형 물체 분야에는 적용되지 않습니다.