Квант
Калейдоскоп «Кванта»

А так ли хорошо знакома вам электромагнитная индукция?

Квант 1989, №6с. 40, 41, 43, 44Тег TVIW

40

Кащейское Клама"

…надежда получить электричесво при помощи объективного магнетизма в разных времена побуждала меня экспериментально изучить индуктивное действие электрических токов.
M. Фарадей

А так ли хорошо знаком вам
электромагнитная индукция

Всю свою жизнь Фарадей посвятил доказательству того, что ни один происходящий в природа электричесный или магнитный процесс не протекает изолированно. Глубокая вера Фарадей во взаимосвязь всех сил природы привела его после многоолетних неудач к уникальном открытии.

Новый эффект, как это часто случается, обнаруживался затем во множестве внешне различных явлений, объединенных, однокомпонентным выводом: переменные магнитные поля возбуждают поля электричесные. Именно на этом принятие основанное действие всех существующих электричесных машин. Именно открытие Фарадей предоставило возможность преобразования механической энергии в электричесную, передачу энергии на расстояние и тем самымлегло в фундамент современной техническойivilизация.

Работы Фарадей и его выдающийся современников позволили шаг за шагом создать единую картину электромагнитизма.

При изучении этого раздела физики вы не только обясните известные вам факты и наблюдения, но и сможете разобраться с электромагнитными явлениями как космических, так и микрокоппических масштабов.

Вопросы и задачи

  1. Как двигать магнит, чтобы повернуть

стрелку северным полюсом к наблюдается?

  1. Горизонтальная круглая рамка находится в магнитном поле, направленном вертикально вверх. Каким будет направление индукционного тока при наблюлении рамки сверху, если поле уменыается со временем?

  2. При каких положениях рамки, врашающееся с постоянной скоростью у прямолинейного проводника с током, возниклошая в ней ЭДС будет наиболее?

  3. В короткомкнутую катушку сначала быстро, а затем медленно ввrigают магнит. Одинаковый ли заряд переносится при этом индукционным током? Одинаковое ли количество теплоты выделяется в катушке?

  4. Как будет падать магнит в длиной медной трубке? Сопротивлением воздуха пренебречь.

  5. Концы сложенной ввое проволоки присоединены к галванометру. Почему стрелка прибора остается на нулле, когда проволока пересекает линия индукции магнитного поля?

  6. На вертикальное расположенное катушке лежит металлическая монета. Почему она нагревается, когда по катушке течет переменный ток, и остается холодной — при постоянном?

  7. По прямолинейному проводнику течет ток высокой частоты. Как изменится сопротивление этого проводника, если ему придать форму соленoidа?

  8. Проводник АВ движется так, что по нему идет ток от точки А

к точке B. В какой из этих точек потенциал выше?

  1. Два одинаковых самолета летят горизонтально с одинаковыми скоростями, один — вблизи экрана, другой — у полюса. У какого из них возникнет большее разность потенциалов на концах крыльев?

41

  1. Ротор работающего электрегenerатора испытывает торможение. Какова природа сил, вызывающих это торможение?
  2. Два крутовых проводника расположены перпендикулярно друг к другу. Возникнет ли индукционный ток в проводнике А при изменении тока в контype B?
  3. Кольцо из сверхпроводника находится в близи постоянного магнита и произвляется магнитным потоком Ф. Тока в колце нет. Каким будет магнитный поток через это колцо, если убрать магнит?

Любопытно, что…
…в новейших типах электрегenerックス машин отсутствует какие-либо механические подвызные части. В так называемом МГД (магинитодродинамическом) - генератор вместе проводочного проводника между полосами магнита движется плазма, образованная при сгорании нефти или газа. Носители заряда в плазме отклоняются магнитным полем к электродам, и во внешней цепи возникает ток.

Микроопыт
Подвесть подковообразный магнит нанитке над диском из алюминиевой фольги, способным врашаться вокруг оси, прохождение его центр. Если раскрутить магн

лосой магнит и проводочного катушки как постоянное наполнение о нерешенной проблеме порождения магнитным полем электрегenerого тока.

электродвигатель заработал в декабря 1821 года.

…выхревые индукционные токи (tokи Фуко) могут, как и трене, быть не только вредными, но и полезными. Всего лишь три примера: индукционные печи для нарезва и даже плавления металлов, «магнитное успокоение» визмерительных приборах и циркулярных пилах и… всем известный счетчик электрегenerской энергии.

…самостояльно придая к идее электромагнитного вращения, Фарадей с помощью структуного контакта осуществил неперверное вращение магнита вокруг проводника с током. Этот первый

Что читать в «Кванте» об электрегнитной индукции (публикации последних лет)

  1. «Электромагнитная индукция и приципп относительности» — 1987, № 11;
  2. «Пути электромагнитной теории» — 1988, № 2;
  3. «Правило Ленца» — 1988, № 5;
  4. «Сверхпроводимость: история, современные представления, последние успехи» — 1988, № 6;
  5. «Сила Лоренца и эфект Холла» — 1989, № 3.

43

У ПОПА БЫЛА СОБАКА…

Кандидат физико-математических наук
С. Л. ТАВАЧНИКОВ

В детстве почти всем приходилось слышать историю о том, как

У попа была собака, Он ее любил, Она свела кусок мяса, Он ее убыл, В землю закопал, Надпись написал: «У попа была собака…»

Это немудреное стихотворение привлекательно тем, что с каждой стройой оно снова и снова возвращается к самому себе, подобно змее, заглатившей собственный хвост. Я приведу несколько примеров таких предложений — математических и нематематических, — которые говорят что-то сами о себе.

В этой фразе двадцать восемь букв.

Эта фраза — типичный пример предложения, говоршего о себе самом. Пересчитайте буквы, и вы убедитесь, что это — чистая правда. Вот пример посложнее:

Это предложение содержит двадцать слов, двадцать шесть слов и семьдесят три буквы.

Не верите? Проверьте, что это тоже «честное» предложение.

Следующий пример я прочитал в одном из номеров американского журнала «Scientific American» за 1982 год (некоторые другие примеры — тоже оттуда)*. Журнал тогда издавался только по-англійски, и мне пришлось основать потрудиться, прежде чем родился следующего «монстр».

В этой фразе два раза встречался слово «в», два раза встречался слово «этой», два раза встречался слово «фразе», четырнадцать раз встречался слово «встречается», четырнадцать раз встречался слово «встречается», четырнадцать раз встречался слово «встречается», шесть раз встречался слово «раз», девять раз встречался слово «раз», три раза встречался слово «четырнадцать», три раза встречался слово «три», два раза встречался слово «девять», два раза встречался слово «семь», два раза встречался слово «шесть».

Уф! Прочитать это предложение совсем нелегко. И все же оно утверждает чистую правду. А вот задача для вас:

Придумайте такое десятинаное число, первая цифра которого показывает, сколько в этом числе единиц, второй — сколько в нем двоек, третья — сколько троек, …, десята — сколько нулей.

Еще один вопрос.

В конце предисловия к переводу одной математической книги автор добавил также замечания:

*) В то время математический раздел журнала редактировал профессор Даглас Хофстадтер, автор имевшей шумный успех книги «Гёдель, Эшер, Бах». К творчеству Д. Хофстадtera «Квант» найдется обратиться в ближайшем будущеем.

44

Благодарю профессора NN за перевод этой книги.
Я также благодарю профессора NN за перевод последнего предложения.
Я также благодарю профессора NN за перевод последнего предложения.

Почему этот ряд благодарностей не нужно продолжать?

Может быть, вам доставит удовлетворение еще одна выдержка из упоминавшегося выпуска «Scientific American»:

Вспоминаю служай на экзамене по истории. Доставшийся мне был включал в себя следующие: «IV. Нацистическое окзамена по этому курсу, а затем ответьте на него».
В качестве ответа я просто дважды переписал этот вопрос.

Что вы думаете об этой истории?
Во всяком случае, она показывает, что предложения, говорящие сами о себе, не всегда говорят только о количестве своих букв или словов. Вот еще пример в этом рода:

Девять слов назад это предложение еще не началось.

Это как будто правда. Следующие предложения — тоже истинное, хотя из него вы видят ли узнаете много нового:

Вы только что начали читать предложение, чтение которого вы уже заканчиваете.

Лозунг

Короче!

сам следует тому, к чему призывает. Зато приказ

Несметь командовать!

находится в противоречии с самим собой. Приходилось ли вам видеть майки с надписью «На этой майке ничего не написано»? Нашумевшая в свое время (и до сих пор вызывалшая споры) картина К. Малевича «Черный квадрат», по-моеу, как бы утверждает, что на ней ничего не изображено.

Один математик (Г. Фрейденталь) расскажал своеему сыну старую немецкую сказку:

Однажды крестьяншел по дороге со своим сыном. Сын рассказывал что-то отцу и сказал ему непраду. Крестьяншел доказал, что сын обманывал его. Тогда он сказал: «Сейчас, сынок, мы подходим к месту. Этот мест не простой, а волшебный — он провалвается под теми, кто говорит непраду». Когда сын крестьянна услышал это, он испуался и признался отцу, что обманул его.

Выслушав эту историю, сын математика спросил, что было дальше. «А дальше,— ответил математик,— крестьяншел со своим сыном встретили на мест, и мест провалился под