久久精品视,亚洲av乱码一区二区三区按摩,欧美大黄,亚洲青青

1839年，邁克爾·法拉第 (Michael Faraday) 證明，當(dāng)電池供電時，纏繞在金屬環(huán)一側(cè)的金屬絲會讓另一側(cè)的金屬絲產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種能量的無線傳輸——就像變魔術(shù)一樣——從連接到第二個線圈的電流計(一種用來測量電流的設(shè)備)讀數(shù)的突然增高中，可以被明顯地看到。

圖解：法拉第的裝置

法拉第演示無線能量傳輸?shù)难b置。
在這個證明之前，漢斯·克里斯蒂安·奧斯特(Hans Christian Oersted)已經(jīng)證明了變化的電場會產(chǎn)生磁場，現(xiàn)在法拉第(Faraday)證明了反之亦然:變化的磁場會產(chǎn)生電場。變化是這里的關(guān)鍵詞:法拉第必須不停地連接和斷開第一個線圈的電池，才能在第二個線圈中產(chǎn)生恒定電流。如果磁場在導(dǎo)線周圍沒有變化或波動，就不會有電場產(chǎn)生，因此也就不會有電流。
法拉第電磁感應(yīng)定律的公式表達為:

圖解：法拉第電磁感應(yīng)定律

根據(jù)公式, 在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢ε是由于磁通量的變化率(Δφ/Δt) ，即遍及地區(qū)“A”的磁場“B”的變化率。感應(yīng)電動勢也是線圈的圈數(shù)或匝數(shù)“N”產(chǎn)生的效果，原因很簡單，匝數(shù)的個數(shù)決定了磁場穿過電路的次數(shù)。然而，負號代表的是什么呢?
負號象征著物理學(xué)家海因里希·倫茨（Heinrich Lenz）提出的楞次定律，根據(jù)該定律，感應(yīng)電流的方向是這樣的，即該電流產(chǎn)生的磁場與它賴以存在的磁通量的變化是抵抗的。或者，正如D.J.格里菲思 (D.J. Griffiths)簡單總結(jié)的那樣:大自然厭惡變化中的變化。然而，為什么是這樣的呢?

為什么楞次定律是正確的 自然并不厭惡或贊同變化中的變化，該意義是深遠的。否則的話，我們就可以造出永動機，這種機器可以在沒有能量來源的情況下永久或無限期地工作，也就是產(chǎn)生無限的、無條件的能量……永不停息

圖解：永動機的一個例子。

當(dāng)然，永動機是不可能造出來的，因為能量的產(chǎn)生是有條件的。它們的行為違反了宇宙的一條基本定律——能量守恒定律。正如物理學(xué)教科書一直所言，能源既不能被創(chuàng)造，也不能被毀滅。它只能從一種形式轉(zhuǎn)換到另一種形式，也就是說，一個系統(tǒng)不能創(chuàng)造能量，而只能從一個能源中提取一些能量，而這個能源又是從另一個能源中提取的能量，以此類推。
線圈中感應(yīng)電能的來源是一個不斷變化的磁場，它是由一個移動的磁鐵產(chǎn)生的，這個磁鐵由人或機器移動，而人又從食物中、機器從燃料中獲取能量來移動磁鐵，以此類推。一旦資源耗盡，不再有變化的磁場產(chǎn)生，在系統(tǒng)中產(chǎn)生能量或在線圈中產(chǎn)生電流在物理學(xué)上是不可能發(fā)生的。
然而，如果感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場不抵制磁通的變化，而是通過貢獻磁能來支持磁通的進一步變化，電流就會進一步增多，而不需要線圈從外部的能源中提取更多的能量。這是一頓免費的午餐!

圖解：楞次定律

倫茨定律的可視化表現(xiàn)。(圖片來源: Physics LibreTexts)
事實上，電流有復(fù)合作用: 這個增加的電流會產(chǎn)生它自己的磁能，這部分磁能也會產(chǎn)生變化的磁場，從而產(chǎn)生一個更大些的電流，又產(chǎn)生一個更大些的磁場，以此往復(fù)，直到產(chǎn)生無限的電流。然后，你就可以用一臺發(fā)電機隨意地搖動它周圍最小的磁鐵，來給宇宙中的每一個設(shè)備供電。
這相當(dāng)于說，一個只是向前推進而不逐漸停止的球，會加速得越來越快，最終達到無窮大的速度，因為它所經(jīng)歷的摩擦不會阻礙它的運動，反而幫它驅(qū)動!負號僅僅表示能量的轉(zhuǎn)換服從能量守恒定律。如果一個系統(tǒng)僅僅用它所產(chǎn)生的能量就可以產(chǎn)生更多的能量，那為什么這行不通：