Michael Faraday

W historii nauki zdarzają się odkrycia, które całkowicie zmieniają sposób, w jaki człowiek postrzega naturę.

Jednym z takich odkryć było zjawisko indukcji elektromagnetycznej, odkryte przez angielskiego naukowca Michaela Faradaya.

Odkrycie to pokazało, że energię elektryczną można uzyskać z ruchu. Właśnie na tej zasadzie działają dziś generatory elektryczne, które produkują energię dla domów, miast i całych krajów.

Dzięki badaniom Faradaya możliwy stał się rozwój nowoczesnej energetyki i elektrotechniki.

Obecnie niemal cała energia elektryczna na świecie jest wytwarzana z wykorzystaniem zasad, które po raz pierwszy odkrył właśnie ten uczony.

Kim był Michael Faraday

Michael Faraday urodził się w 1791 roku w Londynie w rodzinie kowala.

Jego dzieciństwo było dość skromne i nie otrzymał pełnego wykształcenia uniwersyteckiego. W młodości pracował jako uczeń introligatora.

Jednak właśnie ta praca niespodziewanie wpłynęła na jego przyszłość.

Podczas oprawiania książek miał możliwość czytania literatury naukowej. Szczególnie zainteresowały go książki z fizyki i chemii.

Faraday zaczął samodzielnie studiować naukę, czytać prace naukowe i przeprowadzać własne niewielkie eksperymenty.

Później zaczął uczęszczać na wykłady naukowe w Royal Institution w Londynie.

Jednym z wykładowców był znany chemik Humphry Davy. Faraday tak dokładnie notował jego wykłady, że pewnego dnia wysłał mu swoje szczegółowe notatki.

Davy był pod wrażeniem i wkrótce zaproponował Faradayowi pracę asystenta w laboratorium.

Tak rozpoczęła się kariera naukowa jednego z największych uczonych w historii fizyki.

Eksperymenty z elektrycznością i magnesami

Pracując w laboratorium, Faraday przeprowadzał liczne eksperymenty.

Szczególnie interesowało go pytanie: w jaki sposób elektryczność jest powiązana z magnetyzmem.

Na początku XIX wieku wiadomo już było, że prąd elektryczny może wytwarzać pole magnetyczne. Naukowcy nie wiedzieli jednak, czy możliwe jest zjawisko odwrotne.

Faraday rozpoczął badania nad tym, czy pole magnetyczne może wytwarzać prąd elektryczny.

W tym celu wykonywał eksperymenty z magnesami, przewodami i cewkami.

Odkrycie indukcji elektromagnetycznej

W 1831 roku Faraday dokonał jednego z najważniejszych odkryć w historii fizyki.

Zauważył, że zmiana pola magnetycznego może powodować powstanie prądu elektrycznego.

Jeśli magnes porusza się w pobliżu przewodnika lub wewnątrz cewki, w przewodniku pojawia się napięcie elektryczne.

Gdy ruch ustaje, prąd zanika.

Zjawisko to nazwano indukcją elektromagnetyczną.

Odkrycie pokazało, że energię elektryczną można wytwarzać z energii mechanicznej.

Pierwszy generator elektryczny

Po odkryciu indukcji elektromagnetycznej Faraday postanowił sprawdzić, czy zjawisko to można wykorzystać do stworzenia źródła energii elektrycznej.

W tym samym roku zbudował jedno z pierwszych urządzeń, które można nazwać generatorem elektrycznym.

Urządzenie to nazwano dyskiem Faradaya.

Składało się ono z:

• miedzianego dysku
• magnesu
• styków elektrycznych

Gdy dysk obracał się w polu magnetycznym, między jego środkiem a krawędzią pojawiało się napięcie elektryczne.

Choć urządzenie było bardzo proste, pokazało zasadę działania wszystkich przyszłych generatorów.

Dziś ta sama zasada wykorzystywana jest w elektrowniach na całym świecie.

Eksperyment z pierścieniem indukcyjnym

Podczas swoich badań Faraday przeprowadził również eksperyment, który stał się podstawą działania transformatora.

Użył żelaznego pierścienia, na którym nawinął dwie cewki przewodu.

Gdy przez jedną z cewek płynął prąd elektryczny, w drugiej pojawiało się napięcie.

Oznaczało to, że energia może być przekazywana między przewodnikami za pośrednictwem pola magnetycznego.

Dziś zasada ta wykorzystywana jest w transformatorach umożliwiających przesyłanie energii elektrycznej na duże odległości.

Idea pola elektrycznego i magnetycznego

Faraday zaproponował nową koncepcję wyjaśniającą zjawiska elektryczne i magnetyczne.

Wprowadził pojęcie pola.

Według niego siły elektryczne i magnetyczne rozchodzą się w przestrzeni w postaci pola.

Aby pokazać istnienie pola magnetycznego, Faraday używał opiłków żelaza.

Jeśli rozsypać opiłki wokół magnesu, układają się one wzdłuż linii pola magnetycznego.

Później idea ta stała się podstawą pełnej teorii elektromagnetyzmu.

Wpływ prac Faradaya

Odkrycia Faradaya miały ogromny wpływ na rozwój nauki i techniki.

Jego badania stały się podstawą działania:

• generatorów elektrycznych
• transformatorów
• silników elektrycznych
• urządzeń elektromagnetycznych

Praktycznie cała współczesna energetyka opiera się na zjawisku indukcji elektromagnetycznej.

Każda elektrownia produkuje energię elektryczną dzięki temu zjawisku.

Faraday i współczesna technika

Obecnie miliardy ludzi codziennie korzystają z energii elektrycznej.

Energia ta wykorzystywana jest w:

• oświetleniu
• transporcie
• przemyśle
• elektronice
• komunikacji

Większość tej energii wytwarzana jest za pomocą generatorów.

Każdy generator działa dzięki zjawisku indukcji elektromagnetycznej odkrytemu przez Michaela Faradaya prawie dwa wieki temu.

Jednostka pomiarowa

Na cześć Michaela Faradaya nazwano jednostkę pojemności elektrycznej — farad (F).

Służy ona do pomiaru pojemności kondensatorów.

Kondensatory są ważnymi elementami układów elektronicznych i wykorzystywane są niemal we wszystkich urządzeniach elektronicznych.

Podsumowanie

Michael Faraday był jednym z najbardziej wpływowych uczonych w historii elektryczności.

Jego badania pokazały, że:

• pole magnetyczne może wytwarzać prąd elektryczny
• ruch przewodnika w polu magnetycznym generuje energię elektryczną
• elektryczność i magnetyzm są ze sobą ściśle powiązane

Odkrycia te stały się fundamentem współczesnej elektrotechniki i energetyki.

Każdy generator elektryczny działający dziś na świecie wykorzystuje zasadę odkrytą przez Faradaya prawie dwa wieki temu.

Kontynuacja

Historia elektryczności wciąż się rozwija.

📘 Sekcja Edukacja— materiały dotyczące podstaw elektryczności i elektroniki.
🔧 Sekcja Urządzenia — przykłady rzeczywistych układów i technologii.
💬 Forum — pytania, dyskusje i wymiana doświadczeń.