Номер 1, страница 71 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

1. Благодаря какому явлению появилась возможность выработки электроэнергии?

1.

Возможность промышленной выработки электроэнергии появилась благодаря открытию явления электромагнитной индукции. Это фундаментальное явление было открыто английским физиком Майклом Фарадеем в 1831 году.

Суть явления электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока (так называемого индукционного тока) в замкнутом проводящем контуре при любом изменении магнитного потока, который пронизывает этот контур. Проще говоря, если изменять магнитное поле вокруг проводника или перемещать проводник в магнитном поле так, чтобы менялся пронизывающий его магнитный поток, в этом проводнике возникнет электрический ток.

Величина возникающей электродвижущей силы (ЭДС) индукции, согласно закону Фарадея, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока $ \Phi $ через поверхность, ограниченную контуром:

$ \mathcal{E} = - \frac{d\Phi}{dt} $

где $ \mathcal{E} $ — это ЭДС индукции (напряжение, возникающее в контуре), а $ \frac{d\Phi}{dt} $ — скорость изменения магнитного потока. Знак «минус» в формуле является математическим выражением правила Ленца, которое гласит, что индукционный ток всегда имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван сам ток.

Именно этот принцип лежит в основе работы всех современных электрогенераторов, которые являются ключевыми элементами электростанций (гидроэлектростанций, тепловых, атомных, ветряных). В генераторах механическая энергия (например, от вращения турбины под действием воды, пара или ветра) используется для вращения проводящей катушки (ротора) в сильном магнитном поле, создаваемом статором (или наоборот, вращается магнитное поле внутри неподвижных катушек). В результате этого вращения магнитный поток, пронизывающий витки катушки, непрерывно изменяется, что и приводит к возникновению в ней переменной ЭДС и, как следствие, электрического тока. Таким образом, происходит преобразование механической энергии в электрическую.

Ответ: Возможность выработки электроэнергии появилась благодаря явлению электромагнитной индукции.