Maksvelove jednacine.pdf - KTiOS

Maksvelove jednačine elektromagnetskog polja
proizilazi da magnetska indukcija u jezgru i procepu ima istu vrednost. To znači da linije magnetske
indukcije prolaze kroz vazdušni procep bez prekidanja i da se zatvaraju same u sebe.
Faradejev zakon elektromagnetne indukcije
Slika 4. Fluks vektora meren fluksometrom
Vremenski promenljiva magnetska polja izazivaju pojavu promenljivih električnih i magnetskih polja. Ova
uzajamna povezanost vremenski promenljivih električnih i magnetskih polja ukazuje da su električno i
magnetsko polje dva vida jednog jedinstvenog polja, koje se naziva elektromagnetsko polje.
Uzajmnu povezanost ovih polja prvi je primetio engleski fizičar Majkl Faradej. On je 1831. godine na
osnovu niza ekperimenata, otkrio i kvantitativno formulisao zakon elektromagnetske indukcije, jedan od
osnovnih i najvažnijih zakona elektrodinamike i elektrotehnike. Zanimljivo je da je Faradej do ovog otkrića
došao skoro slučajno, nastojeći da eksperimentalno dokaže jednu pogrešnu naučnu hipotezu. Neposredno
posle otkrića Ersteda i Ampera da stacionarna električna struja stvara magnetsko polje, Faradej je pokušao da
otkrije suprotan efekat, tj. da pomoću stalnog magnetskog polja izazove stacionarnu električnu struju u kolu
koje prožima magnetsko polje. Poveden ovom idejom, Faradej je konstruisao dva kalema i, postavivši ih u
neposrednu blizinu, kroz jedan od njih (primar) propuštao jaku jednosmernu struju. Stalno magnetsko polje
primara, koji je u ovom eksperimentu igrao ulogu elektromagneta, trebalo je, prema očekivanju, da u
sekundarnom kolu izazove stalnu jednosmernu struju. Iako je očekivani efekat izostao, Faradej je primetio da
se prilikom uspostavljanja i isključivanja struje u primaru i sekundaru javljaju kratkotrajne prelazne struje
suprotnog smera. Pojavu ovih tzv. indukovanih struja u sekundaru Faradej je zapazio i prilikom menjanja
relativnog položaja primara u odnosu na sekundar, pri čemu je struja u primaru-elektromagnetu održavana
konstantnom. Sličan efekat indukcije u sekundaru zapazio je kada je primar zamenio stalnim magnetom i
menjao relativni položaj magneta i sekundarnog kola.
Analizirajući na prvi pogled raznolike okolnosti pod kojima dolazi do pojave elektromagnetne indukcije,
Faradej dolazi do zaključka da je uzrok indukcije u svim slučajevima promena magnetskog fluksa kroz
posmatranu provodnu konturu, a da je intenzitet indukovane struje srazmeran brzini promene fluksa. Način
na koji se ostvaruje ova promena je potpuno irelevantan. Ona može da bude ostvarena menjanjem pobudne
struje u sistemu koji stvara magnetsko polje, pomeranjem ovog sistema u odnosu na provodnu konturu ili
deformacijom i pomeranjem konture u nepromenljivom magnetskom polju. U opštem slučaju, promena
fluksa može nastati i kao rezultat simultanog dejstva dva ili više pobrojanih faktora. Isto tako, promene
fluksa mogu nastati i zbog promena struje u posmatranoj konturi (samoindukcija).
Indukovana struja, koja se javlja u zatvorenoj provodnoj konturi prilikom menjanja fluksa, posledica je
indukovane elektromotorne sile koja postoji i u slučaju kada je kontura prekinuta. S obzirom da Faradej, iako
genijalni eksperimentator, nije vladao jezikom vektorske analize, on svoj zakon nije iskazivao u
matematičkoj formi. Nojman je 1845. godine dao matematičku formulaciju Faradejevog zakona, koja glasi:
6