1839年,邁克爾·法拉第()證明,當(dāng)電瓶供電時(shí),纏繞在金屬環(huán)左側(cè)的金屬絲會(huì)讓另左側(cè)的金屬絲形成感應(yīng)電壓。這些能量的無(wú)線傳輸——就像變魔術(shù)一樣——從聯(lián)接到第二個(gè)線圈的電壓計(jì)(一種拿來檢測(cè)電壓的設(shè)備)讀數(shù)的忽然增高中,可以被顯著地看見。
圖解:法拉第的裝置
法拉第演示無(wú)線能量傳輸?shù)难b置。
在這個(gè)證明之前,漢斯·克里斯蒂安·奧斯特(Hans)早已證明了變化的電場(chǎng)會(huì)形成磁場(chǎng),如今法拉第()證明了反之亦然:變化的磁場(chǎng)會(huì)形成電場(chǎng)。變化是這兒的關(guān)鍵詞:法拉第必須不停地聯(lián)接和斷掉第一個(gè)線圈的電瓶,才會(huì)在第二個(gè)線圈中形成恒定電壓。假如磁場(chǎng)在導(dǎo)線周圍沒有變化或波動(dòng),就不會(huì)有電場(chǎng)形成,因而也就不會(huì)有電壓。
法拉第電磁感應(yīng)定理的公式抒發(fā)為:
圖解:法拉第電磁感應(yīng)定理
依據(jù)公式,在線圈中形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε是因?yàn)榇怕妨康淖兓?Δφ/Δt),即遍布地區(qū)“A”的磁場(chǎng)“B”的變化率。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也是線圈的圈數(shù)或阻值“N”產(chǎn)生的療效磁通量計(jì)算公式,緣由很簡(jiǎn)單,阻值的個(gè)數(shù)決定了磁場(chǎng)穿過電路的次數(shù)。但是,減號(hào)代表的是哪些呢?
減號(hào)象征著化學(xué)學(xué)家海因里?!惔模↙enz)提出的楞次定理,按照該定理,感應(yīng)電壓的方向是這樣的,即該電壓形成的磁場(chǎng)與它賴以存在的磁路量的變化是抵抗的?;騽t,正如D.J.格里菲思(D.J.)簡(jiǎn)單總結(jié)的那樣:大自然討厭變化中的變化。但是,為何是這樣的呢?

為何楞次定理是正確的
自然并不討厭或贊成變化中的變化,該意義是深遠(yuǎn)的。否則的話,我們就可以造出永動(dòng)機(jī),這些機(jī)器可以在沒有能量來源的情況下永久或無(wú)限期地工作,也就是形成無(wú)限的、無(wú)條件的能量……永不停歇
圖解:永動(dòng)機(jī)的一個(gè)反例。
其實(shí),永動(dòng)機(jī)是不可能造下來的,由于能量的形成是有條件的。它們的行為違背了宇宙的一條基本定理——能量守恒定理。正如數(shù)學(xué)學(xué)教科書仍然所言,能源既不能被創(chuàng)造,也不能被毀滅。它只能從一種方式轉(zhuǎn)換到另一種方式,也就是說,一個(gè)系統(tǒng)不能創(chuàng)造能量,而只能從一個(gè)能源中提取一些能量,而這個(gè)能源又是從另一個(gè)能源中提取的能量,以這種推。
線圈中感應(yīng)電能的來源是一個(gè)不斷變化的磁場(chǎng)磁通量計(jì)算公式,它是由一個(gè)聯(lián)通的吸鐵石形成的,這個(gè)吸鐵石由人或機(jī)器聯(lián)通,而人又從食物中、機(jī)器從燃料中獲取能量來聯(lián)通吸鐵石,以這種推。一旦資源用盡,不再有變化的磁場(chǎng)形成,在系統(tǒng)中形成能量或在線圈中形成電壓在數(shù)學(xué)學(xué)上是不可能發(fā)生的。
但是,假若感應(yīng)電壓形成的磁場(chǎng)不譴責(zé)磁路的變化,而是通過貢獻(xiàn)磁能來支持磁路的進(jìn)一步變化,電壓還會(huì)進(jìn)一步增多,而不須要線圈從外部的能源中提取更多的能量。這是一頓免費(fèi)的晚餐!
圖解:楞次定理

倫茨定理的可視化表現(xiàn)。(圖片來源:)
事實(shí)上,電壓有復(fù)合作用:這個(gè)降低的電壓會(huì)形成它自己的磁能,這部份磁能也會(huì)形成變化的磁場(chǎng),進(jìn)而形成一個(gè)更大些的電壓,又形成一個(gè)更大些的磁場(chǎng),借此往復(fù),直至形成無(wú)限的電壓。之后,你就可以用一臺(tái)發(fā)電機(jī)隨便地?fù)u晃它周圍最小的吸鐵石,來給宇宙中的每一個(gè)設(shè)備供電。
這相當(dāng)于說,一個(gè)只是往前推動(dòng)而不逐步停止的球,會(huì)加速得越來越快,最終達(dá)到無(wú)窮大的速率,由于它所經(jīng)歷的磨擦不會(huì)妨礙它的運(yùn)動(dòng),反倒幫它驅(qū)動(dòng)!減號(hào)僅僅表示能量的轉(zhuǎn)換服從能量守恒定理。假如一個(gè)系統(tǒng)僅僅用它所形成的能量就可以形成更多的能量,那為何這行不通:
圖解:延展接線板
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學(xué)名詞
3.
喬治亞洲立學(xué)院
艾薩克化學(xué)
