До сих пор мы рассматривали электрические и магнитные поля, не изменяющиеся с течением времени. Было выяснено, чтоэлектрическое поле создается электрическими зарядами, а магнитное поле — движущимися зарядами, т. е. электрическим током.
Перейдем к знакомству с полями, величина которых меняется со временем.
Самый важный факт, который удалось обнаружить,— это теснейшая взаимосвязь между электрическим полем и магнитным.
Изменяющееся во времени магнитное поле способно порождать электрическое, а электрическое порождать магнитное. Без этой связи между полями разнообразие проявлений электромагнитных сил не было бы столь обширным, каким оно является на самом деле. Не существовало бы ни радиоволн, ни света.
Не случайно первый, решающий шаг в открытии новых свойств электромагнитных взаимодействий был сделан основоположником представлений об электромагнитном поле Фарадеем. Фарадей был совершенно уверен в единой природе электрических и магнитных явлений. Электрический ток, рассуждал он, способен намагнитить кусок железа. Не может ли магнит4 в свою очередь вызвать появление электрического тока? Долгое время эту связь обнаружить не удавалось. Трудно было додуматься до главного: только движущийся магнит или меняющееся во времени магнитное поле могут возбудить электрический ток в катушке.
Открытие электромагнитной индукции было сделано 29 августа 1831 г. Редкий случай, когда дата нового замечательного открытия известна столь точно. Вот краткое описание первого опыта, данное самим Фарадеем.
«На широкую деревянную катушку была намотана медная проволока длиной в 203 фута и между витками ее намотана проволока такой же длины, но изолированная от первой хлопчатобумажной нитью. Одна из этих спиралей была соединена с гальванометром, а другая — с сильной батареей, состоящей из 100 пар пластин... При замыкании цепи удавалось заметить внезапное, но чрезвычайно слабое действие на гальванометре, и то же самое замечалось при прекращении тока. При непрерывном же прохождении тока через одну из спиралей не удавалось отметить ни действия на гальванометр, ни вообще какого-либо индукционного действия на другую спираль, несмотря на то, что нагревание всей спирали, соединенной с батареей, и яркость искры, проскакивающей между углями, свидетельствовали о мощности батарей» (М. Фарадей. Экспериментальные исследования по электричеству, I серия).
Итак, первоначально была открыта индукция в неподвижных друг относительно друга проводниках (прообраз современного трансформатора). Затем, ясно понимая, что сближение или удаление проводников с током должно приводить к тому же резуль
тату, как и замыкание и размыкание цепи, Фарадей с помощью опытов доказал, что ток возникает при перемещении катушек друг относительно друга (рис. 296). Знакомый с трудами Ампера, Фарадей понимал также, что ток — это магнит, а магнит в свою очередь — совокупность токов. 17 октября, как зарегистрировано в его лабораторном журнале, был обнаружен индукционный ток в катушке в момент вдвигания (или выдвигания) магнита (рис. 297). В течение одного месяца Фарадей опытным путем открыл все существенные особенности явления электромагнитной индукции.

Рис. 296

Рис. 297

 В настоящее время опыты Фарадея может повторить каждый. Для этого надо иметь две катушки, магнит, батарею элементов и достаточно чувствительный гальванометр (опыты Фарадея подробно были описаны в учебнике физики для VIII класса).
Уже сам Фарадей уловил то общее, от чего зависит появление индукционного тока в опытах, которые внешне выглядят по-разному.

В замкнутом проводящем контуре возникает ток при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих площадь, ограниченную этим контуром (рис. 298).

И чем быстрее меняется число линий магнитной индукции, тем больше возникающий ток. При этом причина изменения числа лини магнитной индукции совершенно безразлична. Это может быть и изменение величины магнитной индукции, пронизывающей неподвижный проводник, вследствие изменения силы тока в соседней катушке, и изменение магнитной индукции вследствие движения катушки в неоднородном магнитном поле, густота линий которого меняется в пространстве (рис. 299).

Рис. 298

Рис. 299