Индукция

Как правильно использовать дедуктивный и индуктивный подход

Использование индукции, как единственного метода поиска информации не дает объективной картины.

Индуктивный и дедуктивный методы рассуждения имеют противоположный способ движения мысли, но они не противоречат друг другу, а дополняют. Для дедуктивного рассуждения нужно общее утверждение, а индуктивное собирает частные случаи, подводя их под одну теорию. Чтобы получить результат, приближенный к истине, необходимо использовать оба метода сразу. Это позволяет проверить каждую теорию и отсеять неправдоподобные. А из оставшихся путем сравнения выбрать одну, которая будет отвечать все заданным требованиям.

Предполагается, что сам Декарт и другие представители научного сообщества, использовавшие метод индукции, на самом деле применяли комбинацию методов. Использование одного метода повышает риск формулировки ложных выводов. Если исследователь не может подвести все предметы к общему фактору, у него возникнет желание отбросить несоответствия и тем самым исказить условия эксперимента, и получить неправильный результат.

Особенности индуктивного метода

В науке различают два вида индуктивного метода: полная индукция и неполная индукция.

Полная индукция

При полной индукции, мыслительному анализу поочередно подвергаются все предметы из группы. Они отождествляются с заданным признаком. Если каждый предмет будет соответствовать поставленному условию, можно с уверенностью предположить, что предметы имеют общую природу.

Неполная индукция

Главное отличие неполной индукции — отсутствие возможности сделать достоверное умозаключение. При неполной индукции сравнению подвергаются отдельные элементы предметов, и на основании результата делает предположение. Неполная индукция позволяет сделать только частное заключение, тогда как полная индукция стремится к общему.

«Электромагнитная индукция»

Электромагнитная индукция — это явление, которое заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводнике в результате изменения магнитного поля, в котором он находится. Это явление открыл английский физик М. Фарадей в 1831 г. Суть его можно пояснить несколькими простыми опытами.

Описанный в опытах Фарадея принцип получения переменного тока используется в индукционных генераторах, вырабатывающих электрическую энергию на тепловых или гидроэлектростанциях. Сопротивление вращению ротора генератора, возникающее при взаимодействии индукционного тока с магнитным полем, преодолевается за счет работы паровой или гидротурбины, вращающей ротор. Такие генераторы преобразуют механическую энергию в энергию электрического тока.

Вихревые токи, или токи Фуко

Если массивный проводник поместить в переменное магнитное поле, то в этом проводнике благодаря явлению электромагнитной индукции возникают вихревые индукционные токи, называемые токами Фуко.

Вихревые токи возникают также при движении массивного проводника в постоянном, но неоднородном в пространстве магнитном поле. Токи Фуко имеют такое направление, что действующая на них в магнитном поле сила тормозит движение проводника. Маятник в виде сплошной металлической пластинки из немагнитного материала, совершающий колебания между полюсами электромагнита, резко останавливается при включении магнитного поля.

Во многих случаях нагревание, вызываемое токами Фуко, оказывается вредным, и с ним приходится бороться. Сердечники трансформаторов, роторы электродвигателей набирают из отдельных железных пластин, разделенных слоями изолятора, препятствующего развитию больших индукционных токов, а сами пластины изготовляют из сплавов, имеющих высокое удельное сопротивление.

Электромагнитное поле

Электрическое поле, созданное неподвижными зарядами, является статическим и действует на заряды. Постоянный ток вызывает появление постоянного во времени магнитного поля, действующего на движущиеся заряды и токи. Электрическое и магнитное поля существуют в этом случае независимо друг от друга.

Явление электромагнитной индукции демонстрирует взаимодействие этих полей, наблюдаемое в веществах, в которых есть свободные заряды, т. е. в проводниках. Переменное магнитное поле создает переменное электрическое поле, которое, действуя на свободные заряды, создает электрический ток. Этот ток, будучи переменным, в свою очередь порождает переменное магнитное поле, создающее электрическое поле в том же проводнике, и т. д.

Совокупность переменного электрического и переменного магнитного полей, порождающих друг друга, называется электромагнитным полем. Оно может существовать и в среде, где нет свободных зарядов, и распространяется в пространстве в виде электромагнитной волны.

Классическая электродинамика — одно из высших достижений человеческого разума. Она оказала огромное влияние на последующее развитие человеческой цивилизации, предсказав существование электромагнитных волн. Это привело в дальнейшем к созданию радио, телевидения, телекоммуникационных систем, спутниковых средств навигации, а также компьютеров, промышленных и бытовых роботов и прочих атрибутов современной жизни.

Краеугольным камнем теории Максвелла явилось утверждение, что источником магнитного поля может служить одно только переменное электрическое поле, подобно тому, как источником электрического поля, создающим в проводнике индукционный ток, служит переменное магнитное поле. Наличие проводника при этом не обязательно — электрическое поле возникает и в пустом пространстве. Линии переменного электрического поля, аналогично линиям магнитного поля, замкнуты. Электрическое и магнитное поля электромагнитной волны равноправны.

Электромагнитная индукция в схемах и таблицах

(Явление электромагнитной индукции, опыты Фарадея, правило Ленца, закон электромагнитной индукции, вихревое электрическое поле, самоиндукция, индуктивность, энергия магнитного поля тока)

Дополнительные материалы по теме:

Конспект урока по физике в 11 классе «Электромагнитная индукция».

Следующая тема: «».

Почему Фарадею удалось сделать открытие

У Фарадея был помощник по фамилии Андерсон. Сорок лет он ассистировал Фарадею в лаборатории. Они работали вдвоем: Андерсон в одной комнате смотрел за показаниями гальванометра, а Фарадей в другой брал катушку и вставлял в нее магнит. Совершая это действие, Фарадей услышал через открытые двери слова Андерсона о том, что стрелка отклонилась. Когда он вынул магнит, то помощник сообщил, что стрелка отклонилась в другую сторону.

Затем Фарадей поменял полярность магнита и вставил его в катушку другим полюсом. Андерсон сказал, что стрелка гальванометра отклонилась в ту же сторону, что и в последний раз. Позже Фарадей объяснял это явление изменением вектора индукции. При вытаскивании магнита из катушки стрелка отклонилась в ту же сторону, что и в первый раз. Фарадей и Андерсон увидели, что движение магнита в катушке порождает в ней электрический ток.

Верификация положения ЭТТ

Важно убедиться, что ЭТТ не находится в пищеводе и не опустилась в один из главных бронхов. С этой целью возможно использования правила DOPE:

• Displaced in Right mainstem bronchus or esophageus (смещение ЭТТ в правый главный бронх или пищевод);
• Obstruction (обструкция ЭТТ — перекручивание, закусывание);
• Pneumothorax (пневмоторакс);
• Equipment problem or in Esophagus (проблемы с оборудованием или ЭТТ в пищеводе).

Существует множество методов, которыми необходимо пользоваться для верификации положения ЭТТ.

Надежные:

1. Прямое визуальное подтверждение нахождения ЭТТ за голосовыми связками.
2. Использование фиброоптического ларингоскопа и бронхоскопа для интубации. 
3. Ультразвук-ассистированная интубация трахеи.

Практически надежные: 

1. Определение СО₂ (количественное и качественное) в выдыхаемом газе (капнография не всегда позволяет точно диагностировать дислокацию ЭТТ, например, при остановке сердечной деятельности).
2. Эзофагеальный датчик.

Ненадежные: 

1. Определение движения грудной клетки и аускультация.
2. Аускультация шумов в эпигастральной области.
3. Конденсация влаги в ЭТТ.
4. Использование назогастральных зондов, желудочных аспираторов и других приспособлений.
5. Пульсоксиметрия и определение цвета кожных покровов.
6. Рентгенография органов грудной клетки.

1. Анестезиология: национальное руководство / под ред. А.А. Бунятяна, В.М. Мизикова. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2017. – 1104 с.
2. Реанимация и стабилизация состояния новорождённых детей в родильном зале. Методическое письмо под ред. Байбариной Е.Н. 2019. М.: Москва. – 64 с.
3. Hazinski M. F., Field J. M. 2010 American Heart Association guidelines for cardiopulmonary resuscitation and emergency cardiovascular care science //Circulation. – 2010. – Т. 122. – №. Suppl. – С. S639-S946.
4. El-Orbany M., Connolly L. A. Rapid sequence induction and intubation: current controversy // Anesthesia & Analgesia. – 2010. – Т. 110. – №. 5. – С. 1318-1325.
5. Morris J., Cook T. M. Rapid sequence induction: a national survey of practice // Anaesthesia. – 2001. – Т. 56. – №. 11. – С. 1090-1115.

История открытия

Явление электромагнитной индукции было открыто сразу двумя учеными. Это были Майкл Фарадей и Джозеф Генри, сделавшие свое открытие в 1831 году. Публикация Фарадеем результатов проведенных экспериментов была сделана раньше его коллеги, поэтому индукцию связывают именно с этим ученым. В дальнейшем это понятие было включено в систему СГС.

Для демонстрации явления использовался железный тор, напоминающий конфигурацию современного трансформатора. Противоположные стороны его были обмотаны двумя проводниками с целью использования электромагнитных свойств.

К одному из проводов подключался ток, вызывающий своеобразную электрическую волну при прохождении сквозь тор, и некоторый электрический всплеск с противоположной стороны. Наличие тока было зафиксировано гальванометром. Точно такой же всплеск электричества наблюдался и в момент отключения провода.

Постепенно были обнаружены и другие формы проявления электромагнитной индукции. Кратковременное возникновение тока наблюдалось во время генерации его на медном диске, вращающемся возле магнита. На самом диске был установлен скользящий электропровод.

Когда обе катушки находятся в неподвижном положении относительно друг друга, никаких явлений не происходит. Когда небольшая катушка начинает двигаться, то есть выходить из большой катушки или входить в нее, наступает изменение магнитного потока. В результате, в большой катушке наблюдается появление электродвижущей силы.

Открытие Фарадея доработал другой ученый – Максвелл, который обосновал его математически, отображая данное физическое явление дифференциальными уравнениями. Еще одному ученому-физику – Ленцу удалось определить направление электротока и ЭДС, полученных под действием электромагнитной индукции.

Мыслительный эксперимент. Аксиоматизация. Гипотетико-дедуктивный, генетически-конструктивный и системный методы

Кроме того, к методам исследования и познания в науке причисляют ещё и мыслительный эксперимент, аксиоматизацию, гипотетико-дедуктивный метод, генетически-конструктивный метод, системный метод и т.п.

Определение 5

Мыслительный эксперимент – это определённая теоретическая процедура, в основе которой лежит получение нового или проверка имеющегося знания, посредством конструирования идеализированных объектов и манипулирования ими в ситуациях искусственно созданных специально для этих целей.

Пример 2

Г. Галилей смог сформулировать закон инерции на основе именно мыслительного эксперимента. Он сделал вывод, что идеально гладкий шар может катиться по идеально гладкой поверхности, при условии, что силы трения между шаром и поверхностью будут полностью отсутствовать.

Самое широкое применение метод мыслительного эксперимента получил именно в физике. В науке, в которой нет ни одной дисциплины, где этот метод не применяется.

В основе аксиоматического метода построения теории лежит синтезирование основных понятий и аксиом, при этом при помощи дедуктивного метода из них фиксируются правила, по которым, в свою очередь, выводятся все остальные положения системы.

Определение 6

Гипотетико-дедуктивный метод – один из основных методов для построения естественно-научных теорий. Говоря о схемах, которые действуют в теории гипотетико-дедуктивного метода, можно выделить постановку определённых гипотез и выделение из них при помощи дедукции конкретных следствий.

Далее необходимо проверить эти следствия на части целого экспериментального материала, и только после проделанных манипуляций сопоставить результаты и исходные данные.

Историко-генетический метод исследования присущ естественным наукам, таким как биология, антропология, космология, геология и пр. В этих науках в основе исследования лежат сложные развивающиеся объекты. С помощью историко-генетического подхода они раскрывают свои главные закономерности развития.

Определение 7

Генетический метод исследования – это способ познания мира и окружающей среды, в основе которого лежит анализ развития природы и социальных явлений.

Главная задача такого познания заключается в установлении связей между изучаемых явлений во времени и исследование переходов от низших форм к высшим. Однако, несмотря на то, что генетический способ является важнейшим элементом исследования появления и эволюции объекта, при помощи его невозможно раскрыть всю сложность процесса развития. Современные учёные не используют генетический способ обособленно, а чаще всего делают это вместе с методом системного анализа и сравнительно-историческим методом.

В завершении всего вышесказанного следует отметить, что научный метод – это не просто набор последовательных действий, а скорее способ установления истины. Именно поэтому в научных исследованиях средства деятельности, метода формирования и развития научного знания должны быть под пристальным контролем исследователя.

Всё ещё сложно?
Наши эксперты помогут разобраться

Все услуги

Решение задач

от 1 дня / от 150 р.

Курсовая работа

от 5 дней / от 1800 р.

Реферат

от 1 дня / от 700 р.

Электромагнитная индукция

Возникновение электрического тока в замкнутом проводнике (замкнутой цепи) возможно при помощи обратного преобразования из магнитного потока в электрический. Это явление называется электромагнитной индукцией. Возникновение электрического тока в замкнутой цепи возможно только при условии воздействия на проводник в замкнутой цепи переменного/изменяющего магнитного поля. Такие изменения магнитного потока можно представить изменением числа магнитных линий, которые пронизывают контур с током (например катушку). Самый простой случай возникновения электромагнитной индукции в проводнике — это физическое движение/перемещение магнита относительно замкнутого проводника, в котором регистрируется электрический ток во время такого движения магнита. Если рассматривать явление электромагнитной индукции тока на примере классической катушки с намотанным на неё проводником, то полученный таким образом индукционный ток в следствие движения магнита внутри катушки будет зависеть от:

• Количества витков катушки
• Скорости изменения магнитного потока
• Свойств и типа (материала) самого магнита

Интересная и важная особенность, сопровождающая явление электромагнитной индукции тока: когда магнит движется в катушке с проводником, то в зависимости от направления движения будет изменяться и направление течения тока в проводнике. Величина выработанного тока в случае электромагнитной индукции зависит от свойств магнитного поля. Поскольку электрический ток появляется в результате действия электрического поля, то в случае электромагнитной индукции происходит процесс образования электрического поля из магнитного с помощью магнитного потока.

Магнитный поток отвечает за количество направленных магнитных линий, проходящих через ограниченную площадь или контур. Величина обозначается символом Sl (1 вебер ). Величина магнитного потока определяется количеством магнитных линий в нём. Магнитный поток всегда характеризует весь магнит целиком, а не какое-то его отдельное проявление в определённой точке, магнитный поток можно считать энергетическим потенциалом отдельно взятого магнита.
Магнитный поток и впоследствии вырабатываемый в результате электромагнитной индукции ток зависит от некоторых закономерностей:

• Магнитный поток прямо пропорционален интенсивности магнитной индукции.

  (где Sl — магнитный поток (1 вебер ), B — магнитная индукция (1 Тесла ))

• Магнитный поток прямо пропорционален площади поверхности, через которую проходят линии магнитной индукции.

  (где Sl — магнитный поток (1 вебер ), S — площадь поверхности)

• Воздействие магнитного потока зависит от угла расположения площади поверхности/контура по отношению к источнику магнитного поля.

• Сила полученного в результате электромагнитной индукции тока напрямую зависит от скорости изменения магнитного потока.

  (где I — сила тока (1 ампер ), Sl — изменяемый магнитный поток (1 вебер ), t — время изменения магнитного потока (1 секунда (с)))

В чем преимущества?

Индукционная плита имеет ряд достоинств, которые выгодно отличают ее от конкурентов.

Из основных:

• Максимальный КПД, обусловленный началом нагрева посуды сразу после включения, а это экономит электричество;
• Надежная защита от «неправильной» посуды. Конфорка не включится, если на плите оказалась сковорода или кастрюля с не магнитным днищем;
• Автоматическое отключение при снятии посуды;
• Удерживание заданной температуры на определенном уровне. Это обусловлено тем, что на контролирующий датчик не воздействует высокая температура металлических изделий;
• Стабильная мощность, которая не зависит от напряжения бытовой сети;
• Широкий выбор программ, что позволяет готовить блюда различной сложности;
• Прогрев индукционной поверхности производится только от посуды, поэтому вероятность получения ожогов предельно низка;
• Отсутствие неприятных запахов;
• Легкость обслуживания. Большинство современных моделей имеет стеклянную поверхность, обработка которой не составляет труда.Снаружи посуда не пригорает из-за отсутствия действия открытого огня и горячих поверхностей.

Из недостатков стоит выделить большую мощностью, что создает дополнительную нагрузку на проводку, наличие электромагнитного излучения и возможность применения только специальной посуды.

Кроме того, если одновременно включить все конфорки, они не будут выдавать полную мощность.

Исторический экскурс

Понятие “индукция” впервые было выделено в Древней Греции. Местные философы отличались особым интересом к познанию человеческого мозга и принципов его работы. Кто является основоположником индуктивного метода мышления?

Первым упомянул в своих работах этот способ Сократ. Он в своих изысканиях индукцию трактовал иначе. В его понимании, несколько исследуемых признаков могут указывать на разные выводы. За ним Аристотель индуктивным мышлением назвал сравнительный анализ признаков и вывод, основанный на полученном из них общем показателе. Философ противопоставлял индукции силлогизм, как поиск усредненного признака. В эпоху Возрождения эта теория подверглась резкой критике.

Силлогизм вообще перестали изучать как метод исследования получения достоверной информации. Индукцию считали самым верным способом определения истины. Современное понятие этого метода определил Фрэнсис Бэкон. Силлогизм, по его мнению, не заслуживает доверия. Однако понятие индуктивного мышления в его трактовке силлогическому не противоречит. Основу метода Бэкона составляет сравнение. Ученый считал, чтобы прийти к достоверному заключению о чем-либо, необходимо проанализировать все имеющиеся признаки и выявить схожесть. После объединить данные и получить четкую картину видения истинной сути события.

Следующим, кто внес вклад в изучение индуктивного способа мышления стал Джон Милль. Сторонник теории о том, что метод силлогизма не должен объединять схожие признаки. Правильнее будет рассматривать каждый из них в индивидуальном порядке. Индуктивное мышление он характеризовал как изучение однородных признаков одного явления. Выводы на основе общих признаков делаются путем следующих методов:

1. Согласие. Если у нескольких явлений есть один общий признак – он их причина.
2. Различие. Если у двух явлений среди массы схожих признаков есть одно отличие – это их причина.
3. Остатки. После изучения всех признаков явления остаются те, которые не возможно отнести к его причинам на первый взгляд. Несмотря на то, что они кажутся порой абсурдными, часто один из них и есть причина изучаемого явления.
4. Соответствие изменений. Когда различные явления меняются под действием одного обстоятельства – оно несет в себе суть причины.

Как видно из методов изучения, теория Бэкона основана на принципах дедукции. Метод остатков, например, где вывод строится из частных признаков.

Атракурия безилат (Тракриум®)

Доза для интубации — 0,5–0,6 мг/кг в/в. Начало действия 60–90 секунд, длительность 15–35 минут. 

У новорожденных детей используются: пипекурония бромид 10–20 мкг/кг/час; атракурия безилат 0,3–0,6 мг/кг/час; рокурония бромид 0,3–0,6 мг/кг/час.

Интубация трахеи

Стандартной техникой, рекомендованной для интубации, является прямая ларингоскопия. Во взрослой практике для интубации чаще всего используется ларингоскопы с клинками Макинтоша (изогнутые), в неонатальной практике пользуются клинками Миллера (прямые), в педиатрической практике используют и те, и другие в зависимости от возраста и предпочтений врача. У взрослых и новорожденных практически всегда используется оротрахеальная интубация. В педиатрической практике предпочитают назотрахеальную интубацию, для которой дополнительно необходимо использование щипцов Мейнджила.

ЭТТ тоже различаются по своей форме и структуре. Существуют армированные ЭТТ (не изменяет внутреннего просвета при любом сгибании), с заранее сформированным полярным изгибом (так называемые «северные» и «южные»), двухпросветные интубационные трубки (Карленса для левого бронха, Уайта для правого бронха) и т. п. Взрослые и педиатрические ЭТТ имеют на дистальном конце манжету для раздувания, для новорожденных следует применять ЭТТ без манжеты (т. к. при раздувании манжеты чрезвычайно большой риск повреждения трахеи).

Размеры эндотрахеальной трубки для взрослых пациентов варьируют от 6,5 до 9,5; для детей рассчитывается по формуле:

диаметр ЭТТ = 4 + возраст (в годах)/4

Глубина постановки ЭТТ у мужчин — 22–24 см, у женщин — 20–22 см, для детей рассчитывается по формуле: глубина (см) = 12 + возраст (в годах)/2. Для назотрахеальной интубации глубина постановки ЭТТ (см) = 15 + возраст (в годах)/2.

Для новорожденных детей существуют отдельные требования. Диаметр ЭТТ в зависимости от массы тела при рождении представлен в таблице 2.

Таблица 2 | Диаметр ЭТТ у новорожденных детей в зависимости от массы тела

Глубина постановки ЭТТ у новорожденных вычисляется по формуле: масса тела (кг) + 6 см.

Перед интубацией рекомендуется привести пациента в положение «принюхивания» (кроме того существуют классическое джексоновское положение, улучшенное положение Джексона и т. п. при отсутствии признаков повреждения шейного отдела позвоночника). Интубация должна быть проведена максимально быстро.

Минусы индукции

Индуктивное мышление ограничено логическими выводами. Наличие схожих признаков в предмете изучения не доказывает его достоверность. Признаков, доказывающих истинность явления должно быть несколько, только тогда можно утверждать, что оно правдиво.

Использование исключительно индуктивного мышления делает выводы неправдоподобными. Построение мыслей подобным образом предполагает последующее рассмотрение схожих признаков на предмет их причин и сочетаний. Цель такого анализа: получить доказательства верных умозаключений. Они должны соответствовать критериям логики и рационализма.