- Kaj je Faradayev zakon?
- Faradayeva pravna zgodovina
- Formula Faradayevega zakona
- Primeri uporabe Faradayevega zakona
- Lenzov zakon
Pojasnimo, kaj je Faradayev zakon, elektromagnetna indukcija, njeno zgodovino, formulo in primere. Tudi Lenzov zakon.
Faradayev zakon proučuje elektromagnetno silo v zaprtem krogu.Kaj je Faradayev zakon?
Faradayev zakon elektromagnetne indukcije, znan preprosto kot Faradayev zakon, je leta 1831 oblikoval britanski znanstvenik Michael Faraday. Ta zakon kvantificira razmerje med spreminjajočim se magnetnim poljem v vreme in električno polje nastale s temi spremembami.
Izjava omenjenega zakona pravi:
"Inducirana napetost v zaprtem krogu je neposredno sorazmerna s hitrostjo časovne spremembe magnetnega toka, ki prehaja skozi katero koli površino s samim vezjem kot robom."
Da bi to v celoti razumeli, bo treba pregledati Faradayev eksperiment: a baterija dovaja tok majhni tuljavi, kar ustvarja amagnetno polje skozi zavoje tuljave (kovinske kable, navite na lastno os). Ko je bila ta tuljava premaknjena v in iz večje, je njeno magnetno polje (spremenjeno skozi čas zaradi premikanje) ustvaril a Napetost na veliki tuljavi, ki bi jo lahko izmerili z galvanometrom.
Iz tega poskusa in formulacije Faradayevega zakona so izhajali številni zaključki v zvezi z generacijo električna energija, ki so bili ključni za Lenzov zakon in za sodobno gospodarjenje z elektriko.
Faradayeva pravna zgodovina
Michael Faraday (1791-1867) je bil ustvarjalec osrednjih idej okoli elektrika inmagnetizem.
Faraday je bil izredno navdušen, ko je danski fizik Oersted leta 1820 empirično pokazal razmerje med elektriko in magnetizmom, pri čemer je ugotovil, da lahko tokovno prevodna žica premika magnetno iglo na kompasu.
Faraday je zasnoval več poskusi. Na primer, dva žična solenoida je ovijal okoli železnega obroča in videl, da ko je s stikalom spustil tok skozi enega od solenoidov, je bil v drugem induciran tok. Faraday je pojav toka pripisal spremembam magnetnega toka skozi čas.
Posledično je bil Faraday prvi, ki je pokazal razmerje med magnetnimi in električnimi polji, kot je razvidno iz dveh opisanih poskusov. Pravzaprav je enačba Faradayeva zakona postala del Maxwellovih zakonskih izjav.
Formula Faradayevega zakona
Faradayev zakon je običajno izražen z naslednjo formulo:
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Kje FEM oz Ɛ predstavljajo inducirano elektromotorno silo (napetost) in dϕ / dt je časovna stopnja variacije magnetnega toka ϕ.
Primeri uporabe Faradayevega zakona
Vsakdanje predmete, kot so električne pečice, omogoča Faradayev zakon.
Skoraj vsa električna tehnologija temelji na Faradayevem zakonu, zlasti kar zadeva generatorje, transformatorje in elektromotorje.
Na primer, enosmerni motor je temeljil na uporabi diska baker ki se vrti med koncema magneta in ustvarja a DC.
Iz tega na videz preprostega načela sledi izum tako zapletenih stvari, kot so transformator, generator izmenični tok, magnetno zavoro ali električni štedilnik.
Lenzov zakon
Ta zakon izhaja iz uporabenačelo ohranjanja energije na elektromagnetno indukcijo, ki omogoča pridobivanje sklep da EMF, ki ga proizvaja spreminjajoči se magnetni tok (Faradayev zakon), generira tok s smerjo, ki nasprotuje variaciji toka, ki ga proizvaja.
To je v matematičnem smislu prevedeno kot dodatek k Faradayevemu zakonu negativnega predznaka, ki je formuliran na ta način:
EMF (Ɛ) = - (dϕ / dt)
Ta zakon je temeljnega pomena za določanje in nadzor smeri, v kateri potuje električni tok vezja. Njegovo ime je posledica dejstva, da ga je leta 1834 oblikoval nemški znanstvenik Heinrich Lenz.