Майкъл Фарадей беше учен, който имаше голям принос в света на науката. Благодарение на този учен, много от елементите, които използваме ежедневно, се управляват от Законът на Фарадей. Електромагнитната индукция е процес, при който електрически ток може да бъде индуциран от промяна в магнитното поле. Тази електромагнитна индукция е пряко свързана със закона на Фарадей.
В тази статия ще ви разкажем за всички характеристики и значение на закона на Фарадей.
ключови характеристики
Съществуват различни видове сили, които зарядите изпитват движение в рамките на магнитно поле. Силата, която изпитва жица, която преминава потокът е класически пример за закона на Фарадей. В този случай силата, изпитвана от проводника, през който преминава електрическият ток, се дължи на електроните, които са в движение или в присъствието на магнитното поле. Този процес се случва и обратното. Можем да преместим жица през магнитно поле или да променим величината на магнитното поле с течение на времето и това може да доведе до протичане на ток.
Най-важният закон, който може да опише електромагнитната индукция, е законът на Фарадей. Бе открит от Майкъл Фарадей и количествено определя връзката между променящото се магнитно поле във времето и електрическото поле, създадено от промените. Ако преминем към закона на Фарадей, виждаме, че той има следното твърдение:
„Индуцираното напрежение в затворена верига е право пропорционално на скоростта на промяна във времето на магнитния поток, който преминава през която и да е повърхност със самата верига като ръб.“
Демонстрация на закона на Фарадей
Ще покажем какво казва законът на Фарадей с пример. Нека да прегледаме експеримента на Фарадей. Тук имаме батерия, която отговаря за подаването на електрически ток към малка намотка. С това преминаване на електрически ток чрез завоите на бобината се създава магнитно поле. В бобината има метални кабели, навити на собствената си ос. Когато бобината се придвижва и излиза от по-голяма, тя има магнитно поле, което генерира напрежение в бобината. Това напрежение може да бъде измерено с галванометър.
От този експеримент може да се формулира законът на Фарадей и да се направят множество заключения. Всички заключения от този експеримент бяха свързани с производството на електрическа енергия и бяха ключови за закона на Ленц, който се използва за най-модерното боравене с електричество, което имаме днес.
Нека разгледаме накратко историята на Майкъл Фарадей, чрез която той успя да установи този закон. Знаем, че този учен Той е създател на централни идеи около електричеството и магнетизма. Той посвети живота си на научни изследвания в тази научна област. Той беше до голяма степен развълнуван, когато датски физик, известен като Ерстед, успя да демонстрира емпирично връзката между електричеството и магнетизма. Това се е случило през 1820 г. В този експеримент той е успял да провери, че тоководещ проводник може да движи игла, която е напълно намагничена и че те са в компаса.
Фарадей успя да проектира множество експерименти. Един от тях се състоеше от навиване на два телени соленоида около железен пръстен. За да провери връзката между електричеството и магнетизма, той премина електрически ток през един от соленоидите през превключвател. Токът се индуцира в другата. Фарадей приписва появата на електрически токове на промените в магнитния поток, настъпили с течение на времето.
Следователно и благодарение на този експеримент Майкъл Фарадей успя да демонстрира връзката между магнитните полета и електрическите полета. От всичко това излиза много информация, която става част от по-късните изявления на законите на Максуел.
Формула на закона на Фарадей и примери
За да се установи връзката между магнитните полета и електрическите полета, се предлага следната формула.
ЕМП (Ɛ) = dϕ / dt
Където ЕМП или Ɛ представляват индуцираната Електродвижеща сила (напрежението), а dϕ / dt е временната скорост на изменение на магнитния поток ϕ.
Ежедневните предмети като електрически фурни са възможни от закона на Фарадей. Ще видим някои от примерите за прилагането на закона на Фарадей в ежедневието. Ние знаем това практически цялата електрическа технология, която имаме днес, се основава на закона на Фарадей. Особено важно е по отношение на всички електрически уреди като генератори, трансформатори и електрически двигатели. Нека дадем пример: за да може да се генерира двигател с постоянен ток, знанията се основават главно на използването на меден диск, който се върти в краищата на магнит. Благодарение на това въртеливо движение може да се генерира постоянен ток.
От този принцип се получава цялото изобретение на сложни обекти като трансформатор, генератор на променлив ток, магнитна спирачка или електрическа печка.
Връзка между индукция и магнитна сила
Знаем, че теоретичната основа на закона на Фарадей е доста сложна. Да можеш да познаваш концептуалното разбиране на връзката, която съществува с магнитната сила върху заредена частица, е съвсем просто. Например, зарядът на движещ се проводник. Ще се опитаме да обясним връзката между електрическата индукция и магнитната сила. Считаме електрон, който е свободен да се движи в рамките на жица. След това поставяме проводника във вертикално магнитно поле и го преместваме в посоката, перпендикулярна на полето. Важно е движението на това да е с постоянна скорост.
Двата края на проводника ще бъдат свързани, образувайки спирала. Благодарение на свързването и по този начин гарантираме, че цялата работа, извършена за генериране на електрически ток в проводника, ще се разсейва като топлина в съпротивлението на проводника. Сега да предположим, че човек дърпа жицата с постоянна скорост през магнитното поле. Докато дърпаме жицата трябва да приложим сила, така че постоянното магнитно поле да не може да върши работа само по себе си. Можете обаче да промените посоката на силата. Част от силата, която прилагаме, се пренасочва, причинявайки електромоторна сила върху електрона, който е преминал през жицата. Именно това отклонение установява електрически ток.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за закона на Фарадей и неговите характеристики.