Faradayův zákon

Faradayovo vymáhání práva

Michael Faraday byl vědec, který významně přispěl do světa vědy. Díky tomuto vědci se mnoho prvků, které používáme v každodenním životě, řídí Faradayův zákon. Elektromagnetická indukce je proces, kterým lze vyvolat elektrický proud změnou magnetického pole. Tato elektromagnetická indukce přímo souvisí s Faradayovým zákonem.

V tomto článku vám řekneme o všech charakteristikách a důležitosti Faradayova zákona.

Hlavní charakteristiky

elektrické pole

Existují různé typy sil, které náboje zažívají pohyb v magnetickém poli. Síla, kterou prochází drát, který prochází proud je klasickým příkladem Faradayova zákona. V tomto případě je síla, kterou prochází vodič, kterým prochází elektrický proud, způsobena elektrony, které jsou v pohybu nebo v přítomnosti magnetického pole. Tento proces se děje také naopak. Můžeme pohybovat drátem přes magnetické pole nebo v průběhu času měnit velikost magnetického pole a může to způsobit tok proudu.

Nejdůležitějším zákonem, který je schopen popsat elektromagnetickou indukci, je Faradayův zákon. Byl objeven uživatelem Michael Faraday a kvantifikuje vztah mezi měnícím se magnetickým polem v čase a elektrickým polem, které je vytvořeno změnami. Pokud půjdeme k Faradayovu zákonu, vidíme, že má toto prohlášení:

„Indukované napětí v uzavřeném obvodu je přímo úměrné rychlosti změny v čase magnetického toku, který prochází jakýmkoli povrchem s obvodem samotným jako hranou.“

Demonstrace Faradayova zákona

elektromagnetická indukce

Na příkladu ukážeme, co říká Faradayův zákon. Podívejme se na Faradayův experiment. Zde máme baterii, která je zodpovědná za dodávání elektrického proudu do malé cívky. S tímto průchodem elektrického proudu otáčkami cívky se vytváří magnetické pole. V cívce jsou kovové kabely navinuté na jeho vlastní ose. Když se cívka pohybuje dovnitř a ven z větší, má magnetické pole, které generuje napětí v cívce. Toto napětí bylo možné měřit galvanometrem.

Z tohoto experimentu by mohl být formulován Faradayův zákon a lze vyvodit řadu závěrů. Všechny závěry tohoto experimentu se týkaly výroby elektrické energie a byly klíčem k Lenzovu zákonu, který se používá pro nejmodernější zacházení s elektřinou, jaké dnes máme.

Podívejme se krátce na příběh Michaela Faradaye, kterým dokázal tento zákon ustanovit. Víme, že tento vědec Byl tvůrcem ústředních myšlenek kolem elektřiny a magnetismu. Svůj život zasvětil výzkumu v této vědecké oblasti. Byl velmi nadšený, když dánský fyzik známý jako Oersted dokázal empiricky demonstrovat vztah mezi elektřinou a magnetismem. Stalo se to v roce 1820. V tomto experimentu dokázal ověřit, že proudový vodič může pohybovat jehlou, která byla zcela zmagnetizována a že jsou uvnitř kompasu.

Faraday dokázal navrhnout několik experimentů. Jeden z nich spočíval v navíjení dvou drátových solenoidů kolem železného prstence. Aby zkontroloval vztah mezi elektřinou a magnetismem, prošel elektrickým proudem jedním ze solenoidů spínačem. Proud byl indukován v druhém. Faraday přisuzoval výskyt elektrických proudů změnám magnetického toku, ke kterým došlo v průběhu času.

Následně a díky tomuto experimentu dokázal Michael Faraday demonstrovat vztah mezi magnetickými poli a elektrickými poli. Z toho všeho vyplývá mnoho informací, které se staly součástí pozdějších prohlášení Maxwellových zákonů.

Faradayův zákonný vzorec a příklady

Faradayův zákon

Pro stanovení vztahu mezi magnetickými poli a elektrickými poli se navrhuje následující vzorec.

EMF (Ɛ) = dϕ / dt

Kde EMF nebo Ɛ představují indukovanou elektromotorickou sílu (napětí) a dϕ / dt je časová variační rychlost magnetického toku ϕ.

Faradayův zákon umožňuje předměty každodenní potřeby, jako jsou elektrické trouby. Uvidíme některé z příkladů aplikace Faradayova zákona v každodenním životě. Víme, že prakticky veškerá elektrická technologie, kterou dnes máme, je založena na Faradayově zákoně. Zvláště je to důležité u všech elektrických spotřebičů, jako jsou generátory, transformátory a elektromotory. Uveďme příklad: aby bylo možné generovat stejnosměrný motor, byly znalosti založeny hlavně na použití měděného disku, který se otáčel na koncích magnetu. Díky tomuto rotačnímu pohybu mohl být generován stejnosměrný proud.

Z tohoto principu je odvozen veškerý vynález složitých předmětů, jako je transformátor, generátor střídavého proudu, magnetická brzda nebo elektrický sporák.

Spojení mezi indukcí a magnetickou silou

Víme, že teoretický základ Faradayova zákona je poměrně složitý. Schopnost znát koncepční chápání spojení, které existuje s magnetickou silou na nabitou částici, je docela jednoduché. Například náboj pohybujícího se drátu. Pokusíme se vysvětlit souvislost mezi elektrickou indukcí a magnetickou silou. Považujeme elektron, který se může volně pohybovat uvnitř drátu. Dále umístíme drát do vertikálního magnetického pole a posuneme ho ve směru kolmém na pole. Je důležité, aby se to pohybovalo konstantní rychlostí.

Oba konce drátu budou spojeny do spirály. Díky připojení a tímto způsobem zaručujeme, že veškerá práce prováděná za účelem generování elektrického proudu v drátu bude rozptýlena jako teplo v odporu drátu. Nyní předpokládejme, že osoba táhne drát konstantní rychlostí magnetickým polem. Jak taháme drát musíme použít sílu, aby konstantní magnetické pole samo o sobě nedokázalo pracovat. Můžete však změnit směr síly. Část síly, kterou aplikujeme, je přesměrována, což způsobí elektromotorickou sílu na elektron, který prošel drátem. Právě tato odchylka vytváří elektrický proud.

Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o Faradayově zákonu a jeho charakteristikách.


Obsah článku se řídí našimi zásadami redakční etika. Chcete-li nahlásit chybu, klikněte zde.

Buďte první komentář

Zanechte svůj komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.

*

*

  1. Odpovědný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajů: Ovládací SPAM, správa komentářů.
  3. Legitimace: Váš souhlas
  4. Sdělování údajů: Údaje nebudou sděleny třetím osobám, s výjimkou zákonných povinností.
  5. Úložiště dat: Databáze hostovaná společností Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Vaše údaje můžete kdykoli omezit, obnovit a odstranit.