Ο νόμος του Faraday

Η επιβολή του νόμου του Faraday

Ο Michael Faraday ήταν επιστήμονας που είχε μεγάλη συνεισφορά στον κόσμο της επιστήμης. Χάρη σε αυτόν τον επιστήμονα, πολλά από τα στοιχεία που χρησιμοποιούμε καθημερινά διέπονται από το Ο νόμος του Faraday. Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή είναι μια διαδικασία με την οποία ένα ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να προκληθεί από μια αλλαγή στο μαγνητικό πεδίο. Αυτή η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή σχετίζεται άμεσα με το νόμο του Faraday.

Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε για όλα τα χαρακτηριστικά και τη σημασία του νόμου του Faraday.

Κύρια χαρακτηριστικά

ηλεκτρικό πεδίο

Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι δυνάμεων που φορτίζουν την εμπειρία κίνησης μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο. Η δύναμη που βιώνει ένα καλώδιο που περνά ένα ρεύμα είναι ένα κλασικό παράδειγμα του νόμου του Faraday. Σε αυτήν την περίπτωση, η δύναμη που βιώνει το σύρμα μέσω του οποίου διέρχεται το ηλεκτρικό ρεύμα οφείλεται στα ηλεκτρόνια που κινούνται ή παρουσία του μαγνητικού πεδίου. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει επίσης το αντίστροφο. Μπορούμε να μετακινήσουμε ένα καλώδιο μέσω μαγνητικού πεδίου ή να αλλάξουμε το μέγεθος του μαγνητικού πεδίου με την πάροδο του χρόνου και μπορεί να προκαλέσει ροή ρεύματος.

Ο πιο σημαντικός νόμος που μπορεί να περιγράψει την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή είναι ο νόμος του Faraday. Ανακαλύφθηκε από Μιχάλης Φαραντέι και ποσοτικοποιεί τη σχέση μεταξύ ενός μεταβαλλόμενου μαγνητικού πεδίου με την πάροδο του χρόνου και του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργείται από τις αλλαγές. Αν πάμε στο νόμο του Faraday, βλέπουμε ότι έχει αυτή τη δήλωση:

"Η επαγόμενη τάση σε κλειστό κύκλωμα είναι ευθέως ανάλογη με τον ρυθμό μεταβολής του χρόνου της μαγνητικής ροής που διέρχεται από οποιαδήποτε επιφάνεια με το ίδιο το κύκλωμα ως άκρο."

Επίδειξη του νόμου του Faraday

ηλεκτρομαγνητική επαγωγή

Θα δείξουμε τι λέει ο νόμος του Faraday με ένα παράδειγμα. Ας δούμε το πείραμα του Faraday. Εδώ έχουμε μια μπαταρία που είναι υπεύθυνη για την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα μικρό πηνίο. Με αυτό το πέρασμα του ηλεκτρικού ρεύματος ένα μαγνητικό πεδίο δημιουργείται μέσω των στροφών του πηνίου. Στο πηνίο υπάρχουν μεταλλικά καλώδια τυλιγμένα στον δικό του άξονα. Όταν το πηνίο κινείται μέσα και έξω από ένα μεγαλύτερο, έχει ένα μαγνητικό πεδίο που παράγει μια τάση μέσα στο πηνίο. Αυτή η τάση μπορεί να μετρηθεί με γαλβανόμετρο.

Από αυτό το πείραμα, θα μπορούσε να διατυπωθεί ο νόμος του Faraday και να εξαχθούν πολλά συμπεράσματα. Όλα τα συμπεράσματα αυτού του πειράματος είχαν να κάνουν με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και ήταν βασικά για τον νόμο του Lenz, ο οποίος χρησιμοποιείται για τον πιο σύγχρονο χειρισμό ηλεκτρικής ενέργειας που έχουμε σήμερα.

Ας δούμε εν συντομία την ιστορία του Michael Faraday με την οποία κατάφερε να θεσπίσει αυτόν τον νόμο. Γνωρίζουμε ότι αυτός ο επιστήμονας Ήταν ο δημιουργός των κεντρικών ιδεών γύρω από την ηλεκτρική ενέργεια και τον μαγνητισμό. Αφιέρωσε τη ζωή του στην έρευνα σε αυτόν τον επιστημονικό τομέα. Ήταν σε μεγάλο βαθμό ενθουσιασμένος όταν ένας Δανός φυσικός γνωστός ως Oersted μπόρεσε να δείξει εμπειρικά τη σχέση μεταξύ ηλεκτρικής ενέργειας και μαγνητισμού. Αυτό συνέβη το έτος 1820. Σε αυτό το πείραμα μπόρεσε να επαληθεύσει ότι ένα τρέχον αγώγιμο σύρμα μπορούσε να μετακινήσει μια βελόνα που ήταν πλήρως μαγνητισμένη και ότι ήταν μέσα σε μια πυξίδα.

Ο Faraday κατάφερε να σχεδιάσει πολλαπλά πειράματα. Ένα από αυτά συνίστατο σε περιέλιξη δύο καλωδίων από περίβλημα σιδήρου. Για να ελέγξει τη σχέση ηλεκτρικής ενέργειας και μαγνητισμού, πέρασε ένα ηλεκτρικό ρεύμα μέσω ενός από τα σωληνοειδή μέσω ενός διακόπτη. Το ρεύμα προκλήθηκε στο άλλο. Ο Faraday απέδωσε την εμφάνιση των ηλεκτρικών ρευμάτων σε αλλαγές στη μαγνητική ροή που συνέβησαν με την πάροδο του χρόνου.

Κατά συνέπεια, και χάρη σε αυτό το πείραμα, ο Michael Faraday μπόρεσε να αποδείξει τη σχέση μεταξύ μαγνητικών πεδίων και ηλεκτρικών πεδίων. Πολλές πληροφορίες προκύπτουν από όλα αυτά που έγιναν μέρος σε μεταγενέστερες δηλώσεις του νόμου του Maxwell.

Ο τύπος και τα παραδείγματα του νόμου του Faraday

ο νόμος του faraday

Για να προσδιορίσετε τη σχέση μεταξύ μαγνητικών πεδίων και ηλεκτρικών πεδίων, προτείνεται ο ακόλουθος τύπος.

EMF (Ɛ) = dϕ / dt

Όπου το EMF ή το Ɛ αντιπροσωπεύουν την προκαλούμενη Ηλεκτροκινητική Δύναμη (η τάση), και dϕ / dt είναι ο χρονικός ρυθμός μεταβολής της μαγνητικής ροής ϕ.

Καθημερινά αντικείμενα όπως ηλεκτρικοί φούρνοι καθίστανται δυνατοί από τον νόμο του Faraday. Θα δούμε μερικά από τα παραδείγματα των εφαρμογών του νόμου του Faraday στην καθημερινή ζωή. Ξέρουμε ότι σχεδόν όλη η ηλεκτρική τεχνολογία που έχουμε σήμερα βασίζεται στο νόμο του Faraday. Ειδικά, είναι σημαντικό για όλες τις ηλεκτρικές συσκευές όπως γεννήτριες, μετασχηματιστές και ηλεκτρικοί κινητήρες. Ας δώσουμε ένα παράδειγμα: για να μπορέσουμε να δημιουργήσουμε κινητήρα συνεχούς ρεύματος, η γνώση βασίστηκε κυρίως στη χρήση ενός δίσκου χαλκού που περιστράφηκε στα άκρα ενός μαγνήτη. Χάρη σε αυτήν την περιστροφική κίνηση, θα μπορούσε να δημιουργηθεί ένα συνεχές ρεύμα.

Από αυτήν την αρχή προέρχεται ολόκληρη η εφεύρεση σύνθετων αντικειμένων όπως ένας μετασχηματιστής, μια γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος, ένα μαγνητικό φρένο ή μια ηλεκτρική κουζίνα.

Σύνδεση μεταξύ επαγωγής και μαγνητικής δύναμης

Γνωρίζουμε ότι η θεωρητική βάση του νόμου του Faraday είναι αρκετά περίπλοκη. Το να γνωρίζεις την εννοιολογική κατανόηση της σύνδεσης που υπάρχει με τη μαγνητική δύναμη σε ένα φορτισμένο σωματίδιο είναι αρκετά απλή. Για παράδειγμα, η φόρτιση ενός κινούμενου σύρματος. Θα προσπαθήσουμε να εξηγήσουμε τη σύνδεση μεταξύ ηλεκτρικής επαγωγής και μαγνητικής δύναμης. Θεωρούμε ότι ένα ηλεκτρόνιο είναι ελεύθερο να κινείται εντός καλωδίου. Στη συνέχεια, τοποθετούμε το καλώδιο σε κατακόρυφο μαγνητικό πεδίο και το κινούμε προς την κατεύθυνση κάθετη προς το πεδίο. Είναι σημαντικό η κίνηση αυτού να γίνεται με σταθερή ταχύτητα.

Και τα δύο άκρα του σύρματος θα συνδεθούν σχηματίζοντας μια σπείρα. Χάρη στη σύνδεση και με αυτόν τον τρόπο εγγυόμαστε ότι όλες οι εργασίες που γίνονται για την παραγωγή του ηλεκτρικού ρεύματος στο καλώδιο θα απορριφθούν ως θερμότητα στην αντίσταση του καλωδίου. Ας υποθέσουμε τώρα ότι ένα άτομο τραβά το καλώδιο με σταθερή ταχύτητα μέσω του μαγνητικού πεδίου. Καθώς τραβάμε το σύρμα Πρέπει να ασκήσουμε δύναμη, ώστε το σταθερό μαγνητικό πεδίο να μην μπορεί να λειτουργήσει από μόνο του. Ωστόσο, μπορείτε να αλλάξετε την κατεύθυνση της δύναμης. Μέρος της δύναμης που εφαρμόζουμε ανακατευθύνεται, προκαλώντας μια ηλεκτροκινητική δύναμη στο ηλεκτρόνιο που ταξίδεψε μέσω του καλωδίου. Αυτή η απόκλιση καθορίζει ένα ηλεκτρικό ρεύμα.

Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το νόμο του Faraday και τα χαρακτηριστικά του.


Το περιεχόμενο του άρθρου συμμορφώνεται με τις αρχές μας συντακτική ηθική. Για να αναφέρετε ένα σφάλμα κάντε κλικ Aquí.

Γίνε ο πρώτος που θα σχολιάσει

Αφήστε το σχόλιό σας

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί.

*

*

  1. Υπεύθυνος για τα δεδομένα: Miguel Ángel Gatón
  2. Σκοπός των δεδομένων: Έλεγχος SPAM, διαχείριση σχολίων.
  3. Νομιμοποίηση: Η συγκατάθεσή σας
  4. Κοινοποίηση των δεδομένων: Τα δεδομένα δεν θα κοινοποιούνται σε τρίτους, εκτός από νομική υποχρέωση.
  5. Αποθήκευση δεδομένων: Βάση δεδομένων που φιλοξενείται από τα δίκτυα Occentus (ΕΕ)
  6. Δικαιώματα: Ανά πάσα στιγμή μπορείτε να περιορίσετε, να ανακτήσετε και να διαγράψετε τις πληροφορίες σας.