Michael Faraday oli teadlane, kellel oli suur panus teadusmaailma. Tänu sellele teadlasele juhivad paljusid elemente, mida me igapäevaselt kasutame, Faraday seadus. Elektromagnetiline induktsioon on protsess, mille abil saab magnetvälja muutusega tekitada elektrivoolu. See elektromagnetiline induktsioon on otseselt seotud Faraday seadusega.
Selles artiklis räägime teile kõigist Faraday seaduse tunnustest ja tähtsusest.
põhijooned
Magnetväljas liikumist kogevat liiki jõude on erinevat tüüpi. Juhtme poolt läbitav jõud, mis möödub oja on Faraday seaduse klassikaline näide. Sel juhul on elektrivoolu läbiva juhtme poolt kogetud jõud tingitud elektronidest, mis on liikumises või magnetvälja juuresolekul. See protsess toimub ka vastupidi. Saame traati magnetvälja kaudu liigutada või aja jooksul magnetvälja suurust muuta ja see võib põhjustada voolu voolu.
Elektromagnetilise induktsiooni kirjeldamiseks on kõige olulisem seadus Faraday seadus. Selle avastas Michael Faraday ja kvantifitseerib aja jooksul muutuva magnetvälja ja muutustest tekkiva elektrivälja vahelise seose. Kui läheme Faraday seaduse juurde, näeme, et sellel on järgmine väide:
"Indutseeritud pinge suletud ahelas on otseselt proportsionaalne magnetvoo aja muutumise kiirusega, mis läbib mis tahes pinna, vooluahel ise servana."
Faraday seaduse demonstreerimine
Näitame näitega, mida Faraday seadus ütleb. Vaatame üle Faraday katse. Siin on meil aku, mis vastutab väikese mähise elektrivoolu tarnimise eest. Selle elektrivoolu läbimisega pooli pöörete kaudu tekib magnetväli. Mähises on oma teljele keeratud metallkaablid. Kui mähis liigub suuremast sisse ja välja, on sellel magnetväli, mis tekitab mähises pinge. Seda pinget sai mõõta galvanomeetriga.
Selle katse põhjal saaks sõnastada Faraday seaduse ja teha arvukalt järeldusi. Kõik selle katse järeldused olid seotud elektrienergia tootmisega ja olid võtmetähtsusega Lenzi seaduses, mida kasutatakse tänapäevase kõige kaasaegsema elektrikäitluse jaoks.
Vaatame lühidalt Michael Faraday lugu, mille abil ta suutis selle seaduse kehtestada. Me teame, et see teadlane Ta oli kesksete ideede looja elektri ja magnetismi ümber. Ta pühendas oma elu selle teadusvaldkonna uuringutele. Ta oli suuresti põnevil, kui Taani füüsik, tuntud kui Oersted, suutis empiiriliselt demonstreerida elektri ja magnetismi suhet. See toimus aastal 1820. Selles katses suutis ta kontrollida, kas voolu juhtiv traat suudab täielikult magnetiseeritud nõela liigutada ja kas nad asuvad kompassi sees.
Faraday suutis välja töötada mitu katset. Üks neist koosnes kahe traadist solenoidi kerimisest rõnga ümber. Elektri ja magnetismi vahelise suhte kontrollimiseks juhtis ta lüliti abil elektrivoolu läbi ühe solenoidi. Vool indutseeriti teises. Faraday omistas elektrivoolude ilmnemist aja jooksul toimunud magnetvoo muutustele.
Järelikult ja tänu sellele katsele suutis Michael Faraday demonstreerida magnetväljade ja elektriväljade suhet. Sellest kõigest tuleb palju teavet, mis sai osaks Maxwelli seaduste hilisematest avaldustest.
Faraday seaduse valem ja näited
Magnetväljade ja elektriväljade vahelise seose kindlakstegemiseks soovitatakse järgmist valemit.
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Kui EMF või Ɛ tähistab indutseeritud elektromotoorjõudu (pinget) ja dϕ / dt on magnetvoo ϕ ajalise muutumise kiirus.
Igapäevased esemed nagu elektriahjud on Faraday seadusega võimalik. Vaatame mõningaid näiteid Faraday seaduse rakendamisest igapäevaelus. Me teame seda praktiliselt kogu elektritehnika, mis meil täna on, põhineb Faraday seadustel. Eriti oluline on see kõigi elektriseadmete, näiteks generaatorite, trafode ja elektrimootorite puhul. Toon näite: alalisvoolumootori genereerimiseks põhinesid teadmised peamiselt magneti otstes pöörleva vaseketta kasutamisel. Tänu sellele pöörlemisliigutusele sai tekitada alalisvoolu.
Sellest põhimõttest tuleneb kogu selliste keeruliste objektide nagu trafo, vahelduvvoolugeneraator, magnetpidur või elektripliit leiutamine.
Induktsiooni ja magnetjõu seos
Me teame, et Faraday seaduse teoreetiline alus on üsna keeruline. Võimalus teada saada kontseptuaalset arusaama seosest, mis laetud osakese magnetjõuga on, on üsna lihtne. Näiteks liikuva juhtme laeng. Püüame selgitada elektrilise induktsiooni ja magnetjõu seost. Me peame elektroni, mis võib traadi sees vabalt liikuda. Järgnevalt asetame traadi vertikaalsesse magnetvälja ja liigutame seda väljaga risti. On oluline, et selle liikumine toimuks ühtlase kiirusega.
Traadi mõlemad otsad ühendatakse spiraalselt. Tänu ühendamisele ja sel viisil garanteerime, et kogu töö, mis on tehtud traadi elektrivoolu saamiseks, hajutatakse traadi takistusena soojuse kujul. Oletame nüüd, et inimene tõmbab traadi ühtlase kiirusega läbi magnetvälja. Kui me traati tõmbame peame rakendama jõudu, nii et pidev magnetväli ei saaks ise tööd teha. Siiski saate jõu suunda muuta. Osa meie rakendatavast jõust suunatakse ümber, põhjustades läbi juhtme liikunud elektronile elektromotoorjõu. See kõrvalekalle loob elektrivoolu.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada saada Faraday seadusest ja selle omadustest.