Michael Faraday était un scientifique qui avait de grandes contributions au monde de la science. Grâce à ce scientifique, de nombreux éléments que nous utilisons au quotidien sont régis par la Loi de Faraday. L'induction électromagnétique est un processus par lequel un courant électrique peut être induit par une modification du champ magnétique. Cette induction électromagnétique est directement liée à la loi de Faraday.
Dans cet article, nous allons vous parler de toutes les caractéristiques et de l'importance de la loi de Faraday.
Caractéristiques principales
Il existe différents types de forces dont les charges subissent un mouvement dans un champ magnétique. La force ressentie par un fil qui passe un ruisseau est un exemple classique de la loi de Faraday. Dans ce cas, la force subie par le fil à travers lequel passe le courant électrique est due aux électrons en mouvement ou en présence du champ magnétique. Ce processus se produit également dans l'autre sens. Nous pouvons déplacer un fil à travers un champ magnétique ou modifier la magnitude du champ magnétique au fil du temps et cela peut provoquer la circulation d'un courant.
La loi la plus importante pour décrire l'induction électromagnétique est la loi de Faraday. A été découvert par Michael Faraday et quantifie la relation entre un champ magnétique changeant dans le temps et le champ électrique qui est créé par les changements. Si nous allons à la loi de Faraday, nous voyons qu'elle a cette déclaration:
"La tension induite dans un circuit fermé est directement proportionnelle à la vitesse de changement dans le temps du flux magnétique qui traverse n'importe quelle surface avec le circuit lui-même comme bord."
Démonstration de la loi de Faraday
Nous allons montrer ce que dit la loi de Faraday avec un exemple. Passons en revue l'expérience de Faraday. Ici, nous avons une batterie qui est chargée de fournir du courant électrique à une petite bobine. Avec ce passage de courant électrique un champ magnétique est créé par les spires de la bobine. Dans la bobine, il y a des câbles métalliques enroulés sur son propre axe. Lorsque la bobine entre et sort d'une bobine plus grande, elle a un champ magnétique qui génère une tension à l'intérieur de la bobine. Cette tension pourrait être mesurée par un galvanomètre.
De cette expérience, la loi de Faraday a pu être formulée et de nombreuses conclusions peuvent être tirées. Toutes les conclusions de cette expérience concernaient la production d'énergie électrique et étaient essentielles à la loi de Lenz, qui est utilisée pour la gestion la plus moderne de l'électricité que nous ayons aujourd'hui.
Regardons brièvement l'histoire de Michael Faraday par laquelle il a pu établir cette loi. Nous savons que ce scientifique Il a été le créateur d'idées centrales autour de l'électricité et du magnétisme. Il a consacré sa vie à la recherche dans ce domaine scientifique. Il était très excité lorsqu'un physicien danois connu sous le nom d'Oersted a pu démontrer empiriquement la relation entre l'électricité et le magnétisme. Cela a eu lieu en 1820. Dans cette expérience, il a pu vérifier qu'un fil conducteur de courant pouvait déplacer une aiguille qui était complètement magnétisée et qu'elle était à l'intérieur d'une boussole.
Faraday a pu concevoir plusieurs expériences. L'un d'eux consistait à enrouler deux solénoïdes en fil autour d'un anneau de fer. Pour vérifier la relation entre l'électricité et le magnétisme, il a fait passer un courant électrique à travers l'un des solénoïdes via un interrupteur. Le courant était induit dans l'autre. Faraday a attribué l'apparition de courants électriques aux changements de flux magnétique qui se sont produits au fil du temps.
Par conséquent, et grâce à cette expérience, Michael Faraday a pu démontrer la relation entre les champs magnétiques et les champs électriques. Un grand nombre d'informations émergent de tout cela qui est devenu une partie des déclarations ultérieures des lois de Maxwell.
Formule de la loi de Faraday et exemples
Pour établir la relation entre les champs magnétiques et les champs électriques, la formule suivante est suggérée.
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Où EMF ou Ɛ représentent la force électromotrice induite (la tension), et dϕ / dt est le taux de variation temporelle du flux magnétique ϕ.
Les objets du quotidien comme les fours électriques sont rendus possibles par la loi de Faraday. Nous allons voir quelques exemples des applications de la loi de Faraday dans la vie de tous les jours. On sait que pratiquement toute la technologie électrique dont nous disposons aujourd'hui est basée sur la loi de Faraday. Surtout, il est important en ce qui concerne tous les appareils électriques tels que les générateurs, les transformateurs et les moteurs électriques. Donnons un exemple: pour pouvoir générer un moteur à courant continu, les connaissances reposaient principalement sur l'utilisation d'un disque en cuivre qui tournait aux extrémités d'un aimant. Grâce à ce mouvement de rotation, un courant continu a pu être généré.
De ce principe dérive toute l'invention d'objets complexes tels qu'un transformateur, un générateur de courant alternatif, un frein magnétique ou une cuisinière électrique.
Connexion entre l'induction et la force magnétique
Nous savons que le fondement théorique de la loi de Faraday est assez complexe. Être capable de connaître la compréhension conceptuelle de la connexion qu'il y a avec la force magnétique sur une particule chargée est assez simple. Par exemple, la charge d'un fil en mouvement. Nous allons essayer d'expliquer le lien entre l'induction électrique et la force magnétique. Nous considérons un électron libre de se déplacer à l'intérieur d'un fil. Ensuite, nous plaçons le fil dans un champ magnétique vertical et le déplaçons dans la direction perpendiculaire au champ. Il est important que le mouvement de celui-ci se fasse à une vitesse constante.
Les deux extrémités du fil vont être connectées en formant une spirale. Grâce à la connexion et de cette manière, nous garantissons que tout le travail effectué pour générer le courant électrique dans le fil sera dissipé sous forme de chaleur dans la résistance du fil. Supposons maintenant qu'une personne tire le fil à une vitesse constante à travers le champ magnétique. Alors que nous tirons le fil nous devons appliquer une force pour que le champ magnétique constant ne puisse pas fonctionner par lui-même. Cependant, vous pouvez changer la direction de la force. Une partie de la force que nous appliquons est redirigée, provoquant une force électromotrice sur l'électron qui a traversé le fil. C'est cette déviation qui établit un courant électrique.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en savoir plus sur la loi de Faraday et ses caractéristiques.