Michael Faraday was een wetenschapper die grote bijdragen had geleverd aan de wereld van de wetenschap. Dankzij deze wetenschapper worden veel van de elementen die we dagelijks gebruiken beheerst door de De wet van Faraday. Elektromagnetische inductie is een proces waarbij een elektrische stroom kan worden opgewekt door een verandering in het magnetische veld. Deze elektromagnetische inductie houdt rechtstreeks verband met de wet van Faraday.
In dit artikel gaan we u vertellen over alle kenmerken en het belang van de wet van Faraday.
hoofdkenmerken
Er zijn verschillende soorten krachten die ladingen bewegen binnen een magnetisch veld. De kracht die wordt ervaren door een draad die passeert een stroom is een klassiek voorbeeld van de wet van Faraday. In dit geval is de kracht die wordt ervaren door de draad waardoor de elektrische stroom gaat, te wijten aan de elektronen die in beweging zijn of in de aanwezigheid van het magnetische veld. Dit proces gebeurt ook andersom. We kunnen een draad door een magnetisch veld bewegen of de grootte van het magnetische veld in de loop van de tijd veranderen en het kan ervoor zorgen dat er stroom gaat lopen.
De belangrijkste wet om elektromagnetische inductie te kunnen beschrijven, is de wet van Faraday. Werd ontdekt door Michael Faraday en kwantificeert de relatie tussen een veranderend magnetisch veld in de loop van de tijd en het elektrische veld dat wordt gecreëerd door de veranderingen. Als we naar de wet van Faraday gaan, zien we dat deze deze verklaring bevat:
"De geïnduceerde spanning in een gesloten circuit is recht evenredig met de snelheid van verandering in de tijd van de magnetische flux die door elk oppervlak gaat met het circuit zelf als een rand."
Demonstratie van de wet van Faraday
We gaan met een voorbeeld laten zien wat de wet van Faraday zegt. Laten we het experiment van Faraday eens bekijken. Hier hebben we een batterij die verantwoordelijk is voor het leveren van elektrische stroom aan een kleine spoel. Met deze passage van elektrische stroom een magnetisch veld wordt gecreëerd door de windingen van de spoel. In de spoel zijn metalen kabels om zijn eigen as gewikkeld. Wanneer de spoel in en uit een grotere beweegt, heeft deze een magnetisch veld dat een spanning in de spoel genereert. Deze spanning kan worden gemeten met een galvanometer.
Uit dit experiment zou de wet van Faraday kunnen worden geformuleerd en talrijke conclusies kunnen worden getrokken. Alle conclusies van dit experiment hadden te maken met de opwekking van elektrische energie en waren de sleutel tot de wet van Lenz, die wordt gebruikt voor de modernste omgang met elektriciteit die we tegenwoordig hebben.
Laten we kort kijken naar het verhaal van Michael Faraday waarmee hij deze wet heeft kunnen vaststellen. We weten dat deze wetenschapper Hij was de bedenker van centrale ideeën rond elektriciteit en magnetisme. Hij wijdde zijn leven aan onderzoek op dit wetenschappelijke gebied. Hij was grotendeels opgewonden toen een Deense natuurkundige, bekend als Oersted, de relatie tussen elektriciteit en magnetisme empirisch kon aantonen. Dit vond plaats in het jaar 1820. In dit experiment kon hij verifiëren dat een stroomgeleidende draad een naald die volledig gemagnetiseerd was, kon bewegen en dat ze zich in een kompas bevonden.
Faraday was in staat om meerdere experimenten te ontwerpen. Een daarvan bestond uit het wikkelen van twee draadsolenoïden rond een ijzeren ring. Om de relatie tussen elektriciteit en magnetisme te controleren, liet hij een elektrische stroom door een van de solenoïdes lopen via een schakelaar. De stroom werd opgewekt in de andere. Faraday schreef het verschijnen van elektrische stromen toe aan veranderingen in magnetische flux die in de loop van de tijd optraden.
Bijgevolg, en dankzij dit experiment, kon Michael Faraday de relatie tussen magnetische velden en elektrische velden aantonen. Uit dit alles komt veel informatie naar voren die onderdeel is geworden van latere uitspraken over de wetten van Maxwell.
De wetformule en voorbeelden van Faraday
Om de relatie tussen magnetische velden en elektrische velden vast te stellen, wordt de volgende formule voorgesteld.
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Waar EMF of Ɛ de geïnduceerde elektromotorische kracht (de spanning) vertegenwoordigen, en dϕ / dt de temporele variatiesnelheid van de magnetische flux ϕ is.
Alledaagse voorwerpen zoals elektrische ovens worden mogelijk gemaakt door de wet van Faraday. We gaan enkele voorbeelden zien van de toepassingen van de wet van Faraday in het dagelijks leven. We weten dat vrijwel alle elektrische technologie die we vandaag hebben, is gebaseerd op de wet van Faraday. Het is vooral belangrijk met betrekking tot alle elektrische apparaten zoals generatoren, transformatoren en elektromotoren. Laten we een voorbeeld geven: om een gelijkstroommotor te kunnen opwekken, was de kennis voornamelijk gebaseerd op het gebruik van een koperen schijf die rond de uiteinden van een magneet draaide. Dankzij deze rotatiebeweging kon een gelijkstroom worden opgewekt.
Van dit principe is de hele uitvinding van complexe objecten zoals een transformator, een wisselstroomgenerator, een magneetrem of een elektrische kachel afgeleid.
Verbinding tussen inductie en magnetische kracht
We weten dat de theoretische basis van de wet van Faraday behoorlijk complex is. Het conceptuele begrip van het verband dat er is met de magnetische kracht op een geladen deeltje, is vrij eenvoudig. Bijvoorbeeld de lading van een bewegende draad. We gaan proberen het verband tussen elektrische inductie en magnetische kracht uit te leggen. We beschouwen een elektron dat vrij kan bewegen binnen een draad. Vervolgens plaatsen we de draad in een verticaal magnetisch veld en verplaatsen we deze in de richting loodrecht op het veld. Het is belangrijk dat de beweging hiervan met een constante snelheid is.
Beide uiteinden van de draad worden verbonden en vormen een spiraal. Dankzij het feit dat we zijn aangesloten en op deze manier garanderen we dat al het werk dat wordt gedaan om de elektrische stroom in de draad op te wekken, als warmte wordt afgevoerd in de weerstand van de draad. Stel nu dat een persoon de draad met een constante snelheid door het magnetische veld trekt. Terwijl we aan de draad trekken we moeten kracht uitoefenen, zodat het constante magnetische veld het werk niet alleen kan doen. U kunt echter de richting van de kracht veranderen. Een deel van de kracht die we uitoefenen wordt omgeleid, waardoor een elektromotorische kracht op het elektron ontstaat dat door de draad reist. Het is deze afwijking die een elektrische stroom tot stand brengt.
Ik hoop dat u met deze informatie meer te weten kunt komen over de wet van Faraday en zijn kenmerken.