Michael Faraday var en forsker som hadde store bidrag til vitenskapens verden. Takket være denne forskeren styres mange av elementene vi bruker i vår dag til dag Faradays lov. Elektromagnetisk induksjon er en prosess der en elektrisk strøm kan induseres av en endring i magnetfeltet. Denne elektromagnetiske induksjonen er direkte relatert til Faradays lov.
I denne artikkelen skal vi fortelle deg om alle egenskapene og betydningen av Faradays lov.
Hovedkarakteristikker
Det er forskjellige typer krefter som lades opplever bevegelse innenfor et magnetfelt. Kraften som en ledning opplever en strøm er et klassisk eksempel på Faradays lov. I dette tilfellet skyldes kraften som ledningen den elektriske strømmen går gjennom, elektronene som er i bevegelse eller i nærvær av magnetfeltet. Denne prosessen skjer også omvendt. Vi kan bevege en ledning gjennom et magnetfelt eller endre størrelsen på magnetfeltet over tid, og det kan føre til at en strøm flyter.
Den viktigste loven for å kunne beskrive elektromagnetisk induksjon er Faradays lov. Ble oppdaget av Michael Faraday og kvantifiserer forholdet mellom et magnetisk felt i endring over tid og det elektriske feltet som er skapt av endringene. Hvis vi går til Faradays lov, ser vi at den har denne uttalelsen:
"Den induserte spenningen i en lukket krets er direkte proporsjonal med hastigheten på tidsendring av magnetstrømmen som passerer gjennom en hvilken som helst overflate med selve kretsen som en kant."
Demonstrasjon av Faradays lov
Vi skal vise hva Faradays lov sier med et eksempel. La oss se gjennom Faradays eksperiment. Her har vi et batteri som er ansvarlig for å levere elektrisk strøm til en liten spole. Med denne passasjen av elektrisk strøm et magnetfelt opprettes gjennom svingene på spolen. I spolen er det metallkabler viklet på sin egen akse. Når spolen beveger seg inn og ut av en større, har den et magnetfelt som genererer en spenning i spolen. Denne spenningen kan måles med et galvanometer.
Fra dette eksperimentet kunne Faradays lov formuleres og mange konklusjoner kan trekkes. Alle konklusjonene i dette eksperimentet hadde å gjøre med generering av elektrisk energi og var nøkkelen til Lenzs lov, som brukes til den mest moderne håndteringen av elektrisitet som vi har i dag.
La oss kort se på Michael Faradays historie som han var i stand til å etablere denne loven. Vi vet at denne forskeren Han var skaper av sentrale ideer rundt elektrisitet og magnetisme. Han viet sitt liv til forskning innen dette vitenskapelige feltet. Han var veldig spent da en dansk fysiker kjent som Oersted var i stand til å demonstrere forholdet mellom elektrisitet og magnetisme empirisk. Dette fant sted i år 1820. I dette eksperimentet var han i stand til å verifisere at en strømledende ledning kunne bevege en nål som var helt magnetisert, og at de var inne i et kompass.
Faraday var i stand til å designe flere eksperimenter. En av dem besto av å vikle to ledningssolenoider rundt en jernring. For å kontrollere forholdet mellom elektrisitet og magnetisme, førte han en elektrisk strøm gjennom en av magnetventilene gjennom en bryter. Strømmen ble indusert i den andre. Faraday tilskrev utseendet til elektriske strømmer til endringer i magnetisk strømning som skjedde over tid.
Derfor, og takket være dette eksperimentet, var Michael Faraday i stand til å demonstrere forholdet mellom magnetfelt og elektriske felt. Mye informasjon kommer frem fra alt dette som ble en del av senere uttalelser om Maxwells lover.
Faradays lovformel og eksempler
For å etablere forholdet mellom magnetfelt og elektriske felt, foreslås følgende formel.
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Der EMF eller Ɛ representerer den induserte elektromotoriske kraften (spenningen), og dϕ / dt er den tidsmessige variasjonshastigheten til den magnetiske fluxen ϕ.
Hverdagslige gjenstander som elektriske ovner er muliggjort av Faradays lov. Vi kommer til å se noen av eksemplene på anvendelsene av Faradays lov i hverdagen. Vi vet det praktisk talt all den elektriske teknologien vi har i dag er basert på Faradays lov. Spesielt er det viktig med hensyn til alle elektriske apparater som generatorer, transformatorer og elektriske motorer. La oss gi et eksempel: for å kunne generere en likestrømsmotor, var kunnskapen hovedsakelig basert på bruk av en kobberskive som roterte på endene av en magnet. Takket være denne rotasjonsbevegelsen kan en likestrøm genereres.
Fra dette prinsippet er all oppfinnelsen av komplekse gjenstander som en transformator, en vekselstrømsgenerator, en magnetbrems eller en elektrisk komfyr.
Forbindelse mellom induksjon og magnetisk kraft
Vi vet at det teoretiske grunnlaget for Faradays lov er ganske komplisert. Å være i stand til å kjenne den konseptuelle forståelsen av forbindelsen som er med magnetkraften på en ladet partikkel er ganske enkel. For eksempel ladningen av en ledning i bevegelse. Vi skal prøve å forklare sammenhengen mellom elektrisk induksjon og magnetisk kraft. Vi vurderer et elektron som er fritt til å bevege seg innenfor en ledning. Deretter plasserer vi ledningen i et vertikalt magnetfelt og beveger den i retningen vinkelrett på feltet. Det er viktig at bevegelsen av dette er med konstant hastighet.
Begge ender av ledningen skal kobles sammen og danne en spiral. Takket være tilkobling og på denne måten garanterer vi at alt arbeidet som er gjort for å generere den elektriske strømmen i ledningen vil bli ledet som varme i ledningens motstand. Anta nå at en person trekker ledningen med konstant hastighet gjennom magnetfeltet. Når vi trekker i ledningen vi må bruke kraft så det konstante magnetfeltet ikke vil være i stand til å jobbe av seg selv. Du kan imidlertid endre styrkeretningen. En del av kraften vi påfører blir omdirigert og forårsaker en elektromotorisk kraft på elektronet som beveget seg gjennom ledningen. Det er dette avviket som etablerer en elektrisk strøm.
Jeg håper at du med denne informasjonen kan lære mer om Faradays lov og dens egenskaper.