Майкл Фарадей был ученым, внесшим большой вклад в мир науки. Благодаря этому ученому многие элементы, которые мы используем в повседневной жизни, регулируются Закон Фарадея. Электромагнитная индукция - это процесс, при котором электрический ток может быть вызван изменением магнитного поля. Эта электромагнитная индукция напрямую связана с законом Фарадея.
В этой статье мы расскажем вам обо всех характеристиках и важности закона Фарадея.
Características principales
Есть разные типы сил, которые заставляют заряды двигаться в магнитном поле. Сила, испытываемая проводом, который проходит ручей - классический пример закона Фарадея. В этом случае сила, испытываемая проводом, по которому проходит электрический ток, возникает из-за электронов, которые находятся в движении или в присутствии магнитного поля. Этот процесс происходит и наоборот. Мы можем перемещать провод через магнитное поле или изменять величину магнитного поля с течением времени, и это может вызвать протекание тока.
Самый важный закон для описания электромагнитной индукции - это закон Фарадея. Был обнаружен Майкл Фарадей и количественно определяет взаимосвязь между изменяющимся магнитным полем с течением времени и электрическим полем, создаваемым изменениями. Если мы обратимся к закону Фарадея, мы увидим, что он имеет следующее утверждение:
«Индуцированное напряжение в замкнутой цепи прямо пропорционально скорости изменения во времени магнитного потока, который проходит через любую поверхность с самой цепью в качестве края».
Демонстрация закона Фарадея
Мы собираемся показать, что говорит закон Фарадея, на примере. Рассмотрим эксперимент Фарадея. Здесь у нас есть батарея, которая отвечает за подачу электрического тока на небольшую катушку. С этим прохождением электрического тока магнитное поле создается через витки катушки. В катушке намотаны металлические кабели, намотанные на ее собственную ось. Когда катушка входит и выходит из более крупной катушки, в ней возникает магнитное поле, которое генерирует напряжение внутри катушки. Это напряжение можно было измерить гальванометром.
Из этого эксперимента можно сформулировать закон Фарадея и сделать многочисленные выводы. Все выводы этого эксперимента были связаны с производством электроэнергии и были ключевыми для закона Ленца, который используется для самого современного обращения с электричеством, которое мы имеем сегодня.
Давайте кратко рассмотрим историю Майкла Фарадея, благодаря которому он смог установить этот закон. Мы знаем, что этот ученый Он был создателем центральных идей, касающихся электричества и магнетизма. Он посвятил свою жизнь исследованиям в этой области науки. Он был очень взволнован, когда датский физик, известный как Эрстед, смог эмпирически продемонстрировать взаимосвязь между электричеством и магнетизмом. Это произошло в 1820 году. В этом эксперименте он смог проверить, что токопроводящий провод может двигать полностью намагниченную стрелку и что они находятся внутри компаса.
Фарадей смог провести несколько экспериментов. Один из них состоял из намотки двух проволочных соленоидов на железное кольцо. Чтобы проверить взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, он пропустил электрический ток через один из соленоидов через переключатель. В другом наведен ток. Фарадей объяснил появление электрических токов изменениями магнитного потока, происходящими с течением времени.
Следовательно, благодаря этому эксперименту Майкл Фарадей смог продемонстрировать взаимосвязь между магнитными полями и электрическими полями. Из всего этого вытекает большой объем информации, которая стала частью более поздних формулировок законов Максвелла.
Формула закона Фарадея и примеры
Чтобы установить связь между магнитными полями и электрическими полями, предлагается следующая формула.
ЭДС (Ɛ) = dϕ / dt
Где ЭДС или Ɛ представляют наведенную электродвижущую силу (напряжение), а dϕ / dt - скорость изменения магнитного потока ϕ во времени.
Такие повседневные предметы, как электрические духовки, стали возможны благодаря закону Фарадея. Мы собираемся увидеть некоторые примеры применения закона Фарадея в повседневной жизни. Мы знаем это практически вся электрическая технология, которая у нас есть сегодня, основана на законе Фарадея.. Особенно это важно в отношении всех электроприборов, таких как генераторы, трансформаторы и электродвигатели. Приведем пример: чтобы создать двигатель постоянного тока, знания основывались в основном на использовании медного диска, который вращался на концах магнита. Благодаря этому вращательному движению мог генерироваться постоянный ток.
Из этого принципа проистекают все изобретения сложных объектов, таких как трансформатор, генератор переменного тока, магнитный тормоз или электрическая плита.
Связь между индукцией и магнитной силой
Мы знаем, что теоретические основы закона Фарадея довольно сложны. Знать концептуальное понимание связи, которая существует с магнитной силой, действующей на заряженную частицу, довольно просто. Например, заряд движущегося провода. Мы попытаемся объяснить связь между электрической индукцией и магнитной силой. Мы рассматриваем электрон, который может свободно перемещаться внутри проволоки. Затем помещаем провод в вертикальное магнитное поле и перемещаем его в направлении, перпендикулярном полю. Важно, чтобы он двигался с постоянной скоростью.
Оба конца проволоки соединим по спирали. Благодаря такому подключению мы гарантируем, что вся работа, проделанная для генерации электрического тока в проводе, будет рассеиваться в виде тепла в сопротивлении провода. Теперь предположим, что человек протягивает провод с постоянной скоростью через магнитное поле. Когда мы тянем за провод мы должны приложить силу, чтобы постоянное магнитное поле не могло выполнять работу само по себе. Однако вы можете изменить направление силы. Часть силы, которую мы прилагаем, перенаправляется, вызывая электродвижущую силу на электрон, который проходит через провод. Именно это отклонение устанавливает электрический ток.
Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о законе Фарадея и его характеристиках.