Мицхаел Фарадаи је био научник који је дао велики допринос свету науке. Захваљујући овом научнику, многим елементима које свакодневно користимо управља Фарадејев закон. Електромагнетна индукција је процес којим се промена електричне енергије може индуковати електричном струјом. Ова електромагнетна индукција је директно повезана са Фарадејевим законом.
У овом чланку ћемо вам рећи о свим карактеристикама и важности Фарадаиевог закона.
Главне карактеристике
Постоје различите врсте сила које наелектрисања доживљавају кретање унутар магнетног поља. Сила коју искуси жица која пролази поток је класичан пример Фарадејевог закона. У овом случају, сила коју искуси жица кроз коју пролази електрична струја настаје због електрона који су у покрету или у присуству магнетног поља. Овај процес се дешава и обрнуто. Можемо да померамо жицу кроз магнетно поље или да променимо величину магнетног поља током времена и то може проузроковати проток струје.
Најважнији закон који може описати електромагнетну индукцију је Фарадаиев закон. Открио га је Мицхаел Фарадаи и квантификује однос између променљивог магнетног поља током времена и електричног поља које настаје променама. Ако пређемо на Фарадаиев закон, видимо да он има следећу изјаву:
„Индуковани напон у затвореном колу је директно пропорционалан брзини промене времена магнетног флукса који пролази кроз било коју површину са самим кругом као ивицом.
Демонстрација Фарадејевог закона
На примеру ћемо показати шта каже Фарадаиев закон. Размотримо Фарадејев експеримент. Овде имамо батерију која је одговорна за напајање мале завојнице електричном струјом. Овим проласком електричне струје кроз завојнице завојнице ствара се магнетно поље. У завојници су метални каблови намотани на сопствену осу. Када се калем помера и излази из већег, он има магнетно поље које генерише напон унутар калема. Овај напон се могао мерити галванометром.
Из овог експеримента могао би се формулисати Фарадејев закон и извући бројни закључци. Сви закључци овог експеримента имали су везе са производњом електричне енергије и били су кључни за Ленцов закон који се користи за најсавременије руковање електричном енергијом коју имамо данас.
Погледајмо укратко причу Мајкла Фарадеја помоћу које је успео да успостави овај закон. Знамо да је овај научник Био је творац централних идеја о електрицитету и магнетизму. Живот је посветио истраживањима у овој научној области. Био је углавном узбуђен када је дански физичар познат као Оерстед могао емпиријски да демонстрира везу између електричне енергије и магнетизма. То се догодило 1820. године. У овом експерименту он је успео да верификује да ли струјна проводна жица може да покреће иглу која је потпуно магнетизована и да се налазе у компасу.
Фарадаи је успео да осмисли више експеримената. Један од њих састојао се од навијања два жичана соленоида око гвозденог прстена. Да би проверио везу између електрицитета и магнетизма, кроз један прекидач пропустио је електричну струју кроз један од соленоида. Струја је индукована у другом. Фарадаи је појаву електричних струја приписао променама магнетног флукса које су се десиле током времена.
Сходно томе, и захваљујући овом експерименту, Мицхаел Фарадаи је успео да демонстрира везу између магнетних поља и електричних поља. Из свега овога произлази мноштво информација које су постале део каснијих изјава Максвелових закона.
Формула Фарадаиевог закона и примери
Да би се утврдио однос између магнетних поља и електричних поља, предлаже се следећа формула.
ЕМФ (Ɛ) = дϕ / дт
Где ЕМФ или Ɛ представљају индуковану електромоторну силу (напон), а дϕ / дт је временска брзина промене магнетног флукса ϕ.
Свакодневни предмети попут електричних пећи омогућени су Фарадејевим законом. Видећемо неке примере примене Фарадаиевог закона у свакодневном животу. Знамо да је практично сва електрична технологија коју данас имамо заснована је на Фарадејевом закону. Посебно је важно код свих електричних уређаја као што су генератори, трансформатори и електромотори. Дајмо пример: да би се могло генерисати мотор једносмерне струје, знање се заснивало углавном на употреби бакарног диска који се ротирао на крајевима магнета. Захваљујући овом ротационом кретању могла би се створити једносмерна струја.
Из овог принципа произилази читав проналазак сложених предмета као што су трансформатор, генератор наизменичне струје, магнетна кочница или електрични шпорет.
Веза између индукције и магнетне силе
Знамо да је теоријска основа Фарадаиевог закона прилично сложена. Знати концептуално разумевање везе магнетне силе на наелектрисане честице је прилично једноставно. На пример, наелектрисање жице у покрету. Покушаћемо да објаснимо везу између електричне индукције и магнетне силе. Сматрамо електрон који се слободно креће унутар жице. Даље, постављамо жицу у вертикално магнетно поље и померамо је у правцу окомитом на поље. Важно је да се ово кретање одвија константном брзином.
Оба краја жице ће бити повезана формирајући спиралу. Захваљујући повезивању и на овај начин гарантујемо да ће се сав рад на генерирању електричне струје у жици расипати као топлота у отпору жице. Сада претпоставимо да особа вуче жицу константном брзином кроз магнетно поље. Док вучемо жицу морамо применити силу тако да константно магнетно поље неће моћи само од себе да ради. Међутим, можете променити смер силе. Део силе коју примењујемо је преусмерен, узрокујући електромоторну силу на електрон који је путовао кроз жицу. То је одступање које успоставља електричну струју.
Надам се да ћете са овим информацијама сазнати више о Фарадејевом закону и његовим карактеристикама.