Si Michael Faraday ay isang siyentista na may malaking ambag sa mundo ng agham. Salamat sa siyentipikong ito, marami sa mga elemento na ginagamit namin sa araw-araw na ito ay pinamamahalaan ng Batas ni Faraday. Ang electromagnetic induction ay isang proseso kung saan ang isang kasalukuyang kuryente ay maaaring sapilitan ng isang pagbabago sa magnetic field. Ang electromagnetic induction na ito ay direktang nauugnay sa batas ni Faraday.
Sa artikulong ito sasabihin namin sa iyo ang tungkol sa lahat ng mga katangian at kahalagahan ng batas ni Faraday.
pangunahing katangian
Mayroong iba't ibang mga uri ng mga puwersa na naniningil ng karanasan sa paggalaw sa loob ng isang magnetic field. Ang puwersang naranasan ng isang wire na dumadaan ang isang stream ay isang klasikong halimbawa ng batas ni Faraday. Sa kasong ito, ang puwersang naranasan ng kawad na kung saan dumadaan ang kasalukuyang kuryente ay sanhi ng mga electron na gumalaw o sa pagkakaroon ng magnetic field. Ang prosesong ito ay nangyayari rin sa ibang paraan. Maaari naming ilipat ang isang wire sa pamamagitan ng isang magnetic field o baguhin ang magnitude ng magnetic field sa paglipas ng panahon at maaari itong maging sanhi ng daloy ng isang kasalukuyang.
Ang pinakamahalagang batas upang mailarawan ang electromagnetic induction ay ang batas ni Faraday. Natuklasan ni Michael Faraday at binibilang ang ugnayan sa pagitan ng isang pagbabago ng magnetic field sa paglipas ng panahon at ng electric field na nilikha ng mga pagbabago. Kung pupunta tayo sa batas ni Faraday makikita natin na mayroon ito ng pahayag na ito:
"Ang sapilitan boltahe sa isang closed circuit ay direktang proporsyonal sa rate ng pagbabago sa oras ng magnetic flux na dumadaan sa anumang ibabaw na may circuit mismo bilang isang gilid."
Pagpapakita ng batas ni Faraday
Ipapakita namin kung ano ang sinasabi ng batas ng Faraday na may isang halimbawa. Suriin natin ang eksperimento ni Faraday. Narito mayroon kaming isang baterya na responsable para sa pagbibigay ng kasalukuyang kuryente sa isang maliit na likid. Sa daanan na ito ng kasalukuyang kuryente ang isang magnetic field ay nilikha sa pamamagitan ng mga pagliko ng coil. Sa coil mayroong mga metal na cable na sugat sa sarili nitong axis. Kapag ang coil ay gumagalaw sa at labas ng isang mas malaking isa, mayroon itong isang magnetic field na bumubuo ng isang boltahe sa loob ng coil. Ang boltahe na ito ay maaaring masukat ng isang galvanometer.
Mula sa eksperimentong ito, maaaring mabuo ang batas ni Faraday at maraming mga konklusyon ang maaaring makuha. Ang lahat ng mga konklusyon ng eksperimentong ito ay may kinalaman sa pagbuo ng enerhiya na elektrikal at susi sa batas ni Lenz, na ginagamit para sa pinaka-modernong paghawak ng kuryente na mayroon tayo ngayon.
Sandali nating tingnan ang kwento ni Michael Faraday na kung saan nagawa niyang maitaguyod ang batas na ito. Alam natin na ang siyentipikong ito Siya ang lumikha ng mga sentral na ideya sa paligid ng elektrisidad at magnetismo. Inialay niya ang kanyang buhay sa pagsasaliksik sa larangang pang-agham na ito. Higit na nasasabik siya nang ang isang pisiko sa Denmark na kilala bilang Oersted ay nagawang ipakita ang ugnayan sa pagitan ng kuryente at magnetismo. Nangyari ito sa taong 1820. Sa eksperimentong ito ay napatunayan niya na ang isang kasalukuyang nagsasagawa ng wire ay maaaring ilipat ang isang karayom na ganap na na-magnetize at nasa loob sila ng isang compass.
Nagawang disenyo ni Faraday ng maraming eksperimento. Ang isa sa mga ito ay binubuo ng paikot-ikot na dalawang wire solenoids sa paligid ng isang singsing na bakal. Upang suriin ang ugnayan sa pagitan ng kuryente at magnetismo, ipinasa niya ang isang kasalukuyang kuryente sa pamamagitan ng isa sa mga solenoids sa pamamagitan ng isang switch. Ang kasalukuyang ay sapilitan sa iba pang. Inugnay ng Faraday ang hitsura ng mga alon ng kuryente sa mga pagbabago sa magnetic flux na naganap sa paglipas ng panahon.
Dahil dito, at salamat sa eksperimentong ito, naipakita ni Michael Faraday ang ugnayan sa pagitan ng mga magnetic field at electric field. Ang isang napakaraming impormasyon ay lilitaw mula sa lahat ng ito na naging bahagi ng mga susunod na pahayag ng mga batas ni Maxwell.
Ang formula at halimbawa ng batas ni Faraday
Upang maitaguyod ang ugnayan sa pagitan ng mga magnetic field at electric field, iminungkahi ang sumusunod na formula.
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Kung saan ang EMF o Ɛ ay kumakatawan sa sapilitan na Electromotive Force (ang boltahe), at ang dϕ / dt ay ang pansamantalang rate ng pagkakaiba-iba ng magnetic flux ϕ.
Ang mga pang-araw-araw na bagay tulad ng mga electric oven ay ginawang posible ng batas ni Faraday. Makikita natin ang ilan sa mga halimbawa ng mga aplikasyon ng batas ng Faraday sa pang-araw-araw na buhay. Alam natin yan halos lahat ng teknolohiyang elektrikal na mayroon tayo ngayon ay batay sa batas ni Faraday. Lalo na, ito ay mahalaga na patungkol sa lahat ng mga de-koryenteng kasangkapan tulad ng mga generator, transformer at electric motor. Magbigay tayo ng isang halimbawa: upang makabuo ng isang direktang kasalukuyang motor, ang kaalaman ay pangunahing batay sa paggamit ng isang tansong disk na pinaikot sa mga dulo ng isang pang-akit. Salamat sa pag-ikot na kilusang ito, maaaring mabuo ang isang direktang kasalukuyang.
Mula sa prinsipyong ito ang lahat ng pag-imbento ng mga kumplikadong bagay tulad ng isang transpormer, isang alternating kasalukuyang generator, isang magnetikong preno o isang kalan ng kuryente ay nakuha.
Koneksyon sa pagitan ng induction at magnetic force
Alam namin na ang teoretikal na pundasyon ng batas ni Faraday ay medyo kumplikado. Ang pagiging malaman ang haka-haka na pag-unawa sa koneksyon na mayroong magnetikong puwersa sa isang sisingilin na maliit na butil ay medyo simple. Halimbawa, ang singil ng isang gumagalaw na kawad. Susubukan naming ipaliwanag ang koneksyon sa pagitan ng electrical induction at magnetic force. Isinasaalang-alang namin ang isang elektron na malayang ilipat sa loob ng isang kawad. Susunod, inilalagay namin ang kawad sa isang patayong magnetic field at ilipat ito sa direksyon na patayo sa patlang. Ito ay mahalaga na ang paggalaw ng ito ay may isang pare-pareho ang bilis.
Ang magkabilang dulo ng kawad ay konektado sa pagbubuo ng isang spiral. Salamat sa pagiging konektado at sa ganitong paraan ginagarantiyahan namin na ang lahat ng gawaing ginawa upang makabuo ng kasalukuyang elektrikal sa kawad ay mawawala bilang init sa paglaban ng kawad. Ngayon ipagpalagay na ang isang tao ay kumukuha ng kawad na may isang pare-pareho ang bilis sa pamamagitan ng magnetic field. Habang hinihila namin ang kawad kailangan nating maglapat ng puwersa upang ang pare-pareho na magnetic field ay hindi magagawang magtrabaho nang mag-isa. Gayunpaman, maaari mong baguhin ang direksyon ng puwersa. Ang bahagi ng puwersang inilalapat namin ay nai-redirect, na nagdudulot ng isang electromotive force sa elektron na naglakbay sa pamamagitan ng kawad. Ang paglihis na ito ang nagtataguyod ng isang kasalukuyang kuryente.
Inaasahan ko na sa impormasyong ito maaari mong malaman ang higit pa tungkol sa batas ni Faraday at mga katangian nito.