Майкл Фарадей був ученим, який мав великий внесок у світ науки. Завдяки цьому вченому багато елементів, якими ми користуємося в наші дні, регулюються Закон Фарадея. Електромагнітна індукція - це процес, за допомогою якого електричний струм може індукуватися зміною магнітного поля. Ця електромагнітна індукція безпосередньо пов’язана із законом Фарадея.
У цій статті ми розповімо вам про всі характеристики та значення закону Фарадея.
ключові особливості
Існують різні типи сил, які заряди відчувають рух усередині магнітного поля. Сила, яку відчуває провід, що проходить потік є класичним прикладом закону Фарадея. У цьому випадку сила, яку відчуває дріт, через яку проходить електричний струм, зумовлена електронами, які перебувають у русі або в присутності магнітного поля. Цей процес також відбувається навпаки. Ми можемо рухати дріт через магнітне поле або змінювати величину магнітного поля з часом, і це може спричинити течію струму.
Найважливішим законом, який дозволяє описати електромагнітну індукцію, є закон Фарадея. Був виявлений Майкл Фарадей і визначає кількісний зв’язок між мінливим магнітним полем з часом та електричним полем, яке створюється внаслідок змін. Якщо ми перейдемо до закону Фарадея, ми побачимо, що він має таке твердження:
"Індукована напруга в замкнутому контурі прямо пропорційна швидкості зміни в часі магнітного потоку, який проходить через будь-яку поверхню, а сама ланцюг є ребром".
Демонстрація закону Фарадея
Ми на прикладі покажемо, що говорить закон Фарадея. Давайте розглянемо експеримент Фарадея. Тут ми маємо акумулятор, який відповідає за подачу електричного струму на невелику котушку. При такому проходженні електричного струму через витки котушки створюється магнітне поле. У котушці є металеві кабелі, намотані на власній осі. Коли котушка рухається і виходить із більшої, вона має магнітне поле, яке генерує напругу всередині котушки. Цю напругу можна було виміряти гальванометром.
З цього експерименту можна сформулювати закон Фарадея та зробити численні висновки. Всі висновки цього експерименту були пов'язані з виробництвом електричної енергії і були ключовими для закону Ленца, який використовується для найсучаснішої роботи з електроенергією, яка існує на сьогодні.
Давайте коротко розглянемо історію Майкла Фарадея, завдяки якій він зміг встановити цей закон. Ми знаємо, що це вчений Він був творцем центральних ідей щодо електрики та магнетизму. Він присвятив своє життя дослідженням у цій науковій галузі. Він був дуже схвильований, коли датський фізик, відомий як Ерстед, зміг емпірично продемонструвати зв'язок між електрикою та магнетизмом. Це відбулося в 1820 році. У цьому експерименті він зміг перевірити, що струмопровідний дріт може рухати голку, яка була повністю намагнічена, і що вони знаходяться всередині компаса.
Фарадей зумів розробити кілька експериментів. Один із них складався з намотування двох дротяних соленоїдів навколо залізного кільця. Щоб перевірити взаємозв'язок між електрикою та магнетизмом, він пропустив електричний струм через один із соленоїдів через перемикач. Струм індукувався в іншому. Фарадей пояснював появу електричних струмів змінами магнітного потоку, що відбувалися з часом.
Отже, і завдяки цьому експерименту Майклу Фарадею вдалося продемонструвати взаємозв'язок між магнітними полями та електричними полями. З усього цього випливає багато інформації, яка стала частиною пізніших тверджень законів Максвелла.
Формула закону Фарадея та приклади
Для встановлення зв'язку між магнітними полями та електричними полями пропонується наступна формула.
ЕРС (Ɛ) = dϕ / dt
Де ЕРС або Ɛ представляють індуковану Електродвижучу Силу (напругу), а dϕ / dt - тимчасова швидкість зміни магнітного потоку ϕ.
Повсякденні предмети, такі як електричні печі, стали можливими завдяки закону Фарадея. Ми побачимо деякі приклади застосування закону Фарадея у повсякденному житті. Ми це знаємо практично всі електричні технології, які ми маємо сьогодні, базуються на законі Фарадея. Особливо це важливо щодо всіх електричних приладів, таких як генератори, трансформатори та електродвигуни. Наведемо приклад: щоб мати можливість генерувати двигун постійного струму, знання базувались головним чином на використанні мідного диска, який обертався на кінцях магніту. Завдяки цьому обертальному руху може генеруватися постійний струм.
З цього принципу походить цілий винахід складних об'єктів, таких як трансформатор, генератор змінного струму, магнітне гальмо або електрична плита.
Зв'язок між індукцією та магнітною силою
Ми знаємо, що теоретична основа закону Фарадея досить складна. Вміти знати концептуальне розуміння зв'язку між собою і магнітною силою на зарядженій частині досить просто. Наприклад, заряд рухомого дроту. Ми спробуємо пояснити зв’язок між електричною індукцією та магнітною силою. Ми розглядаємо електрон, який вільно рухається всередині дроту. Далі ми поміщаємо дріт у вертикальне магнітне поле і рухаємо його у напрямку, перпендикулярному до поля. Важливо, щоб рух цього здійснювався з постійною швидкістю.
Обидва кінці дроту будуть з'єднані, утворюючи спіраль. Завдяки підключенню і таким чином ми гарантуємо, що вся робота, що виконується для генерації електричного струму в дроті, буде розсіюватися як тепло в опорі дроту. Припустимо тепер, що людина тягне дріт з постійною швидкістю через магнітне поле. Як ми тягнемо дріт ми повинні застосовувати силу, щоб постійне магнітне поле не могло самостійно виконувати роботу. Однак ви можете змінити напрямок сили. Частина сили, яку ми застосовуємо, перенаправляється, викликаючи електрорушійну силу на електрон, який пройшов через дріт. Саме це відхилення встановлює електричний струм.
Я сподіваюся, що завдяки цій інформації ви зможете дізнатись більше про закон Фарадея та його характеристики.