- Що таке закон Фарадея?
- Історія права Фарадея
- Формула закону Фарадея
- Приклади застосування закону Фарадея
- Закон Ленца
Ми пояснюємо, що таке закон Фарадея, електромагнітна індукція, його історія, формула та приклади. Також закон Ленца.
Закон Фарадея вивчає електромагнітну силу в замкнутому колі.Що таке закон Фарадея?
Закон електромагнітної індукції Фарадея, відомий просто як закон Фарадея, був сформульований британським ученим Майклом Фарадеєм у 1831 році. Цей закон кількісно визначає співвідношення між змінним магнітним полем у погода і електричне поле створені цими змінами.
У заяві зазначеного закону йдеться:
«Індукована напруга в замкнутому колі прямо пропорційна швидкості зміни в часі магнітного потоку, який проходить через будь-яку поверхню з самим ланцюгом як ребром».
Щоб повністю зрозуміти це, необхідно буде переглянути експеримент Фарадея: а акумулятор подав струм на невелику котушку, створюючи амагнітне поле через витки котушки (металеві кабелі, намотані на власну вісь). Коли цю котушку переміщали всередину та виймали з більшої, її магнітне поле (з часом змінюється на рух) створено a Напруга на великій котушці, яку можна було виміряти гальванометром.
З цього експерименту і формулювання закону Фарадея зроблено численні висновки щодо генерації електрична енергія, які були ключовими для закону Ленца та для сучасного управління електроенергією.
Історія права Фарадея
Майкл Фарадей (1791-1867) був творцем центральних ідей навколо електрика імагнетизм.
Фарадей був надзвичайно схвильований, коли данський фізик Ерстед емпірично продемонстрував зв’язок між електрикою та магнетизмом у 1820 році, зазначивши, що струмопровідний дріт може рухати магнітну стрілку на компасі.
Фарадей розробив кілька експерименти. Наприклад, він обмотав два дротяні соленоїди навколо залізного кільця і побачив, що коли за допомогою перемикача він пропускає струм через один із соленоїдів, то в другому індукується струм. Фарадей пов’язував появу струму зі змінами магнітного потоку в часі.
Отже, Фарадей був першим, хто продемонстрував зв’язок між магнітними та електричними полями, як видно з двох описаних експериментів. Фактично рівняння Закону Фарадея стало частиною законів Максвелла.
Формула закону Фарадея
Закон Фарадея зазвичай виражається такою формулою:
ЕРС (Ɛ) = dϕ / dt
Де FEM або Ɛ являють собою індуковану електрорушійну силу (напругу), і dϕ / dt – тимчасова швидкість зміни магнітного потоку ϕ.
Приклади застосування закону Фарадея
Повсякденні предмети, такі як електричні духовки, стали можливими завдяки закону Фарадея.
Практично всі електричні технології засновані на законі Фарадея, особливо це стосується генераторів, трансформаторів та електродвигунів.
Наприклад, двигун постійного струму був заснований на використанні диска з мідь який обертається між кінцями магніту, утворюючи a DC.
З цього, здавалося б, простого принципу випливає винахід таких складних речей, як трансформатор, генератор змінний струм, магнітне гальмо або електроплита.
Закон Ленца
Цей закон походить від застосуванняпринцип збереження енергії до електромагнітної індукції, що дозволяє отримати висновок що ЕРС, створена змінним магнітним потоком (закон Фарадея), генерує струм з напрямком, який протистоїть зміні потоку, який його створює.
Математичними термінами це перекладається як доповнення до закону Фарадея з від’ємним знаком, формулюючи його таким чином:
ЕРС (Ɛ) = - (dϕ / dt)
Цей закон є основоположним для визначення та контролю напрямку, в якому рухається електричний потік кола. Його назва пов'язана з тим, що німецький учений Генріх Ленц сформулював його в 1834 році.