Εξήγησε ο νόμος του Faraday

Νόμος του Faraday

Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, ένα επαγόμενο EMF δημιουργείται σε έναν αγωγό όταν αυτός τοποθετείται σε ένα μεταβλητό μαγνητικό πεδίο. Σε μαθηματική μορφή, μπορεί να δοθεί ως 

E =-t

Ακολουθεί η αλλαγή είναι η μαγνητική ροή σε μικρή χρονική περίοδο t.

Πείραμα 1

Το πρώτο πείραμα του Faraday μας βοηθά να κατανοήσουμε την τρέχουσα επαγωγή από τον μαγνήτη. Για αυτό το πείραμα, ο Faraday πήρε ένα πηνίο. Το πηνίο συνδέθηκε με ένα γαλβανόμετρο. Το γαλβανόμετρο που πήρε ήταν ευαίσθητο. Το κύμα περιλαμβάνει μερικές στροφές κατευθυντικού υλικού που προστατεύονται το ένα από το άλλο.

Τη στιγμή της κίνησης του βόρειου πόλου ενός μαγνήτη ράβδου προς την μπούκλα ή τον κύκλο, το γαλβανόμετρο που σχετίζεται με τον βρόχο έδειξε μια ματιά εκτροπής. Ο Faraday παρατήρησε την εξέλιξη της ηλεκτρικής ροής στον βρόχο. Επίσης, παρατήρησε ότι το ρεύμα συνέχιζε να τρέχει όσο ο μαγνήτης της ράβδου κινούνταν. Δεν έδειξε εκτροπή από το γαλβανόμετρο όταν ο μαγνήτης της ράβδου δεν κινήθηκε. Είναι σημαντικό όσον αφορά το πείραμα Faraday.

Επιπλέον, όταν ο νότιος πόλος του μαγνήτη της ράβδου μετακινείται προς ή μακριά από την καμπύλη, οι ανακατευθύνσεις στο γαλβανόμετρο αντιστρέφονται από αυτές που παρατηρούνται με τον βόρειο πόλο για συγκριτικές εξελίξεις.

Ο Faraday παρατήρησε επίσης ότι η εκτροπή ή η εκτροπή του δείκτη είναι πιο σημαντική ή πιο μέτρια, εξαρτώμενη από την ταχύτητα με την οποία έλκεται προς ή μακριά από την μπούκλα. Μια παρόμοια πρόσκρουση παρατηρείται όταν ο βρόχος μετακινείται και ο μαγνήτης διατηρείται σταθερός. Αυτό δείχνει ότι κυρίως η συνολική κίνηση μεταξύ του μαγνήτη και του βρόχου είναι ο λόγος για τη ροή του ρεύματος στον βρόχο.

Επομένως, ο Faraday κατέληξε στο συμπέρασμα ότι σε οποιοδήποτε σημείο υπάρχει μια γενική κίνηση μεταξύ ενός βρόχου και ενός μαγνήτη, ένα emf δημιουργείται κατά μήκος του βρόχου ή ένα ρεύμα ρέει μέσω του βρόχου. Κατάλαβε επίσης ότι η γενική κίνηση μεταξύ του μαγνήτη και του βρόχου είναι τεράστια, και ένας επαγόμενος ηλεκτρομαγνήτης λόγω του ρεύματος δημιουργείται στον βρόχο. Ένα άλλο συμπέρασμα που έβγαλε ήταν ότι το ρεύμα συνεχίζει να πηγαίνει στον βρόχο όσο προχωρά η κίνηση του μαγνήτη σχετικά με τον βρόχο.

Πείραμα 2

Στο δεύτερο πείραμά του Faraday, πήρε 2 πηνία και δεν συνέδεσε τα πηνία. Το πηνίο που συσχετίστηκε με την μπαταρία ονομαζόταν πρωτεύον πηνίο. Ένα άλλο πηνίο που τοποθετήθηκε κοντά στο πρωτεύον που σχετίζεται με ένα ευαίσθητο γαλβανόμετρο ονομαζόταν δευτερεύον πηνίο.

Το ρεύμα στο πηνίο δημιούργησε ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο. Αυτό συνέβη λόγω της συνδεδεμένης μπαταρίας. Ο Faraday παρατήρησε ότι το σύστημα έγινε παράλληλο με το προηγούμενο για να δημιουργήσει το μαγνητικό πεδίο. Στη συνέχεια, μετακίνησε το δευτερεύον πηνίο προς το κύριο πηνίο. Παρατήρησε μια απόκλιση στον δείκτη του γαλβανόμετρου. Η εκτροπή ήταν η απόδειξη του ηλεκτρικού πεδίου στο πρωτεύον πηνίο.

Επίσης, ο Faraday έκανε το αντίστροφο της διαδικασίας. απομάκρυνε το δευτερεύον πηνίο από το πρωτεύον πηνίο. Σε αυτή την περίπτωση, παρατήρησε ότι το γαλβανόμετρο εκτρέπεται προς την αντίθετη κατεύθυνση σε σχέση με το προηγούμενο. Η εκτροπή διήρκεσε για το ίδιο χρονικό διάστημα με την κίνηση του δευτερεύοντος πηνίου. Όταν ο Faraday δεν κινούσε το δευτερεύον πηνίο, δεν παρατήρησε καμία απόκλιση στο γαλβανόμετρο.

Πείραμα 3

Ο Faraday έκανε το τρίτο πείραμα για να ανακαλύψει εάν η σχετική κίνηση είναι απαραίτητη ή όχι μεταξύ δύο πηνίων ή ενός πηνίου και ενός μαγνήτη για την πρόκληση ρεύματος.

Εδώ, ο Faraday τοποθέτησε δύο πηνία. Συνέδεσε το ένα στο γαλβανόμετρο και το άλλο σε μπαταρία. Στη συνέχεια, εγκατέστησε ένα κουμπί. Όταν πάτησε το κουμπί, παρατήρησε παραμόρφωση στο γαλβανόμετρο στο πρωτεύον πηνίο. Πράγματι απέδειξε ότι υπήρχε ρεύμα στο πηνίο.

Επίσης, παρατήρησε μια προσωρινή εκτροπή όταν δεν πατήθηκε το κουμπί. Επομένως, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η αλλαγή της μαγνητικής ροής λόγω της διαφοράς στο πρωτεύον πηνίο είναι ο κύριος λόγος για την επαγωγή ρεύματος στο δεύτερο πηνίο και την εκτροπή στο γαλβανόμετρο.

Έτσι, για να το συνοψίσουμε στο πείραμα επαγωγής του μαγνητικού πεδίου του Faraday, δεν βρήκε καμία απόκλιση στο γαλβανόμετρο και δεν παρήχθη επαγόμενο ρεύμα στο πηνίο όταν το πηνίο μετακινήθηκε σε ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο. Αντίθετα, το αμπερόμετρο εκτρέπεται προς την αντίθετη κατεύθυνση όταν ο μαγνήτης απομακρύνθηκε από τον βρόχο.

Συμπέρασμα 

Από και τα 3 πειράματα, συνήχθη το συμπέρασμα ότι υπήρχε σχετική κίνηση μεταξύ του πηνίου και του μαγνήτη, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ρεύματος στο πηνίο. Ο επαγωγικός νόμος του Faraday είναι η βασική αρχή λειτουργίας των επαγωγών, των ηλεκτρικών γεννητριών, των ηλεκτροκινητήρων, των μετασχηματιστών ισχύος, των μουσικών οργάνων όπως ηλεκτρική κιθάρα, ηλεκτρικά βιολιά κ.λπ. Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι ο νόμος της επαγωγής που δόθηκε από τον Faraday είναι πολύ χρήσιμος σε Η καθημερινή μας ζωή καθώς ασχολούμαστε με τόσες ηλεκτρονικές συσκευές στην καθημερινή μας χρήση που λειτουργούν σύμφωνα με τους νόμους του Faraday για την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.

Ο Faraday πραγματοποίησε κυρίως τρία πειράματα για την εξαγωγή του νόμου. Στο πρώτο του πείραμα, εξήγησε πότε η ισχύς ενός μαγνητικού πεδίου μεταβάλλεται μόνο σε αυτό το χρονικό σημείο. προκαλείται ένα ρεύμα. Στο δεύτερο πείραμά του, εξήγησε ότι η ηλεκτροκινητική δύναμη προκαλείται όταν υπάρχει σχετική κίνηση μεταξύ του μαγνήτη και του πηνίου.