Ποιος είναι ο νόμος Feraday της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής;
Ο νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday
Ο νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday είναι ένας θεμελιώδης νόμος στη φυσική που περιγράφει τη σχέση μεταξύ των μεταβαλλόμενων μαγνητικών πεδίων και της επαγόμενης ηλεκτρομαγνητικής δύναμης (EMF) . Αυτός ο νόμος αποτελεί το θεμέλιο του τρόπου με τον οποίο λειτουργούν οι γεννήτριες, οι μετασχηματιστές και πολλές άλλες ηλεκτρικές συσκευές.
Εδώ είναι η ουσία του νόμου του Faraday:
"Το μέγεθος της επαγόμενης ηλεκτρομαγνητικής δύναμης (EMF) σε έναν κλειστό βρόχο είναι άμεσα ανάλογη προς τον ρυθμό μεταβολής της μαγνητικής ροής μέσω του βρόχου."
Ας σπάσουμε τα βασικά στοιχεία:
1. Μαγνητική ροή (φ):
- Αυτό αντιπροσωπεύει την ποσότητα των γραμμών μαγνητικού πεδίου που διέρχονται από μια δεδομένη περιοχή.
- Υπολογίζεται από: φ =b .A , όπου Β είναι η αντοχή του μαγνητικού πεδίου και το Α είναι η περιοχή.
2. Ρυθμός μεταβολής της μαγνητικής ροής (dφ/dt):
- Αυτό μετράει πόσο γρήγορα η μαγνητική ροή αλλάζει με την πάροδο του χρόνου.
- Είναι το παράγωγο της μαγνητικής ροής σε σχέση με το χρόνο.
3. Επαγόμενη δύναμη ηλεκτρομαγνητικής (EMF):
- Αυτή είναι η τάση που προκαλείται σε κλειστό βρόχο λόγω της μεταβαλλόμενης μαγνητικής ροής.
- Μετρείται σε βολτ (V).
Ο νόμος του Faraday μαθηματικά:
ε =- dφ/dt
Οπου:
- ε είναι η επαγόμενη ηλεκτρομαγνητική δύναμη (EMF)
- Το Dφ/DT είναι ο ρυθμός μεταβολής της μαγνητικής ροής
Το αρνητικό σύμβολο υποδεικνύει την κατεύθυνση του επαγόμενου EMF, η οποία καθορίζεται από το νόμο του Lenz.
Νόμος του Lenz:
- Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι η κατεύθυνση του επαγόμενου EMF είναι τέτοια που αντιτίθεται στην αλλαγή στη μαγνητική ροή που την παρήγαγε.
Εφαρμογές του νόμου του Faraday:
* γεννήτριες: Τα περιστρεφόμενα πηνία μέσα σε μια εμπειρία μαγνητικού πεδίου αλλάζουν τη μαγνητική ροή, προκαλώντας ένα EMF που μπορεί να τροφοδοτήσει ένα κύκλωμα.
* Μετασχηματιστές: Η μεταβαλλόμενη μαγνητική ροή στο πρωτεύον πηνίο προκαλεί ένα EMF στο δευτερεύον πηνίο, επιτρέποντας τον μετασχηματισμό τάσης.
* Επαγωγικά κουζίνα: Ένα κυμαινόμενο μαγνητικό πεδίο επάγει ρεύματα enddy στα μαγειρικά σκεύη, δημιουργώντας θερμότητα.
* Μαγνητικοί αισθητήρες: Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν το νόμο του Faraday για την ανίχνευση αλλαγών στα μαγνητικά πεδία.
Ο νόμος του Faraday είναι μια κρίσιμη έννοια στον ηλεκτρομαγνητισμό, εξηγώντας πώς μπορεί να δημιουργηθεί και να μετατραπεί η ηλεκτρική ενέργεια. Έχει βαθιές επιπτώσεις στον τεχνολογικό μας κόσμο, επιτρέποντας την ανάπτυξη αμέτρητων βασικών συσκευών και τεχνολογιών.
