- Čo je Faradayov zákon?
- História Faradayovho práva
- Vzorec Faradayovho zákona
- Príklady aplikácie Faradayovho zákona
- Lenzov zákon
Vysvetlíme, čo je Faradayov zákon, elektromagnetická indukcia, jej história, vzorec a príklady. Aj Lenzov zákon.
Faradayov zákon študuje elektromagnetickú silu v uzavretom okruhu.Čo je Faradayov zákon?
Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie, známy jednoducho ako Faradayov zákon, sformuloval britský vedec Michael Faraday v roku 1831. Tento zákon kvantifikuje vzťah medzi meniacim sa magnetickým poľom v počasie a elektrické pole vytvorené týmito zmenami.
V stanovisku uvedeného zákona sa uvádza:
"Indukované napätie v uzavretom obvode je priamo úmerné rýchlosti zmeny magnetického toku v čase, ktorý prechádza cez akýkoľvek povrch so samotným obvodom ako okrajom."
Aby sme tomu plne porozumeli, bude potrebné preskúmať Faradayov experiment: a batérie dodávaný prúd do malej cievky, čím vzniká amagnetické pole cez závity cievky (kovové káble navinuté na vlastnej osi). Keď bola táto cievka presunutá dovnútra a von z väčšej, jej magnetické pole (časom sa meniace podľa pohyb) vygeneroval a Napätie na veľkej cievke, ktorá sa dala merať galvanometrom.
Z tohto experimentu a formulácie Faradayovho zákona vyplynuli početné závery týkajúce sa generovania elektrická energia, ktoré boli kľúčové pre Lenzov zákon a pre moderný manažment elektriny.
História Faradayovho práva
Michael Faraday (1791-1867) bol tvorcom ústredných myšlienok okolo elektriny amagnetizmus.
Faraday bol mimoriadne nadšený, keď dánsky fyzik Oersted v roku 1820 empiricky demonštroval vzťah medzi elektrinou a magnetizmom, pričom poznamenal, že drôt, ktorý vedie prúd, môže pohybovať magnetickou strelkou na kompase.
Faraday navrhol viacero experimenty. Napríklad omotal dva drôtové solenoidy okolo železného prstenca a videl, že keď pomocou spínača prešiel prúd cez jeden zo solenoidov, v druhom sa indukoval prúd. Faraday pripisoval výskyt prúdu zmenám magnetického toku v priebehu času.
V dôsledku toho Faraday ako prvý demonštroval vzťah medzi magnetickými poľami a elektrickými poľami, ako je možné vidieť z dvoch opísaných experimentov. V skutočnosti sa rovnica Faradayovho zákona stala súčasťou Maxwellových zákonov.
Vzorec Faradayovho zákona
Faradayov zákon sa zvyčajne vyjadruje nasledujúcim vzorcom:
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Kde FEM alebo Ɛ predstavujú indukovanú elektromotorickú silu (napätie) a dϕ / dt je rýchlosť časovej zmeny magnetického toku ϕ.
Príklady aplikácie Faradayovho zákona
Každodenné predmety, ako sú elektrické rúry, sú možné vďaka Faradayovmu zákonu.
Prakticky všetky elektrické technológie sú založené na Faradayovom zákone, najmä pokiaľ ide o generátory, transformátory a elektromotory.
Napríklad jednosmerný motor bol založený na použití disku z meď ktorý sa otáčal medzi koncami magnetu a generoval a DC.
Z tohto zdanlivo jednoduchého princípu vyplýva vynález tak zložitých vecí, ako je transformátor, generátor striedavý prúd, magnetická brzda alebo elektrický sporák.
Lenzov zákon
Tento zákon vychádza z uplatňovaniaprincíp zachovania energie na elektromagnetickú indukciu, ktorá umožňuje získanie záver že EMF produkovaný meniacim sa magnetickým tokom (Faradayov zákon) generuje prúd so smerom, ktorý je proti zmene toku, ktorý ho vytvára.
To sa matematicky prekladá popri Faradayovom zákone záporného znamienka, ktorý je formulovaný takto:
EMF (Ɛ) = - (dϕ / dt)
Tento zákon je základom pre určenie a riadenie smeru, ktorým sa pohybuje elektrický tok obvodu. Jeho názov je spôsobený tým, že ho v roku 1834 sformuloval nemecký vedec Heinrich Lenz.