- Mikä on Faradayn laki?
- Faradayn lain historia
- Faradayn lain kaava
- Esimerkkejä Faradayn lain soveltamisesta
- Lenzin laki
Selitämme, mikä Faradayn laki on, sähkömagneettinen induktio, sen historia, kaava ja esimerkit. Myös Lenzin laki.
Faradayn laki tutkii sähkömagneettista voimaa suljetussa piirissä.Mikä on Faradayn laki?
Faradayn sähkömagneettisen induktion lain, joka tunnetaan yksinkertaisesti Faradayn laina, muotoili brittiläinen tiedemies Michael Faraday vuonna 1831. Tämä laki kvantifioi muuttuvan magneettikentän välisen suhteen. sää ja sähkökenttä näiden muutosten aiheuttama.
Mainitun lain lausunnossa sanotaan:
"Indusoitu jännite suljetussa piirissä on suoraan verrannollinen magneettivuon ajan muutosnopeuteen, joka kulkee minkä tahansa pinnan läpi itse piirin reunana."
Tämän täydellisen ymmärtämiseksi on tarpeen tarkastella Faradayn kokeilua: a akku syötti virtaa pieneen kelaan, jolloin syntyy amagneettikenttä kelan kierrosten läpi (omalle akselilleen kierretyt metallikaapelit). Kun tätä kelaa siirrettiin sisään ja ulos suuremmasta, sen magneettikenttä (muuttui ajan myötä liikettä) luotu a Jännite isossa kelassa, joka voidaan mitata galvanometrillä.
Tästä kokeesta ja Faradayn lain muotoilusta lukuisia johtopäätöksiä koskien sukupolven Sähkövoima, jotka olivat avainasemassa Lenzin laissa ja nykyaikaisessa sähkönhallinnassa.
Faradayn lain historia
Michael Faraday (1791-1867) oli keskeisten ideoiden luoja sähköä jamagnetismi.
Faraday oli äärimmäisen innoissaan, kun tanskalainen fyysikko Oersted osoitti empiirisesti sähkön ja magnetismin välisen suhteen vuonna 1820 ja huomautti, että virtaa johtava johto voi liikuttaa magneettista neulaa kompassissa.
Faraday suunnitteli useita kokeiluja. Hän esimerkiksi kietoi kaksi lankasolenoidia rautarenkaan ympärille ja näki, että kun hän kuljetti kytkimen avulla virran toisen solenoidin läpi, toiseen indusoitui virta. Faraday katsoi virran ilmestymisen johtuvan magneettivuon muutoksista ajan myötä.
Näin ollen Faraday oli ensimmäinen, joka osoitti magneettikenttien ja sähkökenttien välisen suhteen, kuten voidaan nähdä kahdesta kuvatusta kokeesta. Itse asiassa Faradayn lain yhtälöstä tuli osa Maxwellin lain lausuntoja.
Faradayn lain kaava
Faradayn laki ilmaistaan yleensä seuraavalla kaavalla:
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Missä FEM tai Ɛ edustavat indusoitunutta sähkömoottorivoimaa (jännite) ja dϕ / dt on magneettivuon ajallinen vaihtelunopeus ϕ.
Esimerkkejä Faradayn lain soveltamisesta
Faradayn lain ansiosta jokapäiväiset esineet, kuten sähköuunit, ovat mahdollisia.
Käytännössä kaikki sähkötekniikka perustuu Faradayn lakiin, erityisesti mitä tulee generaattoreihin, muuntajiin ja sähkömoottoreihin.
Esimerkiksi tasavirtamoottori perustui levyn käyttöön kupari- joka pyöri magneetin päiden välissä ja synnytti a DC.
Tästä näennäisesti yksinkertaisesta periaatteesta seuraa sellaisten monimutkaisten asioiden, kuten muuntajan, generaattorin, keksiminen vaihtovirta, magneettijarru tai sähköliesi.
Lenzin laki
Tämä laki tulee soveltamisestaenergiansäästön periaate sähkömagneettiseen induktioon, joka mahdollistaa sen saamisen johtopäätös että muuttuvan magneettivuon tuottama EMF (Faradayn laki) tuottaa virran, jonka suunta vastustaa sen tuottavan vuon vaihtelua.
Tämä käännetään matemaattisesti Faradayn negatiivisen merkin lain lisäksi, ja se on muotoiltu näin:
EMF (Ɛ) = - (dϕ / dt)
Tämä laki on perustavanlaatuinen määritettäessä ja ohjattaessa suuntaa, johon piirin sähkövirta kulkee. Sen nimi johtuu siitä, että saksalainen tiedemies Heinrich Lenz muotoili sen vuonna 1834.