Co je Faradayův Zákon
Faradayův zákon elektromagnetické indukce (označován jako Faradayův zákon) je základní zákon elektromagnetismu předpovídá, jak magnetické pole bude komunikovat s elektrickým obvodem k výrobě elektromotorická síla (EMF). Tento jev je známý jako elektromagnetická indukce.
Faradayův zákon říká, že proud bude indukované ve vodiči, který je vystaven měnící se magnetické pole., Lenzův zákon elektromagnetické indukce uvádí, že směr tohoto indukovaného proudu je takový, že magnetické pole vytvořené indukovaný proud působí proti původní změně magnetického pole, které produkoval. Směr tohoto proudového toku lze určit pomocí Flemingova pravého pravidla.
Faradayův zákon indukce vysvětluje pracovní princip transformátorů, motorů, generátorů a induktorů. Zákon je pojmenován po Michaelu Faradayovi, který provedl experiment s magnetem a cívkou., Během Faradayova experimentu zjistil, jak je EMF indukován v cívce, když se mění tok procházející cívkou.
Faradayův Experiment
v tomto experimentu Faraday vezme magnet a cívku a spojí galvanometr přes cívku. Při spuštění, magnet je v klidu, takže není deformace v galvanometr jsem.e jehla galvanometr je v centru nebo nulové poloze. Když je magnet posunut směrem k cívce, jehla galvanometru se odchyluje v jednom směru.,
Když je magnet držel stacionární v této poloze, jehlu galvanometr se vrátí do nulové polohy. Teď, když se pohybuje magnet od cívky, je tam trochu vychýlení jehly, ale opačným směrem, a znovu, když magnet stává stacionární, v tu chvíli ohledem na cívky, jehly galvanometr vrátí do nulové polohy. Podobně, pokud je magnet držen v klidu a cívka se pohybuje pryč a směrem k magnetu, galvanometr podobně ukazuje vychýlení., Je také vidět, že čím rychlejší je změna magnetického pole, tím větší bude indukovaný EMF nebo napětí ve cívce.,galvanometr
Závěr: Z tohoto experimentu, Faradaye k závěru, že vždy, když je relativní pohyb mezi vodič a magnetické pole, indukční vazba s cívky se změní a tato změna toku indukuje napětí na cívce.,
Michael Faraday formuloval dva zákony na základě výše uvedených experimentů. Tyto zákony se nazývají Faradayovy zákony elektromagnetické indukce.
Faradayův první zákon
jakákoli změna magnetického pole cívky drátu způsobí, že v cívce bude vyvolán emf. Tento emf indukovaný se nazývá indukovaný emf a pokud je obvod vodiče uzavřen, proud bude také cirkulovat obvodem a tento proud se nazývá indukovaný proud.,
Metoda na změnu magnetického pole:
- pohybem magnetu směrem k nebo pryč od cívky
- pohybem cívky do nebo z magnetického pole
- změnou plochy cívky umístěné v magnetickém poli
- otáčením cívky v poměru k magnetu
Faradayova Druhý Zákon
říká, že velikost indukovaného emf v cívce je rovna rychlosti změny magnetického toku, které propojení s cívkou., Spojení toku cívky je součinem počtu otáček v cívce a toku spojeného s cívkou.
Faradayova Zákona Vzorec
Zvážit, magnet blíží k cívce. Zde uvažujeme o dvou instantech v čase T1 a čase T2.,1e“>
rychlost změny magnetického toku vazba
Vezměte derivace na pravé straně dostaneme
rychlost změny toku vazba
Ale podle Faradayova zákona elektromagnetické indukce, rychlost změny magnetického toku táhel se rovná indukovaného emf.,
s ohledem na Lenzův zákon.
Kde:
- Tok Φ ve Wb = B.
- B = intenzita magnetického pole
- A = plocha cívky
Jak Zvýšit EMF Indukované v Cívce
- zvýšením počtu závitů cívky i.e N ze vzorce odvozeného výše, je snadno vidět, že pokud je počet závitů cívky je zvýšená, indukovaného emf také dostane zvýšil.
- zvýšením síly magnetického pole i.,E B obklopující cívku-matematicky, pokud se zvýší magnetické pole, tok se zvýší a pokud se zvýší tok vyvolaný emf, také se zvýší. Teoreticky, pokud je cívka prochází silnějším magnetickým polem, bude více silových linií pro cívku snížit, a proto tam bude více emf indukované.
- zvýšení rychlosti relativního pohybu mezi cívkou a magnetem – Li relativní rychlost mezi cívku a magnet se zvýšil z její předchozí hodnota, cívky, bude řez, linie toku rychleji, takže více indukovaného emf by být produkován.,
aplikace Faradayova zákona
Faradayův zákon je jedním z nejzákladnějších a nejdůležitějších zákonů elektromagnetismu. Tento zákon najde uplatnění ve většině elektrických strojů,průmyslových odvětví a lékařské oblasti atd.
- výkonové transformátory funkce na základě Faradayova zákona
- základní pracovní princip elektrického generátoru je Faradayův zákon vzájemné indukce.
- indukční vařič je nejrychlejší způsob vaření. Funguje také na principu vzájemné indukce., Když proud protéká cívkou měděného drátu umístěného pod nádobou na vaření, vytváří měnící se magnetické pole. Toto střídavé nebo měnící se magnetické pole indukuje emf a tím i proud ve vodivé nádobě a víme, že proud proudu v něm vždy produkuje teplo.
- Elektromagnetický průtokoměr se používá k měření rychlosti určitých tekutin. Když je magnetické pole aplikováno na elektricky izolovanou trubku, ve které proudí vodivé kapaliny, pak podle Faradayova zákona je v ní indukována elektromotorická síla., Tato indukovaná emf je úměrná rychlosti proudění tekutiny.
- tvoří základy elektromagnetické teorie, Faradayova myšlenka silových linií se používá ve známých Maxwellových rovnicích. Podle Faradayova zákona vede změna magnetického pole ke změně elektrického pole a konverzi tohoto se používá v Maxwellových rovnicích.
- používá se také v hudebních nástrojích, jako je elektrická kytara, elektrické housle atd.
