Was ist Faradays Gesetz
Faradays Gesetz der elektromagnetischen Induktion (als Faradays Gesetz bezeichnet) ist ein Grundgesetz des Elektromagnetismus, das vorhersagt, wie ein Magnetfeld mit einem elektrischen Stromkreis interagiert, um eine elektromotorische Kraft (EMF) zu erzeugen. Dieses Phänomen wird als elektromagnetische Induktion bezeichnet.
Faradays Gesetz besagt, dass ein Strom in einem Leiter induziert wird, der einem sich ändernden Magnetfeld ausgesetzt ist., Lenz ‚ Gesetz der elektromagnetischen Induktion besagt, dass die Richtung dieses induzierten Stroms so sein wird, dass das durch den induzierten Strom erzeugte Magnetfeld dem anfänglich sich ändernden Magnetfeld, das es erzeugt, entgegengesetzt ist. Die Richtung dieses Stromflusses kann mit Flemings rechter Regel bestimmt werden.
Faradays Induktionsgesetz erklärt das Funktionsprinzip von Transformatoren, Motoren, Generatoren und Induktivitäten. Das Gesetz ist nach Michael Faraday benannt, der ein Experiment mit einem Magneten und einer Spule durchführte., Während Faradays Experiment entdeckte er, wie EMF in einer Spule induziert wird, wenn sich der durch die Spule fließende Fluss ändert.
Faradays Experiment
In diesem Experiment nimmt Faraday einen Magneten und eine Spule und verbindet ein Galvanometer über die Spule. Beim Start befindet sich der Magnet in Ruhe, so dass es keine Durchbiegung im Galvanometer gibt, dh die Nadel des Galvanometers befindet sich in der Mitte oder Nullposition. Wenn der Magnet in Richtung der Spule bewegt wird, lenkt die Nadel des Galvanometers in eine Richtung ab.,
Wenn der Magnet an dieser Position stationär gehalten wird, kehrt die Nadel des Galvanometers in die Nullposition zurück. Nun, wenn sich der Magnet von der Spule wegbewegt, gibt es eine gewisse Durchbiegung in der Nadel, aber entgegengesetzte Richtung, und wieder, wenn der Magnet stationär wird, kehrt an diesem Punkt in Bezug auf die Spule die Nadel des Galvanometers in die Nullposition zurück. In ähnlicher Weise zeigt das Galvanometer eine Durchbiegung, wenn der Magnet stationär gehalten wird und sich die Spule weg und in Richtung des Magneten bewegt., Es ist auch zu sehen, dass je schneller die Änderung des Magnetfeldes ist, desto größer ist die induzierte EMF oder Spannung in der Spule.,galvanometer
Schlussfolgerung: Aus diesem Experiment kam Faraday zu dem Schluss, dass sich bei relativer Bewegung zwischen einem Leiter und einem Magnetfeld die Flussverbindung mit einer Spule ändert und diese Flussänderung eine Spannung über eine Spule induziert.,
Michael Faraday formulierte zwei Gesetze auf der Grundlage der obigen Experimente. Diese Gesetze werden Faradays Gesetze der elektromagnetischen Induktion genannt.
Faradays Erstes Gesetz
Jede Änderung des Magnetfeldes einer Drahtspule führt dazu, dass eine EMF in der Spule induziert wird. Diese induzierte emf wird induzierte emf genannt und wenn die Leiterschaltung geschlossen ist, zirkuliert der Strom auch durch die Schaltung und dieser Strom wird induzierter Strom genannt.,
Verfahren zum Ändern des Magnetfeldes:
- Durch Bewegen eines Magneten in Richtung oder weg von der Spule
- Durch Bewegen der Spule in oder aus dem Magnetfeld
- Durch Ändern des Bereichs einer Spule im Magnetfeld platziert
- Durch Drehen der Spule relativ zum Magneten
Faradays zweites Gesetz
Es besagt, dass die Größe der in der Spule induzierten emf gleich der Änderungsrate des Flusses ist, der sich mit der Spule verbindet., Die Flussverbindung der Spule ist das Produkt aus der Anzahl der Windungen in der Spule und dem Fluss, der der Spule zugeordnet ist.
Faraday-Gesetz-Formel
Überlegen Sie, sich ein magnet nähert sich hin zu einer Spule. Hier betrachten wir zwei Instanzen zur Zeit T1 und Zeit T2.,1e“>
Jetzt die Änderungsrate der Flussverknüpfung
Nehmen Sie Ableitung auf der rechten Seite erhalten wir
Die Änderungsrate der Flussverknüpfung
Aber nach Faradays Gesetz der elektromagnetischen Induktion ist die Änderungsrate der Flussverbindung gleich induzierter emf.,
Unter Berücksichtigung von Lenz ‚ Gesetz.
Wobei:
- Fluss Φ in Wb = B. A
- B = Magnetfeldstärke
- A = Bereich der Spule
So erhöhen Sie die in einer Spule induzierte EMF
- Durch Erhöhen der Anzahl von Windungen in der Spule ie N, aus den oben abgeleiteten Formeln ist leicht ersichtlich, dass bei einer Erhöhung der Anzahl von Windungen in einer Spule auch die induzierte emf erhöht wird.
- Durch Erhöhung der Magnetfeldstärke i.,e B umgibt die Spule-Mathematisch wird, wenn das Magnetfeld zunimmt, der Fluss zunimmt und wenn der Fluss zunimmt, auch der emf-induzierte Fluss erhöht. Theoretisch, wenn die Spule durch ein stärkeres Magnetfeld geleitet wird, wird es mehr Kraftlinien für die Spule geben, um zu schneiden und daher wird es mehr emf induziert.
- Durch Erhöhen der Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Spule und Magnet – Wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen Spule und Magnet von ihrem vorherigen Wert erhöht wird, schneidet die Spule die Flusslinien schneller ab, so dass mehr induzierte emf erzeugt würde.,
Anwendungen des Faradayschen Gesetzes
Das Faraday-Gesetz ist eines der grundlegendsten und wichtigsten Gesetze des Elektromagnetismus. Dieses Gesetz findet seine Anwendung in den meisten elektrischen Maschinen, Industrien und im medizinischen Bereich usw.
- Leistungstransformatoren funktionieren nach Faradays Gesetz
- Das grundlegende Arbeitsprinzip des elektrischen Generators ist Faradays Gesetz der gegenseitigen Induktion.
- Der Induktionsherd ist die schnellste Art zu kochen. Es funktioniert auch nach dem Prinzip der gegenseitigen Induktion., Wenn Strom durch die Kupferdrahtspule fließt, die sich unter einem Kochbehälter befindet, erzeugt er ein sich änderndes Magnetfeld. Dieses wechselnde oder sich ändernde Magnetfeld induziert eine Emk und damit den Strom im leitfähigen Behälter, und wir wissen, dass der Stromfluss immer Wärme in ihm erzeugt.
- Elektromagnetischer Durchflussmesser wird verwendet, um die Geschwindigkeit bestimmter Flüssigkeiten zu messen. Wenn ein Magnetfeld auf ein elektrisch isoliertes Rohr aufgebracht wird, in dem leitende Flüssigkeiten fließen, wird gemäß Faradays Gesetz eine elektromotorische Kraft darin induziert., Diese induzierte emf ist proportional zur Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit.
- Form Grundlagen der elektromagnetischen Theorie, Faradays Idee von Kraftlinien wird in bekannten Maxwells Gleichungen verwendet. Nach Faradays Gesetz führt eine Änderung des Magnetfeldes zu einer Änderung des elektrischen Feldes, und das Gegenteil davon wird in Maxwells Gleichungen verwendet.
- Es wird auch in Musikinstrumenten wie E-Gitarre, E-Violine usw. verwendet.
