Wat is Faraday’ s Law
Faraday ’s law of electromagnetic induction (Faraday’ s law) is een basiswet van elektromagnetisme die voorspelt hoe een magnetisch veld zal interageren met een elektrisch circuit om een elektromotorische kracht (EMF) te produceren. Dit fenomeen staat bekend als elektromagnetische inductie.
De Wet van Faraday bepaalt dat een stroom wordt opgewekt in een geleider die wordt blootgesteld aan een veranderend magnetisch veld., Lenz ‘ wet van elektromagnetische inductie stelt dat de richting van deze geïnduceerde stroom zodanig zal zijn dat het magnetische veld gecreëerd door de geïnduceerde stroom tegen het eerste veranderende magnetische veld dat het geproduceerd. De richting van deze stroom kan worden bepaald met behulp van de rechterhand van Fleming.
Faraday ‘ s inductiewet verklaart het werkingsprincipe van transformatoren, motoren, generatoren en smoorspoelen. De wet is vernoemd naar Michael Faraday, die een experiment met een magneet en een spoel uitvoerde., Tijdens Faraday ‘ s experiment ontdekte hij hoe EMF wordt geïnduceerd in een spoel wanneer de flux die door de spoel gaat verandert.
Faraday ‘ s Experiment
in dit experiment neemt Faraday een magneet en een spoel en verbindt een galvanometer over de spoel. Bij het starten is de magneet in rust, dus er is geen doorbuiging in de galvanometer dat wil zeggen dat de naald van de galvanometer in het midden of op nul staat. Wanneer de magneet naar de spoel wordt verplaatst, buigt de naald van de galvanometer in één richting af.,
wanneer de magneet op die positie stil wordt gehouden, keert de naald van de galvanometer terug naar de nulstand. Nu wanneer de magneet van de rol weg beweegt, is er enige afbuiging in de naald maar tegenovergestelde richting, en opnieuw wanneer de magneet stilstaat, op dat punt ten opzichte van de rol, keert de naald van de galvanometer terug naar de nulpositie. Op dezelfde manier toont de galvanometer, als de magneet stil wordt gehouden en de spoel zich naar de magneet verplaatst, op dezelfde manier afbuiging., Men ziet ook dat hoe sneller de verandering in het magnetisch veld, hoe groter de geïnduceerde EMF of spanning in de spoel zal zijn.,galvanometer
conclusie: uit dit experiment concludeerde Faraday dat wanneer er een relatieve beweging is tussen een geleider en een magnetisch veld, de flux linkage met een spoel verandert en deze verandering in Flux induceert een spanning over een spoel.,Michael Faraday formuleerde twee wetten op basis van bovenstaande experimenten. Deze wetten worden Faraday ‘ s wetten van elektromagnetische inductie genoemd.
Faraday ‘ s eerste wet
elke verandering in het magnetisch veld van een draadspoel veroorzaakt een emf in de spoel. Deze geïnduceerde emf wordt geïnduceerde emf genoemd en als de geleidercircuit gesloten is, zal de stroom ook door het circuit circuleren en deze stroom wordt geïnduceerde stroom genoemd.,
methode om het magnetische veld te veranderen:
- door een magneet naar of van de spoel te bewegen
- door de spoel in of uit het magnetische veld te bewegen
- door het oppervlak van een in het magnetische veld geplaatste spoel te veranderen
- door de spoel ten opzichte van de magneet te draaien
Faraday ‘ s tweede wet
stelt dat de grootte van EMF geïnduceerd in de spoel gelijk is aan de snelheid van verandering van flux die verbonden is met de spoel., De fluxverbinding van de spoel is het product van het aantal windingen in de spoel en flux geassocieerd met de spoel.
Faraday Law Formula
overweeg dat een magneet naar een spoel nadert. Hier beschouwen we twee momenten op tijd T1 en tijd T2.,1e”>
Nu is de snelheid van verandering van de flux koppeling
Neem de afgeleide aan de rechterkant we krijgen
het tempo van De verandering van de flux koppeling
Maar volgens de wet van Faraday van elektromagnetische inductie, de snelheid van verandering van de flux koppeling is gelijk aan geïnduceerde emf.,
rekening houdend met de wet van Lenz.
waarbij:
- Flux Φ in Wb = B. A
- B = magnetische veldsterkte
- A = oppervlakte van de spoel
Hoe kan EMF geïnduceerd in een spoel worden verhoogd
- door het aantal windingen in de spoel te verhogen, dat wil zeggen, uit de bovenstaande formules blijkt dat als het aantal windingen in een spoel wordt verhoogd, de geïnduceerde emf ook wordt verhoogd.
- door verhoging van de magnetische veldsterkte i.,e B rondom de spoel-wiskundig gezien, als het magnetisch veld toeneemt, neemt de flux toe en als de flux toeneemt, zal emf ook toenemen. Theoretisch, als de spoel wordt doorgegeven door een sterker magnetisch veld, zullen er meer lijnen van kracht voor de spoel te snijden en dus zal er meer emf geïnduceerd.
- door de snelheid van de relatieve beweging tussen de spoel en de magneet te verhogen – als de relatieve snelheid tussen de spoel en de magneet ten opzichte van de vorige waarde wordt verhoogd, zal de spoel de flux lijnen sneller snijden, zodat meer geïnduceerde emf zou worden geproduceerd.,
toepassingen van de wet van Faraday
De Wet van Faraday is een van de meest fundamentele en belangrijke wetten van elektromagnetisme. Deze wet vindt zijn toepassing in de meeste van de elektrische machines, industrieën, en het medische gebied, enz.
- vermogenstransformatoren functie gebaseerd op Faraday ’s wet
- het basiswerkingsprincipe van de elektrische generator is Faraday’ s wet van wederzijdse inductie.
- de inductiekookplaat is de snelste manier van koken. Het werkt ook op het principe van wederzijdse inductie., Wanneer de stroom door de spoel van koperdraad onder een kookcontainer stroomt, produceert het een veranderend magnetisch veld. Dit wisselende of wisselende magnetische veld induceert een emf en dus de stroom in de geleidende container, en we weten dat de stroomstroom altijd warmte produceert in het.
- elektromagnetische stroommeter wordt gebruikt om de snelheid van bepaalde vloeistoffen te meten. Wanneer een magnetisch veld wordt toegepast op een elektrisch geïsoleerde buis waarin geleidende vloeistoffen stromen, dan volgens Faraday ‘ s wet, een elektromotorische kracht wordt geïnduceerd in het., Deze geïnduceerde emf is evenredig met de snelheid van de vloeistof stromen.Faraday ’s idee van krachtlijnen wordt gebruikt in bekende Maxwell’ s vergelijkingen. Volgens Faraday ’s wet geeft verandering in magnetisch veld aanleiding tot verandering in elektrisch veld en het omgekeerde hiervan wordt gebruikt in Maxwell’ s vergelijkingen.
- Het wordt ook gebruikt in muziekinstrumenten zoals een elektrische gitaar, elektrische viool, enz.
