- Što je Faradayev zakon?
- Faradayeva pravna povijest
- Formula Faradayeva zakona
- Primjeri primjene Faradayeva zakona
- Lenzov zakon
Objašnjavamo što je Faradayev zakon, elektromagnetsku indukciju, njegovu povijest, formulu i primjere. Također, Lenzov zakon.
Faradayev zakon proučava elektromagnetsku silu u zatvorenom krugu.Što je Faradayev zakon?
Faradayev zakon elektromagnetske indukcije, poznat jednostavno kao Faradayev zakon, formulirao je britanski znanstvenik Michael Faraday 1831. Ovaj zakon kvantificira odnos između promjenjivog magnetskog polja u vrijeme i električno polje nastala ovim promjenama.
U izjavi navedenog zakona stoji:
"Inducirani napon u zatvorenom krugu izravno je proporcionalan brzini promjene u vremenu magnetskog toka koji prolazi kroz bilo koju površinu sa samim krugom kao rubom."
Da bismo to u potpunosti razumjeli, bit će potrebno pregledati Faradayev eksperiment: a baterija dovodi struju u malu zavojnicu, stvarajući amagnetsko polje kroz zavoje zavojnice (metalni kabeli namotani na vlastitu os). Kada je ova zavojnica pomaknuta i izvučena iz veće, njeno magnetsko polje (koje se mijenja tijekom vremena pokret) generira a napon na velikom svitku koji se mogao mjeriti galvanometrom.
Iz ovog eksperimenta i formulacije Faradayeva zakona proizlaze brojni zaključci u vezi s generiranjem električna energija, koji su bili ključni za Lenzov zakon i za moderno upravljanje električnom energijom.
Faradayeva pravna povijest
Michael Faraday (1791-1867) bio je tvorac središnjih ideja oko struja imagnetizam.
Faraday je bio izuzetno uzbuđen kada je danski fizičar Oersted 1820. godine empirijski pokazao odnos između elektriciteta i magnetizma, primjećujući da strujna žica može pomicati magnetsku iglu na kompasu.
Faraday je dizajnirao višestruke eksperimente. Na primjer, omotao je dva žičana solenoida oko željeznog prstena i vidio da kada, pomoću prekidača, propušta struju kroz jedan od solenoida, u drugom se inducira struja. Faraday je pojavu struje pripisao promjenama magnetskog toka tijekom vremena.
Posljedično, Faraday je prvi pokazao odnos između magnetskih i električnih polja, kao što se može vidjeti iz dva opisana eksperimenta. Zapravo, jednadžba Faradayeva zakona postala je dio izjava Maxwellovog zakona.
Formula Faradayeva zakona
Faradayev zakon obično se izražava sljedećom formulom:
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Gdje FEM ili Ɛ predstavljaju induciranu elektromotornu silu (napon), i dϕ / dt je brzina temporalne varijacije magnetskog toka ϕ.
Primjeri primjene Faradayeva zakona
Svakodnevni predmeti poput električnih pećnica omogućeni su Faradayevim zakonom.
Gotovo sva električna tehnologija temelji se na Faradayevom zakonu, posebno u pogledu generatora, transformatora i elektromotora.
Na primjer, istosmjerni motor se temeljio na korištenju diska od bakar koji se rotirao između krajeva magneta, stvarajući a DC.
Iz ovog naizgled jednostavnog principa slijedi izum tako složenih stvari kao što su transformator, generator naizmjenična struja, magnetnu kočnicu ili električni štednjak.
Lenzov zakon
Ovaj zakon proizlazi iz primjeneprincip očuvanja energije na elektromagnetsku indukciju, što omogućuje dobivanje zaključak da EMF proizveden promjenjivim magnetskim fluksom (Faradayev zakon), generira struju sa smjerom koji se suprotstavlja varijaciji toka koji je proizvodi.
To je prevedeno, u matematičkim terminima, kao dodatak Faradayjevu zakonu negativnog predznaka, koji je formuliran na sljedeći način:
EMF (Ɛ) = - (dϕ / dt)
Ovaj zakon je temeljan za određivanje i kontrolu smjera u kojem se kreće električni tok strujnog kruga. Njegovo ime je zbog činjenice da ga je njemački znanstvenik Heinrich Lenz formulirao 1834. godine.