Faraday se wet van induksie: 5 belangrike feite

Michel Faraday het uitgebrei

Hoe 'n veranderende magnetiese veld 'n elektriese stroom in 'n geleier opwek?

Faraday se wet van induksie

Hy het gesê dat die geïnduseerde spanning in 'n stroombaan eweredig is aan die tempo van verandering die magnetiese vloed per keer of as die magnetiese veld verander, sal geïnduseerde emk of spanning meer wees en die rigting van die verandering in die magnetiese veld reguleer stroom se rigting. Dit staan ​​bekend as Faraday se wet.

Magnetiese vloed

Magnetiese vloed kan wiskundig as Φ gestel wordB = BA cos

A is die oppervlak waarop B eenvormige magnetiese veld inwerk.
ΦB is die magnetiese vloed. is die hoek tussen en B en A.

Maniere om die magnetiese vloed te verander: -

  • Uit die bogenoemde vergelyking is dit verstaanbaar dat die vloed verander kan word as ons die magnitude magneetveld verander.
  • Die hoek tussen magnetiese veld B en die vlak van spoel kan ook verander word, oppervlak A is ook 'n veranderlike parameter.

Enkele belangrike feite oor magnetiese vloed:

  • Magnetiese vloed is 'n skalêre hoeveelheid.
  • SI-eenheid van magnetiese vloed word aangedui as weber (Wb)
  • 1 Wb = 1 Tesla.
  • CGS-eenheid van magnetiese vloed is Maxwell.
  • 1Wb = Maxwell.

Nou, volgens Faraday se induksiewet, e(T)= ΦB.

In die geval van 'n spoel van N-draaie, is die verandering van vloed by elke draai dieselfde en word die totale geïnduseerde emk, e(T)= ΦB.

Die negatiewe teken spesifiseer die rigting van geïnduseerde emk, wat ooreenstem met die wet van Lenz wat soos volg staan:

Die rigting van die emk wat geïnduseer word en dus die rigting van die geïnduseerde stroom in 'n stroombaan is om die oorsaak te weerstaan ​​waarvoor hulle geproduseer is, dws as die vloed toeneem, dan sal die geïnduseerde emk in so 'n rigting geproduseer word dat dit probeer om die vloed te verminder en omgekeerd.

In werklikheid is die wet van Lenz 'n toeval van die behoud van energie. Aangesien die emk so geïnduseer word dat dit die verandering in vloed teenstaan, moet daar dus gewerk word teen hierdie teenstand wat deur die geïnduseerde emk gegee word om te verseker dat die vloedverandering op dieselfde manier voortduur. Hierdie werk is 'n elektriese energie in die stroombaan.

Uit die vergelykings hierbo kan ons noem dat die geïnduseerde emk of die elektriese stroom in die stroombaan op die volgende maniere verhoog kan word:

  • As u die vloed vinnig verander, kan die geïnduseerde emk verhoog.
  • Gebruik 'n staaf sagte ysterkern in die spoel.
  • Toenemende N, dws die vermeerdering van die aantal draaie van die spoel.

Soos gesien in die figuur, kan ons 'n emk genereer wanneer die magneet naby 'n stroombaan plaas of wanneer 'n stroombaan nader aan 'n magneet geplaas word. In hierdie gevalle word die rigting van die geïnduseerde stroom getoon.

rigting van geïnduseerde elektriese veld volgens Lenz se wet
Rigting van geïnduseerde elektriese veld volgens Lenz se wet

Nog 'n manier waarop emk geïnduseer kan word, is die werkbeginsel van AC, waar die stroombaan 'n spoel van geleidende draad is wat in 'n magnetiese veld sirkuleer en dus vloed ΦB verander op 'n sinusvormige wyse in tyd.

Motionele elektromotoriese krag ('n implikasie van Faraday se induksiewet)

Faraday se wet
Elektromotoriese krag geïnduseer as gevolg van verandering in area van magnetiese vloed as gevolg van relatiewe beweging

Die bostaande figuur toon 'n reghoekige geleier ABCD waarop 'n geleidingsstaaf EF met konstante snelheid beweeg. Die magneetveld is loodreg, dit wil sê na binne in die vlak van die geslote geleidingslus ABFE. 

Die magnetiese vloed wat deur die lus omsluit word op tyd t = ts is,

ΦB (t)= = BA=Blx(t),

Die tydtempo van verandering van hierdie vloed, induseer 'n emk gegee deur e= ΦB = (-Blx(t))= Bl.x(t) = Blv.                                                                                                                          

Hierdie elektromotoriese krag wat verkry word as gevolg van die beweging van die geleier EF in plaas van die magnetiese veld te verander, staan ​​bekend as 'n bewegende elektromotoriese krag.

Elektromagnetiese induksie verduidelik die induksie van strome en spannings as 'n toeval van veranderende magnetiese velde. Maar die meer moderne siening sê dat die induksie plaasvind selfs in die afwesigheid van 'n geleidende draad of enige materiaal medium.

Scroll na bo