Faradays lov om induktion

Michel Faraday har uddybet

Hvordan et magnetfelt i skift genererer en elektrisk strøm i en leder?

Faradays lov om induktion

Han har udtalt, at den inducerede spænding i et kredsløb er proportional med ændringshastigheden den magnetiske flux pr. Gang, eller hvis magnetfeltet ændres, vil induceret emf eller spænding være mere, og retningen af ​​ændringen i magnetfeltet regulerer strømens retning. Dette er kendt som Faradays lov.

Michael Faraday
Michael Faraday, billede af - Thomas PhillipsM Faraday Th Phillips olie 1842, markeret som offentligt domæne, flere detaljer om Wikimedia Commons

Magnetisk flux

Magnetic Flux kan matematisk angives som ΦB = BA cosFaradays induktionslovFaradays induktionslov

A er den overflade, hvor B ensartet magnetfelt virker på.
ΦB er den magnetiske flux. er vinklen mellem og B og A.

Måder at ændre den magnetiske flux på: -

  • Fra ovenstående ligning er det forståeligt, at strømmen kan varieres, hvis vi ændrer magnetfeltets størrelse.
  • Vinklen imellem magnetfeltet B og spiralplanet kunne også ændres, overfladeareal A er også en parameter, der kan ændres.

Nogle vigtige fakta om magnetisk flux:

  • Magnetisk flux er en skalar mængde.
  • SI-enhed med magnetisk flux betegnes som weber (Wb)
  • 1 Wb = 1 Tesla.
  • CGS-enhed med magnetisk flux er Maxwell.
  • 1Wb = Maxwell.

Nu ifølge Faradays lov om induktion, f.eks(T)= Faradays induktionslovΦB.

I tilfælde af en spole med N-drejninger er ændring af flux med hver omdrejning den samme, og derfor bliver den totale inducerede emf, e(T)= Faradays induktionslovΦB.

Det negative tegn angiver retningen af ​​induceret emf, hvilket er i overensstemmelse med Lenz's lov, som er angivet som følger:

Retningen af ​​den inducerede emf og dermed retningen af ​​den inducerede strøm i et kredsløb er at modsætte sig årsagen, som de blev produceret til, dvs. hvis fluxen stiger, vil den inducerede emf blive produceret i en sådan retning, der vil prøve for at mindske strømmen og omvendt.

I virkeligheden er Lenzs lov et tilfælde af bevarelse af energi. Da emf er induceret på en sådan måde, at den modsætter sig ændringen i flux, skal der derfor arbejdes mod denne opposition fra den inducerede emf for at sikre, at fluxændringen fortsætter på samme måde. Dette udførte arbejde vises som elektrisk energi i kredsløbet.

Fra ligningerne ovenfor kan vi fastslå, at den inducerede emf eller den elektriske strøm i kredsløbet kan øges på følgende måder: -

  • Ændring af fluxen meget hurtigt kan øge den inducerede emf.
  • Brug en stang af blød jernkerne inde i spolen.
  • Forøgelse af N, dvs. forøgelse af antallet af spoler.

Som det ses i figuren, kan vi generere en emf, når magneten placeres tæt på et kredsløb, eller når et kredsløb er placeret tættere på en magnet. I disse tilfælde vises retningen af ​​den inducerede strøm.

retning af induceret elektrisk felt i henhold til Lenzs lov
Retning af induceret elektrisk felt i henhold til Lenzs lov

En anden måde, hvorpå emf kan induceres, er arbejdsprincippet for AC, hvor kredsløbet er en spole af ledende ledning, der cirkulerer i et magnetfelt og dermed flux ΦB ændringer på en sinusformet måde i tiden.

Motional Electromotive Force (en implikation af Faradays lov om induktion)

Faradays lov
Elektromotorisk kraft induceret på grund af ændring i området med magnetisk flux på grund af relativ bevægelse

Ovenstående figur viser en rektangulær leder ABCD, hvorpå en ledende stang EF bevæger sig med konstant hastighed. Magnetfeltet er vinkelret, dvs. indad til planet for den lukkede ledende sløjfe ABFE. 

Den magnetiske flux, der er omsluttet af sløjfen på tidspunktet t = ts, er,

ΦB (t)= = BA = Blx (t),

Tidshastigheden for ændring af denne flux inducerer en emf givet ved e = ΦB = (-Blx (t)) = Bl.x (t) = Blv.                                                                                                                          

Denne elektromotoriske kraft opnået på grund af bevægelsen af ​​lederen EF i stedet for at ændre magnetfeltet er kendt som en bevægelig elektromotorisk kraft.

Elektromagnetisk induktion forklarer induktion af strømme og spændinger som en sammenfald af skiftende magnetfelter. Men den mere moderne opfattelse siger, at induktionen finder sted selv i fravær af en ledende ledning eller noget materiale.

Om Amrit Shaw

Faradays induktionslovOpret forbindelse til vores tidligere forfatter: LinkedIn (https://www.linkedin.com/in/amrit-shaw/)

en English
X