Faradays lag om elektromagnetisk induktion är en grundläggande lag i fysik som beskriver förhållandet mellan förändring magnetfält och inducerad elektromotivkraft (EMF) . Denna lag utgör grunden för hur generatorer, transformatorer och många andra elektriska enheter fungerar.
Här är essensen i Faradays lag:
"Storleken på den inducerade elektromotivkraften (EMF) i en sluten slinga är direkt proportionell mot förändringshastigheten för magnetflödet genom slingan."
Låt oss bryta ner nyckelkomponenterna:
1. Magnetflöde (φ):
- Detta representerar mängden magnetfältlinjer som passerar genom ett givet område.
- Det beräknas av: φ =b⋅a , där B är magnetfältstyrkan och A är området.
2. Förändring av magnetflödeshastighet (dφ/dt):
- Detta mäter hur snabbt det magnetiska flödet förändras över tiden.
- Det är derivatet av magnetflödet med avseende på tid.
3. Inducerad elektromotivkraft (EMF):
- Detta är den spänning som induceras i en sluten slinga på grund av det förändrade magnetiska flödet.
- Det mäts i volt (V).
Faradays lag matematiskt:
ε =- dφ/dt
Där:
- ε är den inducerade elektromotivkraften (EMF)
- dφ/dt är förändringshastigheten för magnetflöde
Det negativa tecknet indikerar riktningen för den inducerade EMF, som bestäms av Lenzs lag.
Lenzs lag:
- Denna lag säger att riktningen för den inducerade EMF är sådan att den motsätter sig förändringen i magnetflöde som producerade den.
Ansökningar av Faradays lag:
* Generatorer: Roterande spolar inom en magnetfältupplevelse som ändrar magnetflöde, vilket inducerar en EMF som kan driva en krets.
* Transformers: Det förändrade magnetflödet i den primära spolen inducerar en EMF i den sekundära spolen, vilket möjliggör spänningstransformation.
* induktionssatser: Ett fluktuerande magnetfält inducerar virvelströmmar i köksredskapet och genererar värme.
* magnetiska sensorer: Dessa enheter använder Faradays lag för att upptäcka förändringar i magnetfält.
Faradays lag är ett avgörande koncept inom elektromagnetism och förklarar hur elektrisk energi kan genereras och omvandlas. Det har haft en djup inverkan på vår tekniska värld, vilket möjliggör utveckling av otaliga väsentliga enheter och tekniker.
