- Ce este Legea lui Faraday?
- Istoria legii lui Faraday
- Formula legii lui Faraday
- Exemple de aplicare a legii lui Faraday
- legea lui Lenz
Vă explicăm ce este legea lui Faraday, inducția electromagnetică, istoria ei, formula și exemplele. De asemenea, legea lui Lenz.
Legea lui Faraday studiază forța electromagnetică într-un circuit închis.Ce este Legea lui Faraday?
Legea lui Faraday a inducției electromagnetice, cunoscută simplu ca Legea lui Faraday, a fost formulată de omul de știință britanic Michael Faraday în 1831. Această lege cuantifică relația dintre un câmp magnetic în schimbare în vreme si câmp electric create de aceste modificări.
Declarația legii menționate prevede:
„Tensiunea indusă într-un circuit închis este direct proporțională cu rata de schimbare în timp a fluxului magnetic care trece prin orice suprafață cu circuitul însuși ca margine”.
Pentru a înțelege pe deplin acest lucru, va fi necesar să revizuim experimentul lui Faraday: a baterie a furnizat curent unei bobine mici, creând acamp magnetic prin spirele bobinei (cabluri metalice înfăşurate pe propria axă). Când această bobină a fost mutată într-o bobină mai mare, câmpul său magnetic (schimbându-se în timp de circulaţie) a generat a Voltaj pe bobina mare care putea fi măsurată cu un galvanometru.
Din acest experiment și formularea legii lui Faraday, numeroase concluzii privind generarea de energie electrică, care au fost cheie pentru Legea lui Lenz și pentru managementul modern al energiei electrice.
Istoria legii lui Faraday
Michael Faraday (1791-1867) a fost creatorul ideilor centrale din jurul electricitate simagnetism.
Faraday a fost extrem de entuziasmat când fizicianul danez Oersted a demonstrat empiric relația dintre electricitate și magnetism în 1820, observând că un fir conducător de curent ar putea mișca un ac magnetic pe o busolă.
Faraday a proiectat multiple experimente. De exemplu, a înfășurat doi solenoizi de sârmă în jurul unui inel de fier și a văzut că atunci când, prin intermediul unui întrerupător, trecea curent printr-unul dintre solenoizi, în celălalt era indus un curent. Faraday a atribuit apariția curentului modificărilor fluxului magnetic în timp.
În consecință, Faraday a fost primul care a demonstrat relația dintre câmpurile magnetice și câmpurile electrice, așa cum se poate observa din cele două experimente descrise. De fapt, ecuația Legii lui Faraday a devenit parte din declarațiile legii lui Maxwell.
Formula legii lui Faraday
Legea lui Faraday este de obicei exprimată prin următoarea formulă:
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Unde FEM sau Ɛ reprezintă forța electromotoare indusă (tensiunea) și dϕ / dt este rata de variație temporală a fluxului magnetic ϕ.
Exemple de aplicare a legii lui Faraday
Obiectele de zi cu zi precum cuptoarele electrice sunt posibile prin legea lui Faraday.
Practic, toată tehnologia electrică se bazează pe legea lui Faraday, în special în ceea ce privește generatoarele, transformatoarele și motoarele electrice.
De exemplu, motorul de curent continuu s-a bazat pe utilizarea unui disc de cupru care s-a rotit între capetele unui magnet, generând a DC.
Din acest principiu aparent simplu rezultă invenția unor lucruri atât de complexe precum un transformator, un generator de curent alternativ, o frână magnetică sau o sobă electrică.
legea lui Lenz
Această lege provine din aplicareaprincipiul conservării energiei la inducţia electromagnetică, care permite obţinerea concluzie că EMF produs de un flux magnetic în schimbare (legea lui Faraday), generează un curent cu o direcție care se opune variației fluxului care îl produce.
Aceasta se traduce, în termeni matematici, prin adăugarea la legea lui Faraday a unui semn negativ, fiind formulată astfel:
EMF (Ɛ) = - (dϕ / dt)
Această lege este fundamentală pentru a determina și controla direcția în care circulă fluxul electric al unui circuit. Numele său se datorează faptului că omul de știință german Heinrich Lenz a formulat-o în 1834.