- กฎของฟาราเดย์คืออะไร?
- ประวัติกฎของฟาราเดย์
- สูตรกฎของฟาราเดย์
- ตัวอย่างการประยุกต์ใช้กฎหมายของฟาราเดย์
- กฎของเลนซ์
เราอธิบายว่ากฎของฟาราเดย์คืออะไร การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ประวัติ สูตร และตัวอย่าง กฎของเลนซ์ก็เช่นกัน
กฎของฟาราเดย์ศึกษาแรงแม่เหล็กไฟฟ้าในวงจรปิดกฎของฟาราเดย์คืออะไร?
กฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ หรือที่เรียกง่ายๆ ว่ากฎของฟาราเดย์ ได้รับการกำหนดขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ไมเคิล ฟาราเดย์ ในปี ค.ศ. 1831 กฎข้อนี้กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงใน สภาพอากาศ และ สนามไฟฟ้า เกิดจากการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้
คำแถลงของกฎหมายดังกล่าวระบุว่า:
"แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำในวงจรปิดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของเวลาของฟลักซ์แม่เหล็กที่ไหลผ่านพื้นผิวใดๆ โดยมีวงจรเป็นขอบ"
เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้อย่างถ่องแท้ จำเป็นต้องทบทวนการทดลองของฟาราเดย์: a แบตเตอรี่ จ่ายกระแสให้ขดลวดขนาดเล็กสร้าง aสนามแม่เหล็ก ผ่านการหมุนของขดลวด (สายโลหะพันบนแกนของตัวเอง) เมื่อขดลวดนี้เคลื่อนเข้าและออกจากขดลวดที่ใหญ่กว่า สนามแม่เหล็กของขดลวดนี้ (เปลี่ยนตามเวลาโดย ความเคลื่อนไหว) สร้าง a แรงดันไฟฟ้า บนขดลวดขนาดใหญ่ที่สามารถวัดได้ด้วยกัลวาโนมิเตอร์
จากการทดลองนี้และการกำหนดกฎของฟาราเดย์ ได้ข้อสรุปมากมายเกี่ยวกับการสร้าง พลังงานไฟฟ้าซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในกฎของเลนซ์และการจัดการไฟฟ้าสมัยใหม่
ประวัติกฎของฟาราเดย์
Michael Faraday (1791-1867) เป็นผู้สร้างแนวคิดหลักเกี่ยวกับ ไฟฟ้า และแม่เหล็ก.
ฟาราเดย์รู้สึกตื่นเต้นอย่างมากเมื่อนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก Oersted ได้สาธิตให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างไฟฟ้ากับสนามแม่เหล็กในปี 1820 โดยสังเกตว่าลวดนำไฟฟ้าในปัจจุบันสามารถเคลื่อนเข็มแม่เหล็กบนเข็มทิศได้
ฟาราเดย์ออกแบบหลายรายการ การทดลอง. ตัวอย่างเช่น เขาพันโซลินอยด์ลวดสองอันไว้รอบวงแหวนเหล็ก และเห็นว่าเมื่อผ่านสวิตช์ เขาส่งกระแสผ่านโซลินอยด์ตัวใดตัวหนึ่ง กระแสก็ถูกเหนี่ยวนำในอีกอันหนึ่งด้วยสวิตช์ ฟาราเดย์ถือว่าการปรากฏตัวของกระแสเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กเมื่อเวลาผ่านไป
ด้วยเหตุนี้ ฟาราเดย์จึงเป็นคนแรกที่แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า ดังที่เห็นได้จากการทดลองทั้งสองที่อธิบายไว้ อันที่จริง สมการกฎของฟาราเดย์กลายเป็นส่วนหนึ่งของข้อความกฎหมายของแมกซ์เวลล์
สูตรกฎของฟาราเดย์
กฎของฟาราเดย์มักจะแสดงโดยสูตรต่อไปนี้:
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
ที่ไหน FEM หรือ Ɛ แสดงถึงแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (แรงดัน) และ dϕ / dt คือ อัตราความแปรผันชั่วขณะของฟลักซ์แม่เหล็ก ϕ.
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้กฎหมายของฟาราเดย์
วัตถุในชีวิตประจำวัน เช่น เตาอบไฟฟ้า เกิดขึ้นได้ตามกฎหมายของฟาราเดย์
เทคโนโลยีไฟฟ้าแทบทั้งหมดเป็นไปตามกฎของฟาราเดย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้า และมอเตอร์ไฟฟ้า
ตัวอย่างเช่น มอเตอร์กระแสตรงขึ้นอยู่กับการใช้ดิสก์ของ ทองแดง ที่หมุนไปมาระหว่างปลายแม่เหล็ก ทำให้เกิด a กระแสตรง.
จากหลักการง่ายๆ ที่ดูเหมือนเป็นการประดิษฐ์สิ่งที่ซับซ้อน เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า เครื่องกำเนิดของ กระแสสลับ, เบรกแม่เหล็กหรือเตาไฟฟ้า
กฎของเลนซ์
กฎหมายนี้มาจากการประยุกต์ใช้หลักการอนุรักษ์พลังงาน เพื่อการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งช่วยให้ได้รับ บทสรุป ว่า EMF เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก (กฎของฟาราเดย์) สร้างกระแสที่มีทิศทางที่ตรงข้ามกับการแปรผันของฟลักซ์ที่สร้างมันขึ้นมา
สิ่งนี้ถูกแปลในทางคณิตศาสตร์ นอกเหนือจากกฎเครื่องหมายลบของฟาราเดย์ ซึ่งมีการกำหนดรูปแบบดังนี้:
EMF (Ɛ) = - (dϕ / dt)
กฎข้อนี้เป็นพื้นฐานในการกำหนดและควบคุมทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าของวงจร ชื่อของมันเกิดจากการที่นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ Heinrich Lenz ได้คิดค้นขึ้นในปี พ.ศ. 2377