قانون فاراداي للتحريض: 5 حقائق مهمة

أوضح ميشيل فاراداي ذلك

كيف يولد مجال مغناطيسي متغير تيارًا كهربائيًا في موصل؟

قانون فاراداي للاستقراء

لقد ذكر أن الجهد المستحث في الدائرة يتناسب مع معدل التغيير في التدفق المغناطيسي في كل مرة أو إذا تغير المجال المغناطيسي ، فإن الجهد الكهرومغناطيسي المستحث سيكون أكثر وأن اتجاه التغيير في المجال المغناطيسي ينظم اتجاه التيار. يُعرف هذا بقانون فاراداي.

الفيض المغناطيسي

يمكن تحديد التدفق المغناطيسي رياضياً كـ ΦB = با كوس

A هو السطح الذي يعمل فيه المجال المغناطيسي B المنتظم.
ΦB هو التدفق المغناطيسي. هي الزاوية بين و B و A.

طرق تغيير التدفق المغناطيسي: -

  • من المعادلة أعلاه ، من المفهوم أن التدفق يمكن أن يتغير إذا قمنا بتغيير حجم المجال المغناطيسي.
  • يمكن أيضًا تغيير الزاوية الواقعة بين المجال المغناطيسي B ومستوى الملف ، كما أن مساحة السطح A هي أيضًا معلمة قابلة للتغيير.

بعض الحقائق المهمة حول التدفق المغناطيسي:

  • التدفق المغناطيسي هو كمية قياسية.
  • يشار إلى وحدة SI للتدفق المغناطيسي على أنها Weber (Wb)
  • 1 Wb = 1 تسلا.
  • وحدة التدفق المغناطيسي CGS هي ماكسويل.
  • 1Wb = ماكسويل.

الآن ، وفقًا لقانون الاستقراء في فاراداي ، e(T)= ΦB.

في حالة دوران ملف N ، يكون تغيير التدفق مع كل منعطف هو نفسه وبالتالي يصبح إجمالي emf المستحث ، e(T)= ΦB.

تحدد العلامة السالبة اتجاه emf المستحث ، والذي يتوافق مع قانون Lenz المنصوص عليه على النحو التالي:

اتجاه emf المستحث وبالتالي اتجاه التيار المستحث في الدائرة هو معارضة السبب بسبب إنتاجها ، أي إذا كان التدفق يتزايد ، فسيتم إنتاج emf المستحث في مثل هذا الاتجاه الذي سيحاول لتقليل التدفق والعكس صحيح.

في الواقع ، قانون لينز هو مصادفة للحفاظ على الطاقة. نظرًا لأن emf يتم تحريضه بطريقة تعارض التغيير في التدفق ، وبالتالي يجب القيام بالعمل ضد هذه المعارضة التي قدمها emf المستحث لضمان استمرار تغيير التدفق بنفس الطريقة. يظهر هذا العمل المنجز كطاقة كهربائية في الدائرة.

من المعادلات أعلاه يمكننا أن نذكر أنه يمكن زيادة emf المستحث أو التيار الكهربائي في الدائرة بالطرق التالية: -

  • يمكن أن يؤدي تغيير التدفق بسرعة كبيرة إلى زيادة emf المستحثة.
  • باستخدام قضيب من لب الحديد الناعم داخل الملف.
  • زيادة N ، أي زيادة عدد لفات الملف.

كما هو موضح في الشكل ، يمكننا توليد emf عندما يوضع المغناطيس بالقرب من دائرة أو عندما توضع دائرة بالقرب من المغناطيس. في هذه الحالات ، يتم عرض اتجاه التيار المستحث.

اتجاه المجال الكهربائي المستحث وفقًا لقانون لينز
اتجاه المجال الكهربائي المستحث حسب قانون لينز

هناك طريقة أخرى يمكن من خلالها إحداث emf وهي مبدأ عمل التيار المتردد ، حيث تكون الدائرة عبارة عن ملف لسلك موصل يدور في مجال مغناطيسي وبالتالي التدفق ΦB يتغير في الوقت المناسب بطريقة جيبية.

القوة الحركية الكهربائية (أحد آثار قانون فاراداي للحث)

قانون فاراداي
القوة الدافعة الكهربائية الناتجة عن التغيير في منطقة التدفق المغناطيسي بسبب الحركة النسبية

يوضح الشكل أعلاه موصلًا مستطيلًا ABCD يتحرك عليه قضيب التوصيل EF بسرعة ثابتة. المجال المغناطيسي عمودي ، أي إلى الداخل على مستوى الحلقة المغلقة ABFE. 

التدفق المغناطيسي المحاط بالحلقة في الوقت t = ts هو ،

Φب (ر)= = BA = Blx (t) ،

معدل الوقت لتغيير هذا التدفق ، يستحث emf المعطى بواسطة e = ΦB = (-Blx (t)) = Bl.x (t) = Blv.                                                                                                                          

تُعرف هذه القوة الدافعة الكهربائية التي يتم الحصول عليها بسبب حركة الموصل EF بدلاً من تغيير المجال المغناطيسي باسم القوة المحركة الكهربائية.

مغنطيسي كهربائي يفسر الحث تحريض التيارات والفولتية على أنها مصادفة لتغير المجالات المغناطيسية. لكن النظرة الأكثر حداثة تنص على أن الحث يحدث حتى في حالة عدم وجود سلك موصل أو أي وسيط مادي.

انتقل إلى الأعلى