Законите на Фарадей за електромагнитната индукция: Първи и втори закон

Какво е Законът на Фарадей

Законът на Фарадей за електромагнитната индукция (наричан Закон на Фарадей) е основен закон на електромагнетизма, който предвижда как магнитното поле ще взаимодейства с електрическата верига, за да произведе електродвижещо напрежение (ЕДН). Това явление се нарича електромагнитна индукция.

Законът на Фарадей твърди, че в проводника, изложен на променящо се магнитно поле, ще бъде индуциран ток. Законът на Ленц за електромагнитната индукция твърди, че посоката на този индуциран ток ще бъде такава, че магнитното поле, създадено от индуцирания ток, противодейства на първоначалното променящо се магнитно поле, което го произвело. Посоката на този ток може да бъде определена с помощта на Правилото на Флеминг дясната ръка.

Законът на Фарадей за индукцията обяснява работния принцип на трансформаторите, моторите, генераторите и индукторите. Законът носи името на Майкъл Фарадей, който извършил експеримент с магнит и катушка. По време на експеримента на Фарадей той открил как ЕДН се индуцира в катушка, когато флуксът, минаващ през катушката, се променя.

Експериментът на Фарадей

В този експеримент Фарадей взема магнит и катушка и свързва галванометър към катушката. В началото магнитът е в покой, така че няма отклонение в галванометъра, тоест стрелката на галванометъра е в центъра или нулевата позиция. Когато магнитът се придвижи към катушката, стрелката на галванометъра се отклонява в една посока.

Когато магнитът е задържан в тази позиция, стрелката на галванометъра се връща в нулевата позиция. Сега, когато магнитът се придвижи отдалеч от катушката, има някакво отклонение в стрелката, но в противоположна посока, и отново, когато магнитът стане стационарен, спрямо катушката, стрелката на галванометъра се връща в нулевата позиция. Аналогично, ако магнитът е задържан в покой, а катушката се придвижи отдалеч и към магнита, галванометърът показва също отклонение. Освен това се наблюдава, че колкото по-бързо е промяната в магнитното поле, толкова по-голямо ще бъде индуцираното ЕДН или напрежение в катушката.

Заключение: От този експеримент Фарадей заключил, че винаги, когато има относително движение между проводник и магнитно поле, флуксовата връзка с катушка се променя и тази промяна в флукса индуцира напрежение в катушката.

Майкъл Фарадей формулирал два закона на основата на горните експерименти. Тези закони се наричат Законите на Фарадей за електромагнитната индукция.

Първият закон на Фарадей

Всяка промяна в магнитното поле на катушка от жица ще причини индуциране на ЕДН в катушката. Това индуцирано ЕДН се нарича индуцирано ЕДН и ако проводникът е затворен, токът ще циркулира през веригата и този ток се нарича индуциран ток.
Методи за промяна на магнитното поле:

1. Чрез придвижване на магнита към или отдалеч от катушката

2. Чрез придвижване на катушката в или извън магнитното поле

3. Чрез промяна на площта на катушка, поставена в магнитното поле

4. Чрез въртене на катушката спрямо магнита

Вторият закон на Фарадей