חוקי פאראדיי של התרמה מגנטית: חוק ראשון ושני

מהו חוק פאראדיי

חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי (נקרא גם חוק פאראדיי) הוא חוק בסיסי של אלקטרומגנטיות המחזיק בהתחזיות לגבי איך שדה מגנטי יתנהג עם מעגל חשמלי כדי ליצור כוח מושך חשמלי (EMF). תופעה זו נקראת אינדוקציה אלקטרומגנטית.

חוק פאראדיי קובע כי זרם ייווצר במנוע החשוף לשדה מגנטי משתנה. חוק לנץ של האינדוקציה האלקטרומגנטית קובע כי הכיוון של הזרם המושרה יהיה כזה שהשדה המגנטי שנוצר מהזרם המושרה יעודד את השדה המגנטי המשתנה הראשוני שיצר אותו. ניתן לקבוע את כיוון זרימת הזרם באמצעות כלל היד הימנית של פלמינג.

חוק האינדוקציה של פאראדיי מסביר את עקרון ההפעלה של トランスフォーマー, מנועים, מפרקים חשמליים, ו-אינדוקטורים. החוק נקרא על שם מייקל פאראדיי, שביצע ניסוי עם מגנט וסליל. במהלך הניסוי של פאראדיי, הוא גילה כיצד EMF מושרה בסליל כאשר פלוקס העובר דרך הסליל משתנה.

ניסויו של פאראדיי

בניסוי זה, פאראדיי לוקח מגנט וסליל ומחבר גלוונומטר על פני הסליל. בהתחלה, המגנט נמצא במנוחה, ולכן אין סטייה בגלוונומטר, כלומר המחוג של הגלוונומטר נמצא במרכז או במקום אפס. כשהמגנט נע לעבר הסליל, המחוג של הגלוונומטר מסתובב בכיוון אחד.

כאשר המגנט נשמר במנוחה במקום זה, המחוג של הגלוונומטר חוזר למצב אפס. עכשיו כאשר המגנט נע הרחק מהסליל, יש סטייה מסוימת במחוג אך בכיוון הפוך, ושוב כאשר המגנט מתנער, בנקודה זו ביחס לסליל, המחוג של הגלוונומטר חוזר למצב אפס. באופן דומה, אם המגנט נשמר במנוחה והסליל נע הרחק ומגמת המגנט, הגלוונומטר מראה סטייה באופן דומה. כמו כן נראה כי ככל שהשינוי בשדה המגנטי מהיר יותר, כך יהיה גדול יותר ה-EMF המושרה או מתח בסליל.

מסקנה: מניסוי זה, פאראדיי הסיק כי בכל פעם שיש תנועה יחסית בין מוליך לשדה מגנטי, הקישור בין פלוקס לסליל משתנה ושינוי זה בפלוקס מושך מתח על פני הסליל.

מייקל פאראדיי טיפל שני חוקים על בסיס הניסויים הללו. חוקים אלו מכונים חוקי האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי.

חוק ראשון של פאראדיי

כל שינוי בשדה המגנטי של סליל של חוט יגרום להיווצרות EMF בסליל. EMF המושרה הזה נקרא EMF מושרה ואם מעגל מוליך סגור, ה-זרם יזוז גם דרך המעגל וזהו הזרם המושרה.
שיטות לשנות את השדה המגנטי:

1. על ידי הזזת מגנט לעבר או הרחק מהסליל

2. על ידי הזזת הסליל לתוך או מחוץ לשדה המגנטי

3. על ידי שינוי שטח של סליל שממוקם בשדה המגנטי

4. על ידי סיבוב הסליל ביחס למגנט

חוק שני של פאראדיי

הוא קובע כי עצמת ה-EMF המושרה בסליל היא שווה לשיעור השינוי בפלוקס המקושר עם הסליל. הקישור בין פלוקס של הסליל הוא מכפלה במספר הסיבובים בסליל ובפלוקס הקשור לסליל.

נוסחת חוק פאראדיי

תשלום טיפ