Faradayeva zakona elektromagnetske indukcije: Prvi i drugi zakon

Što je Faradayev zakon

Faradayev zakon elektromagnetske indukcije (poznat kao Faradayev zakon) je osnovni zakon elektromagnetizma koji predviđa kako će magnetsko polje interagirati s električkim krugom kako bi proizvelo elektronički napon (EMF). Ovaj fenomen se zove elektromagnetska indukcija.

Faradayev zakon kaže da će struja biti inducirana u vodilu koji je izložen mijenjajućem magnetskom polju. Lenzov zakon elektromagnetske indukcije kaže da će smjer ove inducirane struje biti takav da magnetsko polje stvoreno induciranom strujom protivi početnom mijenjajućem magnetskom polju koje ga je proizvelo. Smjer toka ove struje može se odrediti koristeći Flemingovo desno rukavilo.

Faradayev zakon indukcije objašnjava radni princip transformatora, motora, generatora i induktora. Zakon nosi ime Michaela Faradeya, koji je izvršio eksperiment s magnetom i cijevi. Tijekom Faradeyevog eksperimenta, otkrio je kako se EMF inducira u cijevi kada tok koji prolazi kroz cijev mijenja.

Faradayev eksperiment

U ovom eksperimentu, Faraday uzima magnet i cijev i spaja galvanometar na cijev. Na početku, magnet je u mirovanju, tako da nema defleksije u galvanometru, tj. igla galvanometra je u središtu ili na nultoj poziciji. Kada se magnet približi cijevi, igla galvanometra deflektira u jednom smjeru.

Kada se magnet zadrži na toj poziciji, igla galvanometra vraća se na nultu poziciju. Sada, kada se magnet udalji od cijevi, postoji neka defleksija igle, ali u suprotnom smjeru, i opet, kada se magnet zadrži, u odnosu na cijev, igla galvanometra vraća se na nultu poziciju. Slično tome, ako se magnet zadrži, a cijev se udalji i približi magnetu, galvanometar pokazuje defleksiju. Također se vidi da što je brzina promjene magnetskog polja veća, veći će biti inducirani EMF ili napon u cijevi.

Zaključak: Iz ovog eksperimenta, Faraday je zaključio da kad god postoji relativni gibanje između vodilja i magnetskog polja, tok vezan za cijev se mijenja, a ta promjena toka inducira napon na cijevi.

Michael Faraday je formulirao dva zakona na temelju gore navedenih eksperimenata. Ti zakoni se zovu Faradeyeve zakoni elektromagnetske indukcije.

Prvi Faradeyev zakon

Bilo kakva promjena magnetskog polja cijevi vodilja uzrokovat će induciranje EMF-a u cijevi. Taj inducirani EMF naziva se inducirani EMF, a ako je vodiljski krug zatvoren, struja će također cirkulirati kroz krug, a ta struja se zove inducirana struja.
Metode za promjenu magnetskog polja:

1. Premještanjem magneta prema cijevi ili od cijevi

2. Premještanjem cijevi u magnetsko polje ili iz njega

3. Promjenom površine cijevi postavljene u magnetsko polje

4. Rotacijom cijevi u odnosu na magnet

Drugi Faradeyev zakon

On kaže da je veličina induciranog EMF-a u cijevi jednaka brzini promjene toka vezanog s cijevi. Tok vezan za cijev je produkt broja zavojnica u cijevi i toka vezanog za cijev.