Ֆարադեյի էլեկտրոմագնիսական ծանրացման օրենքները. Առաջին և Երկրորդ օրենք
Ինչ է Ֆարադեյի օրենքը
Ֆարադեյի էլեկտրոմագնիսական ծանրության օրենքը (որը հաճախ անվանում են Ֆարադեյի օրենք) էլեկտրոմագնիսականության հիմնական օրենքն է, որը պարզում է, թե ինչպես կատարվում է մագնիսական դաշտի և էլեկտրական շղթայի փոխազդեցությունը էլեկտրոմոտիվ ուժի առաջացման համար։ Այս երևույթը անվանում են էլեկտրոմագնիսական ծանրություն։
Ֆարադեյի օրենքը նշում է, որ փոփոխվող մագնիսական դաշտում հայտնվող հաղորդիչում կառաջանա հոսանք։ Լենցի էլեկտրոմագնիսական ծանրության օրենքը նշում է, որ այդ հոսանքի ուղղությունը կլինի այնպիսին, որ այն կստեղծի մագնիսական դաշտ, որը կհակադիր լինի սկզբնական փոփոխվող մագնիսական դաշտին, որը այն առաջացրել է։ Այս հոսանքի ուղղությունը կարող է որոշվել Ֆլեմինգի աջ ձեռքի կանոնի օգնությամբ։
Ֆարադեյի էլեկտրոմագնիսական ծանրության օրենքը բացմություն է տալիս տրանսֆորմատորների, մոտորների, գեներատորների և ինդուկտորների աշխատանքի սկզբունքը։ Այս օրենքը անվանվել է Միքայել Ֆարադեյի անվամբ, ով կատարել է փորձ մագնիսի և կոյլի հետ, որի ընթացքում նա հայտնաբերել է, թե ինչպես է EMF-ը հանդիպել կոյլում, երբ դիմել է փոփոխվող մագնիսական դաշտին։
Ֆարադեյի փորձ
Այս փորձում Ֆարադեյը վերցրել է մագնիս և կոյլ և կապել գալվանոմետր կոյլի վրա։ Սկզբում մագնիսը անշարժ է, ուստի գալվանոմետրում չկա ոչ մի թեքում, այսինքն գալվանոմետրի սլաքը կենտրոնում կա կամ զրո դիրքում է։ Երբ մագնիսը շարժվում է կոյլի դեպի, գալվանոմետրի սլաքը թեքվում է մեկ ուղղությամբ։
Երբ մագնիսը անշարժ է այդ դիրքում, գալվանոմետրի սլաքը վերադառնում է զրո դիրք։ Այժմ երբ մագնիսը շարժվում է դեպի կոյլից, գալվանոմետրում կա որոշ թեքում, բայց հակառակ ուղղությամբ, և նորից, երբ մագնիսը դառնում է անշարժ, գալվանոմետրի սլաքը վերադառնում է զրո դիրք։ Նման կերպ, եթե մագնիսը անշարժ է և կոյլը շարժվում է դեպի մագնիսը և դեպի մագնիսից, գալվանոմետրը նույնպես ցույց է տալիս թեքում։ Կարևոր է նաև նշել, որ մագնիսական դաշտի ավելի արագ փոփոխությունը առաջացնում է ավելի մեծ ինդուկտացված EMF կամ լարում կոյլում։
Մագնիսի դիրքը |
Գալվանոմետրի թեքումը |
Մագնիսը անշարժ է |
Գալվանոմետրում ոչ մի թեքում չկա |
Մագնիսը շարժվում է դեպի կոյլը |
Գալվանոմետրում թեքում մեկ ուղղությամբ |
Մագնիսը անշարժ է նույն դիրքում (կոյլի մոտ) |
Գալվանոմետրում ոչ մի թեքում չկա |
Մագնիսը շարժվում է դեպի կոյլից դուրս |
Գալվանոմետրում թեքում բայց հակառակ ուղղությամբ |
Մագնիսը անշարժ է նույն դիրքում (կոյլից հեռու) |
Գալվանոմետրում ոչ մի թեքում չկա |
Արդարացուցում՝ Այս փորձից Ֆարադեյը եզրակացրել է, որ երբ կոնդուկտորի և մագնիսական դաշտի միջև կա հարաբերական շարժում, կոյլի հետ կապված ֆլուքսը փոփոխվում է և այդ ֆլուքսի փոփոխությունը առաջացնում է լարում կոյլում։
Միքայել Ֆարադեյը հիմնադրել է երկու օրենք, որոնք հիմնված են այս փորձերի վրա։ Այդ օրենքները կոչվում են Ֆարադեյի էլեկտրոմագնիսական ծանրության օրենքներ։
Ֆարադեյի Առաջին Օրենք
Կոյլում հաղորդիչի մագնիսական դաշտի ցանկացած փոփոխություն կառաջացնի էլեկտրոմոտիվ ուժ կոյլում։ Այս ինդուկտացված էլեկտրոմոտիվ ուժը կոչվում է ինդուկտացված էլեկտրոմոտիվ ուժ և եթե հաղորդիչ շղթան փակ է, հոսանքը նաև կշրջանա շղթայով, և այդ հոսանքը կոչվում է ինդուկտացված հոսանք։
Մագնիսը շարժում է դեպի կոյլը կամ դեպի կոյլից դուրս
Կոյլը շարժում է մագնիսական դաշտի մեջ կամ դուրս դրանից
Փոփոխում է կոյլի մակերեսը, որը գտնվում է մագնիսական դաշտում
Կոյլը պտտում է մագնիսի նկատմամբ
Ֆարադեյի Երկրորդ Օրենք
Այս օրենքը նշում է, որ կոյլում ինդուկտացված էլեկտրոմոտիվ ուժի մեծությունը հավասար է ֆլուքսի փոփոխման արագությանը, որը կապված է կոյլի հետ։ Կոյլի ֆլուքսի կապը կոյլի витков քանակի և կոյլի հետ կապված ֆլուքսի արտադրյալն է։
Ֆարադեյի Օրենքի Բանաձևը
