Faradays lagar om elektromagnetisk induktion: Första & Andra lagen

Vad är Faradays lag

Faradays lag om elektromagnetisk induktion (känd som Faradays lag) är en grundläggande lag inom elektromagnetism som förutsäger hur ett magnetfält kommer att interagera med en elektrisk krets för att producera en spänningsinducerande kraft (EMF). Detta fenomen kallas elektromagnetisk induktion.

Faradays lag säger att en ström induceras i en ledare som utsätts för ett föränderligt magnetfält. Lenzs lag om elektromagnetisk induktion säger att riktningen på denna inducerade ström kommer att vara sådan att det magnetfält som skapas av den inducerade strömmen motverkar det ursprungliga föränderliga magnetfältet som producerade den. Riktningen för denna strömförflyttning kan fastställas med hjälp av Flemings högerhandsregel.

Faradays induktionslag förklarar arbetsprincipen för transformatorer, motorer, generatorer och induktorer. Lagen är uppkallad efter Michael Faraday, som utförde ett experiment med en magneter och en spole. Under Faradays experiment upptäckte han hur EMF induceras i en spole när flödet genom spolen ändras.

Faradays experiment

I detta experiment tar Faraday en magneter och en spole och ansluter en galvanometer över spolen. I början är magneten stillastående, så det finns ingen avvikelse i galvanometern, dvs. galvanometerns visare är i mitten eller nollposition. När magneten flyttas mot spolen avviker galvanometerns visare i en riktning.

När magneten hålls stillastående vid den positionen återgår galvanometerns visare till nollposition. Nu när magneten flyttas bort från spolen, finns det någon avvikelse i visaren men i motsatt riktning, och igen när magneten blir stillastående, återgår galvanometerns visare till nollposition. På liknande sätt, om magneten hålls stillastående och spolen flyttas bort, och mot magneten, visar galvanometern på samma sätt avvikelse. Det observeras också att ju snabbare det magnetiska fältet ändras, desto större blir den inducerade EMF eller spänningen i spolen.

Slutsats: Från detta experiment drog Faraday slutsatsen att varje gång det finns relativ rörelse mellan en ledare och ett magnetfält, ändras flödeslänkningen med en spole och denna ändring i flöde inducerar en spänning över spolen.

Michael Faraday formulerade två lagar baserat på de ovan nämnda experimenten. Dessa lagar kallas Faradays lagar om elektromagnetisk induktion.

Faradays första lag

All ändring i det magnetiska fältet i en spol av tråd kommer att orsaka att en EMF induceras i spolen. Denna inducerade EMF kallas inducerad EMF och om ledarcirkeln är sluten, kommer strömmen också att cirkulera genom kretsen och denna ström kallas inducerad ström.
Metod för att ändra det magnetiska fältet:

1. Genom att flytta en magneter mot eller bort från spolen

2. Genom att flytta spolen in i eller ut ur det magnetiska fältet

3. Genom att ändra arean av en spol placerad i det magnetiska fältet

4. Genom att rotera spolen i förhållande till magneten

Faradays andra lag

Den anger att storleken på den inducerade EMF i spolen är lika med hastigheten för ändring av flödet som länkas till spolen. Flödeslänkningen av spolen är produkten av antalet vikningar i spolen och det flöde som är associerat med spolen.

Faradays lagformel

Belöning