Mga Batas ni Faraday sa Elektromagneticong Induksyon: Unang at Ikalawang Batas

Ano ang Batas ni Faraday

Ang Batas ng elektromagnetikong induksyon ni Faraday (tinatawag na Batas ni Faraday) ay isang pangunahing batas ng elektromagnetismo na nagsasabi kung paano mag-interact ang isang magnetic field sa isang electric circuit upang lumikha ng electromotive force (EMF). Ang fenomenong ito ay kilala bilang elektromagnetikong induksyon.

Nagpapahayag ang Batas ni Faraday na ang kasalukuyan ay makakalikha sa isang konduktor na inilapat sa isang nagbabagong magnetic field. Ang Batas ni Lenz ng elektromagnetikong induksyon ay nagsasaad na ang direksyon ng nasabing induced current ay ganoon na ang magnetic field na nililikha ng induced current lumalaban sa unang nagbabagong magnetic field na siyang naglikha nito. Ang direksyon ng pag-flowa ng kasalukuyan na ito ay maaaring matukoy gamit ang Pamantayan ng kanang kamay ni Fleming.

Ipinapaliwanag ng Batas ni Faraday ng induksyon ang prinsipyong pampagtatrabaho ng transformers, motors, generators, at inductors. Ang batas ay ipinangalan kay Michael Faraday, na gumawa ng isang eksperimento gamit ang magnet at isang coil. Sa panahon ng eksperimento ni Faraday, natuklasan niya kung paano ang EMF ay nililikha sa isang coil kapag ang flux na dumaan sa coil ay nagbabago.

Ang Pagsubok ni Faraday

Sa pagsubok na ito, kumuha si Faraday ng isang magnet at coil at kumonekta ng isang galvanometer sa coil. Sa simula, ang magnet ay naka-rest, kaya walang deflection sa galvanometer, o ang needle ng galvanometer ay nasa sentro o zero position. Kapag inilapit ang magnet sa coil, ang needle ng galvanometer ay nag-deflect sa isang direksyon.

Kapag hawak ang magnet sa posisyong iyon, bumabalik ang needle ng galvanometer sa zero position. Ngayon, kapag inilayo ang magnet mula sa coil, may deflection ang needle ngunit sa kabaligtarang direksyon, at muli, kapag naging stationary ang magnet, ang needle ng galvanometer ay bumabalik sa zero position. Parehong makikita kung ang magnet ay hawak sa isang lugar at ang coil ang gumalaw palayo at pabilis, ang galvanometer ay magpapakita ng deflection. Nakikita rin na ang mas mabilis ang pagbabago ng magnetic field, mas malaki ang induced EMF o voltage sa coil.

Pagsikop: Mula sa eksperimentong ito, natuklasan ni Faraday na kapag may relasyon ng paggalaw sa pagitan ng isang konduktor at isang magnetic field, ang flux linkage sa isang coil ay nagbabago at ang pagbabagong ito sa flux ay nagpapadala ng voltage sa isang coil.

Nabuo ni Michael Faraday ang dalawang batas batay sa mga eksperimentong ito. Ang mga batas na ito ay tinatawag na Faraday’s laws of electromagnetic induction.

Unang Batas ni Faraday

Anumang pagbabago sa magnetic field ng isang coil ng wire ay magdudulot ng induced emf sa coil. Ang induced emf na ito ay tinatawag na induced emf at kung ang konduktor na circuit ay sarado, ang kuryente ay dinidirekta rin sa circuit at ang kuryenteng ito ay tinatawag na induced current.
Mga paraan upang baguhin ang magnetic field:

1. Sa pamamagitan ng paggalaw ng magnet patungo o palayo mula sa coil

2. Sa pamamagitan ng paggalaw ng coil pumasok o lumabas sa magnetic field

3. Sa pamamagitan ng pagbabago ng area ng coil na nasa magnetic field

4. Sa pamamagitan ng pag-ikot ng coil kaugnay ng magnet

Pangalawang Batas ni Faraday

Nagpapahiwatig ito na ang magnitude ng induced emf sa coil ay katumbas ng rate ng pagbabago ng flux na linkages sa coil. Ang flux linkage ng coil ay ang produkto ng bilang ng turns sa coil at flux na nauugnay sa coil.

Formula ng Batas ni Faraday

Isaalang-alang, ang isang magnet ay lumapit sa isang coil. Dito, isinalang-alang natin ang dalawang punto sa oras na T1 at oras na T2.

Ang flux linkage sa coil sa oras,

Ang flux linkage sa coil sa oras,

Ang pagbabago sa flux linkage,

Hayaan na ang pagbabago sa flux linkage ay,

Kaya, ang pagbabago sa flux linkage

Ngayon, ang rate ng pagbabago ng flux linkage

Kumuha ng derivative sa kanan, makakakuha tayo

Ang rate ng pagbabago ng flux linkage

Ngunit ayon sa batas ni Faraday ng elektromagnetikong induksyon, ang bilis ng pagbabago ng flux linkage ay katumbas ng nag-iinduk na emf.

Sa pag-consider ng Batas ni Lenz.

Kung saan:

• Flux Φ sa Wb = B.A

• B = lakas ng magnetic field

• A = sukat ng coil

Paano Pataasin ang EMF na Indukdo sa isang Coil

• Sa pamamagitan ng pagtaas ng bilang ng mga turn sa coil i.e N, mula sa formula na ito, madaling makikita na kung ang bilang ng mga turn sa isang coil ay itinataas, ang nag-iinduk na emf ay din itinataas.

• Sa pamamagitan ng pagtaas ng lakas ng magnetic field i.e B na nasa paligid ng coil - Matematikal, kung ang magnetic field ay tumataas, ang flux ay tumataas at kung ang flux ay tumataas, ang nag-iinduk na emf ay din itataas. Teoretikal, kung ang coil ay ipapadaan sa mas malakas na magnetic field, mayroong higit pang linya ng puwersa para sa coil na putulin at kaya mayroong higit pang nag-iinduk na emf.

• Sa pamamagitan ng pagtaas ng bilis ng relasyon ng paggalaw sa pagitan ng coil at magnet – Kung ang relasyon ng bilis sa pagitan ng coil at magnet ay itinataas mula sa dating halaga, ang coil ay lalabasan ang linya ng flux sa mas mabilis na rate, kaya mas maraming nag-iinduk na emf ang matitikod.

Mga Application ng Batas ni Faraday

Ang batas ni Faraday ay isa sa pinakabasehang at mahalagang batas ng elektromagnetismo. Ang batas na ito ay may application sa karamihan ng mga electrical machines, industriya, at medical field, etc.

• Mga Transformer ng Pwersa ay gumagana batay sa Batas ni Faraday

• Ang pangunahing prinsipyong paggawa ng elektrikong generator ay ang Batas ni Faraday ng mutwal na induksyon.

• Ang Induction cooker ay ang pinakamabilis na paraan ng pagluluto. Ito rin ay gumagana batay sa prinsipyo ng mutwal na induksyon. Kapag may kasalukuyang lumilipad sa coil ng tanso na nasa ilalim ng isang lalagyan para sa pagluluto, ito ay nagbibigay ng isang nagbabagong magnetic field. Ang alternating o nagbabagong magnetic field na ito ay nag-iindok ng emf at kaya ang kasalukuyan sa conductive container, at alam natin na ang paglipad ng kasalukuyan ay palaging nagbibigay ng init dito.

• Ang Electromagnetic Flow Meter ay ginagamit upang sukatin ang bilis ng ilang mga fluid. Kapag isinapalaran ang isang magnetic field sa isang electrically insulated pipe kung saan ang mga conducting fluids ay lumilipad, ayon sa Batas ni Faraday, isang electromotive force ay inindok dito. Ang inindok na emf na ito ay proporsyonal sa bilis ng fluid na lumilipad.

• Batay sa teorya ng Electromagnetic, ang ideya ni Faraday ng lines of force ay ginagamit sa kilalang Maxwell’s equations. Ayon sa Batas ni Faraday, ang pagbabago sa magnetic field ay nagdudulot ng pagbabago sa electric field at ang kabaligtaran nito ay ginagamit sa Maxwell’s equations.

• Ito rin ay ginagamit sa mga instrumentong pangmusika tulad ng electric guitar, electric violin, atbp.

Pahayag: Respetuhin ang orihinal, mahusay na artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may labag sa karapatang-ari paki-kontakin upang tanggalin.