Закони електромагнітної індукції Фарадея: Перший та Другий закон

Що таке закон Фарадея

Закон електромагнітної індукції Фарадея (відомий як закон Фарадея) є основним законом електромагнетизму, який передбачає, як магнітне поле буде взаємодіяти з електричною схемою для створення електромотивної сили (ЕМС). Цей феномен відомий як електромагнітна індукція.

Закон Фарадея стверджує, що струм буде індукований у провіднику, який піддається дії змінного магнітного поля. Закон Ленца електромагнітної індукції стверджує, що напрямок цього індукованого струму буде таким, що магнітне поле, створене індукованим струмом, протидіятиме початковому змінному магнітному полю, яке його спричинило. Напрямок цього струму можна визначити за допомогою правила правої руки Флемінга.

Закон індукції Фарадея пояснює принцип роботи трансформаторів, моторів, генераторів та індукторів. Закон названо на честь Майкла Фарадея, який провів експеримент з магнітом та котушкою. Під час експерименту Фарадея він виявив, як ЕМС індукується в котушці, коли потік, що проходить через котушку, змінюється.

Експеримент Фарадея

У цьому експерименті Фарадей бере магніт і котушку, підключає гальванометр до котушки. На початку магніт спочиває, тому немає відхилення стрілки гальванометра, тобто стрілка гальванометра знаходиться в центральному або нульовому положенні. Коли магніт переміщується до котушки, стрілка гальванометра відхиляється в одному напрямку.

Коли магніт тримається нерухомо в цьому положенні, стрілка гальванометра повертається в нульове положення. Тепер, коли магніт віддаляється від котушки, відбувається деяке відхилення стрілки, але в протилежному напрямку, і знову, коли магніт стає нерухомим, стрілка гальванометра повертається в нульове положення. Аналогічно, якщо магніт тримається нерухомо, а котушка віддаляється або наближається до магніту, гальванометр аналогічно показує відхилення. Також було помічено, що швидше змінюється магнітне поле, тим більшою буде індукована ЕМС або напруга в котушці.

Висновок: На підставі цього експерименту Фарадей зробив висновок, що завжди, коли є відносний рух між провідником і магнітним полем, зв'язок потоку з котушкою змінюється, і ця зміна потоку індукує напругу на котушці.

Майкл Фарадей сформулював два закони на підставі вищезазначених експериментів. Ці закони називаються законами електромагнітної індукції Фарадея.

Перший закон Фарадея

Якась зміна магнітного поля котушки дроту призведе до індукції ЕМС в котушці. Ця індукована ЕМС називається індукованою ЕМС, і якщо провідник замкнутий, то струм також буде циркулювати через контур, і цей струм називається індукованим струмом.
Методи зміни магнітного поля:

1. Шляхом переміщення магніта до або від котушки

2. Шляхом переміщення котушки в магнітне поле або з нього

3. Шляхом зміни площі котушки, розташованої в магнітному полі

4. Шляхом обертання котушки відносно магніта