- Wat is de wet van Faraday?
- Geschiedenis van de wet van Faraday
- formule van de wet van Faraday
- Voorbeelden van toepassingen van de wet van Faraday
- wet van Lenz
We leggen uit wat de wet van Faraday is, elektromagnetische inductie, zijn geschiedenis, formule en voorbeelden. Ook de wet van Lenz.
De wet van Faraday bestudeert de elektromagnetische kracht in een gesloten circuit.Wat is de wet van Faraday?
De wet van elektromagnetische inductie van Faraday, kortweg de wet van Faraday genoemd, werd in 1831 geformuleerd door de Britse wetenschapper Michael Faraday. Deze wet kwantificeert de relatie tussen een veranderend magnetisch veld in de weer en de elektrisch veld gecreëerd door deze veranderingen.
De verklaring van genoemde wet luidt:
"De geïnduceerde spanning in een gesloten circuit is recht evenredig met de snelheid van verandering in de tijd van de magnetische flux die door elk oppervlak gaat met het circuit zelf als een rand."
Om dit volledig te begrijpen, zal het nodig zijn om het experiment van Faraday te herzien: a batterij stroom toegevoerd aan een kleine spoel, waardoor eenmagnetisch veld door de windingen van de spoel (metalen kabels gewikkeld op hun eigen as). Toen deze spoel in en uit een grotere werd bewogen, veranderde het magnetische veld (in de loop van de tijd door de ) beweging) gegenereerd a Spanning op de grote spoel die met een galvanometer kon worden gemeten.
Uit dit experiment en de formulering van de wet van Faraday kwamen talrijke conclusies met betrekking tot het genereren van elektrische energie, die de sleutel waren tot de wet van Lenz en tot het moderne beheer van elektriciteit.
Geschiedenis van de wet van Faraday
Michael Faraday (1791-1867) was de bedenker van centrale ideeën rond de elektriciteit en demagnetisme.
Faraday was buitengewoon opgewonden toen de Deense natuurkundige Oersted in 1820 empirisch de relatie tussen elektriciteit en magnetisme aantoonde, waarbij hij opmerkte dat een stroomgeleidende draad een magnetische naald op een kompas kon bewegen.
Faraday ontwierp meerdere experimenten. Hij wikkelde bijvoorbeeld twee draadmagneten om een ijzeren ring en zag dat als hij met een schakelaar stroom door een van de magneetventielen liet lopen, er een stroom werd opgewekt in het andere. Faraday schreef het verschijnen van stroom toe aan veranderingen in de magnetische flux in de loop van de tijd.
Faraday was dan ook de eerste die de relatie tussen magnetische velden en elektrische velden aantoonde, zoals blijkt uit de twee beschreven experimenten. In feite werd de vergelijking van de wet van Faraday een onderdeel van de uitspraken van Maxwell.
formule van de wet van Faraday
De wet van Faraday wordt meestal uitgedrukt door de volgende formule:
EMF (Ɛ) = dϕ / dt
Waar FEM of Ɛ vertegenwoordigen de geïnduceerde elektromotorische kracht (de spanning), en dϕ / dt is de temporele variatiesnelheid van de magnetische flux ϕ.
Voorbeelden van toepassingen van de wet van Faraday
Alledaagse voorwerpen zoals elektrische ovens worden mogelijk gemaakt door de wet van Faraday.
Vrijwel alle elektrische technologie is gebaseerd op de wet van Faraday, vooral met betrekking tot generatoren, transformatoren en elektromotoren.
De gelijkstroommotor was bijvoorbeeld gebaseerd op het gebruik van een schijf van koper die tussen de uiteinden van een magneet roteerde, waardoor een gelijkstroom.
Uit dit ogenschijnlijk eenvoudige principe volgt de uitvinding van complexe dingen als een transformator, een generator van wisselstroom, een magneetrem of een elektrisch fornuis.
wet van Lenz
Deze wet komt voort uit de toepassing van deprincipe van behoud van energie op elektromagnetische inductie, waardoor het verkrijgen van de gevolgtrekking dat de EMF die wordt geproduceerd door een veranderende magnetische flux (de wet van Faraday), een stroom genereert met een richting die tegengesteld is aan de variatie van de flux die deze produceert.
Dit wordt, in wiskundige termen, vertaald in de toevoeging aan de wet van Faraday van een negatief teken, op deze manier geformuleerd:
EMF (Ɛ) = - (dϕ / dt)
Deze wet is van fundamenteel belang om de richting te bepalen en te regelen waarin de elektrische stroom van een circuit reist. De naam is te danken aan het feit dat de Duitse wetenschapper Heinrich Lenz het in 1834 formuleerde.