자연에서 전기와 자기는 서로 관련이 있습니다. 자기장이 전류 운반 와이어 주위에서 유도 될 때 마찬가지로 변화하는 자기장도 전기장을 유도 할 수 있습니다. 다양한 자기장에 의해 전류가 생성되는이 현상을 전자기 유도 (EMI)라고합니다.
전류와 관련된 실험을 수행하는 동안 Oersted 경은 자기장이 전류 운반 도체와 관련이 있음을 보여 주었다. 나침반이 전류 운반선 근처에 가져 오면 편향됩니다. 이것은 전류 운반 와이어 주위에 자기장이 유도되었음을 증명하는 데 도움이됩니다.
전류가 자기장을 생산할 수 있다면 의문의 여지가 발생하는 것은 자기장이 전기장을 유도 할 수 있습니까?
질문에 대한 대답은 예, 자기장을 변경하면 전기장이 유도됩니다. 다양한 자기장에 의해 전류가 생성되는이 현상은 전자기 유도 (EMI)라고합니다.
Michael Faraday는 자기장이 변경 될 때 전류가 폐쇄 루프로 유도되었음을 입증했습니다.
Faraday의 실험
전자기 유도의 발견은 Faraday와 Henry가 수행 한 실험을 기반으로합니다.
실험은 검도계에 연결된 전도성 코일로 구성되었습니다. 코일 쪽을 향한 극 중 하나가있는 막대 자석을 코일쪽으로 이동시켰다. 검류계의 포인터가 편향되는 것으로 관찰되었다. 그런 다음 자석을 코일에서 멀어지게하고 이제는 검류계의 포인터가 반대쪽으로 편향되었습니다. 포인터의 편향은 코일에서 전류의 흐름을 나타냅니다.
마찬가지로, 우리가 막대 자석을 고정시키고 자기장 내에서 코일을 앞뒤로 움직이면 코일에 전류가 유도됩니다.
이 실험은 코일과 자석 사이의 상대 운동이 코일에서 전류의 생성 (유도)을 담당 함을 보여 주었다.
Faraday의 법칙
따라서 Faraday의 법칙은 도체와 자기장 사이에 상대 운동이있을 때마다 EMF / 전압이 회로에 유도된다고 언급됩니다. 유도 된 EMF는 차례로 회로에서 유도 된 전류를 생성한다. 또한 유도 된 EMF / 유도 전압의 크기는 자기 플럭스의 변화 속도에 비례합니다.
패러데이 법의 수학적 표현 :
유도 된 EMF (e) α dφ/dt….
여기서 φ는 자기 플럭스
입니다"유도 된 EMF (유도 전압)는 자기 플럭스의 시간 변화 속도에 비례합니다."
- 렌츠의 법칙
Lenz는 유도 된 EMF의 극성을주는 법을 추론했습니다.
법의 진술은“유도 된 EMF의 극성은 그것을 생성 한 자기 플럭스의 변화를 반대하는 전류를 생성하는 경향이 있습니다.
따라서 Lenz 법과 함께 Faraday의 법칙은 다음과 같이 수학적으로 표현 될 수 있습니다-
emf (e) =-dφ /dt
음의 부호는 유도 된 EMF가 변화하는 자기 플럭스에 반대한다는 것을 나타냅니다.
- 자기 플럭스 - 영역을 통과하는 자기장 라인의 수로 정의 할 수 있습니다. 자기 플럭스의 Si 단위는 Weber 또는 Tesla 미터 제곱입니다. 스칼라 수량입니다.
자기 플럭스 φ =B.A…
여기서 b =자기장 벡터, a =면적 벡터.
따라서 자기 플럭스를 변경하려면 다음 조건 중 하나를 만족시켜야합니다.
- b (t)
자기장은 시간에 따라 변화하고 있습니다. 즉, 자기장은 시간 의존적입니다.
- a (t)
시간에 따라 영역이 변경됩니다. 자기장에 유지 된 회로 또는 코일 루프의 영역이 변하는 경우.
- θ (t)
Theta는 시간이 지남에 따라 변경됩니다. 코일 루프가 회전하는 경우 면적 벡터와 자기장 사이의 각도입니다.
패러데이 법의 적용 - 전자기 유도
Faraday의 법칙은 전자기의 가장 기본적이고 중요한 법칙 중 하나입니다. 이 법은 전기 기계, 산업 등에 적용되는 것을 발견합니다.
- 파라데이의 법칙에 따라 전력 변압기 기능.
- 발전기의 기본 작업 원칙은 Faraday의 법칙입니다.
- 유도 쿠커는 Faraday의 법칙에 기초하여 작동합니다.
- 일렉트릭 기타
결론
자연에서 전기와 자기는 서로 관련이 있습니다. 다양한 자기장에 의해 전류가 생성되는 현상을 전자기 유도 (EMI)라고합니다.
따라서 전자기 유도는 전기와 자기 사이의 상호 관계 인 현상이다. 변화하는 자기장에 보관 된 폐쇄 루프에서 전류 생성을 설명하는 원칙입니다.
Michael Faraday 실험은 자기 플럭스의 시간 속도로 인해 폐쇄 코일에서 유도 된 EMF의 생성의 기본 원리를 보여 주었다. 따라서 Faraday의 법칙에 따르면 유도 된 EMF (유도 전압)는 자기 플럭스의 시간 속도에 비례합니다. 반면 Lenz는 유도 된 EMF의 극성을주는 법을 언급했습니다.
따라서 Lenz 법과 함께 Faraday의 법칙은 다음과 같이 수학적으로 표현 될 수 있습니다.
유도 된 EMF (e) =- 자기 플럭스의 시간 속도 (dφ/dt).
- Faraday의 법칙은 전자기파를 설명하는 Maxwell 방정식에 중요합니다.
