Faraday의 법칙은 전자기의 기본 법칙으로, 필드 (자기)이 EMF를 생산하기 위해 회로와 어떻게 상호 작용하는지 예측하는 데 도움이됩니다. 이것은 전자기 유도라고합니다.
Faraday는 1831 년에 전자기 유도 법칙을 제안했습니다. Faraday의 법칙 또는 전자기 유도 법은 그의 실험의 결과입니다. Faraday는 전자기 유도 현상을 발견하기 위해 세 가지 실험을 수행했습니다.
와이어 코일의 자기 환경의 변화는 코일에서 EMF를 생성 할 것입니다. 변화가 어떻게 생성 되더라도 EMF가 생성됩니다.
전자기 유도
전자기 유도는
의 과정입니다- 도체는 특정 위치에 놓여지고 자기장은 다양하게 유지됩니다
- 자기장은 고정되어 있고 도체가 움직입니다.
이것은 전기 도체를 가로 질러 전자 력을 생성합니다.
Michael Faraday는 1830 년에 유도 법을 발견했습니다.
전자기 유도는 자기장을 가로 질러 이동하는 도체에 의한 EMF의 유도 또는 자기장에서 자기 플럭스의 변화입니다.
이것은 도체가 움직이는 자기장, AC 전원이 사용될 때 또는 도체가 고정 자기장에서 지속적으로 움직일 때 발생할 때 발생합니다.
Michael Faraday는이 전자기 유도 법을 발견했습니다. 그는 선행 와이어를 만들었고 회로를 가로 질러 전압을 측정 한 장치에 연결했습니다. 회로의 전압은 막대 자석이 회로를 통과 할 때 측정됩니다. 이것의 중요성은 배터리가 아닌 자기장을 사용하여 회로에서 전기 에너지를 생산하는 방법이라는 것입니다. 전자기 유도는 발전기, 변압기 및 모터와 같은 기계에 사용됩니다.
Faraday의 전자기 유도 법칙
첫 번째 법률
도체가 변화하는 자기장에 넣을 때, 유도 된 EMF가 생성되고, 도체가 폐쇄 회로 인 경우, 유도 된 전류가이를 통해 흐릅니다.
제 2 법칙
유도 된 전자기장의 크기는 플럭스 변화 속도와 동일하다는 것을 나타냅니다.
전자기 유도를위한 공식
Faraday의 전자기 유도 법칙은 그의 실험에 근거하여 코일에서 유도 된 전압의 양은 코일의 회전 수와 변화하는 자기장에 비례한다고 말합니다.
이제 공식을 추론 할 수 있습니다.
e =n × dφ/dt
여기,
E =유도 전압
n =코일의 회전 수
φ =자기 플럭스
t =시간
렌츠의 전자기 유도 법칙
EMF가 Faraday의 법칙에 따라 유도되면, 유도 된 EMF의 극성 (방향)은 그 세대의 원인에 반대합니다. 이것은 전자기 유도의 렌츠 법칙입니다.
Lenz의 법칙에 대한 공식은 다음과 같습니다.
e =-n (dφ/ dt)
와상 전류
현재는 변화를 반대하는 자기장을 생성하는 방식으로 소용돌이칩니다. 이것은 전자기 유도의 렌츠 법칙입니다. 에디 전류는 서로 반대하는 경향이 있기 때문에 에너지를 낭비합니다. 에디 전류는 운동 에너지와 같은 더 유용한 에너지를 열로 변환하여 항상 유용하지는 않습니다. 사용 가능한 에너지의 손실은 많은 응용 분야에서 바람직하지 않지만 일부 유익한 응용 프로그램이 있습니다.
- 일부 열차 브레이크. 브레이크는 제동 중에 금속 휠을 자기장에 노출시켜 와이드 전류가 휠에 형성됩니다. 적용된 필드와 와상 전류 사이의 자기 상호 작용에 의해 휠이 느려집니다. 충격이 커질수록 바퀴가 더 빨라질 수 있습니다. 따라서 기차가 속도가 느려질 때 제동력이 감소하여 부드러운 정지를 초래합니다. .
- 비자 성 금속 물질로 만들어진 고정 된 코어를 갖는 갤비 미터는 거의 없다. 코일이 진동하면 코어의 에디 전류가 움직임에 반대하고 코일을 정지로 가져옵니다.
- 유도 용광로에서 금속의 용융은 합금을 만드는 데 사용될 수 있습니다. 금속의 와전류는 매우 높은 온도를 생성합니다.
전자기 유도의 적용
AC 생성기 및 전기 변압기의 전자기 유도는 일부 용도입니다.
AC 생성기의 전자기 유도
보다 고급 장비는 100mV 출력 용량을 갖춘 AC 발전기입니다. 코일이 자기장 B에서 회전 할 때 루프의 유효 영역은 COSθ와 같으며, 여기서 θ는 A와 B의 각도입니다. 기본 AC 생성기의 작동 원리는 플럭스 변화를 생성하는 이러한 접근법입니다. 회전 코일의 축은 자기장 방향에 수직입니다. 코일이 회전함에 따라 코일을 통한 자기 플럭스는 코일에서 EMF가 유도됩니다.
전기 변압기
전기 변압기는 전자기 유도의 또 다른 주요 적용입니다. 변압기는 자기장을 사용하여 AC 전력을 한 전압 레벨에서 다른 전압으로 이동시키는 장치입니다. 스텝 다운 변압기의 1 차 전압은 보조 전압보다 높습니다. 스텝 업 변압기는 2 차 전압에 추가 회전이있는 변압기입니다. 전압을 100kV로 향상시키기 위해 전력 회사는 스텝 변압기를 사용하여 전류를 줄이고 전송 라인의 전력 손실을 줄입니다. 반면에 가정 회로는 스텝 다운 변압기를 사용하여 전압을 120 또는 240 v로 줄입니다.
결론
모든 테스트를 수행 한 후 Faraday는 도체와 자기장이 상대적으로 움직이면 코일과 플럭스 커플 링이 변경되었고 플럭스의 변화가 코일을 가로 질러 전압을 생성한다는 결론에 도달했습니다.
Faraday의 법칙에 따라 자기 플럭스 또는 자기장이 시간에 따라 달라질 때 전자력이 생성됩니다. 앞의 실험에 근거하여 Michael Faraday는 위의 유명한 두 법을 만들었습니다.
