패러데이의 법칙이란 무엇입니까?

패러데이의 법칙이 무엇인지, 전자기 유도와 그 역사, 공식 및 예를 설명합니다. 또, 렌츠의 법칙.

패러데이의 법칙은 폐쇄 회로의 전자기력을 연구합니다.

패러데이의 법칙이란 무엇입니까?

간단히 패러데이의 법칙으로 알려진 패러데이의 전자기 유도 법칙은 1831년 영국 과학자 마이클 패러데이 에 의해 공식화되었습니다. 이 법칙은  시간에 따라 변하는 자기장 과 이러한 변화에 의해 생성되는 전기장 사이의 관계를 정량화합니다 .

해당 법률의 진술은 다음과 같습니다.

“폐쇄 회로에 유도된 전압은 회로 자체를 가장자리로 사용하여 표면을 통과하는 자속의 시간에 따른 변화율에 정비례합니다.”

이를 완전히 이해하려면 배터리 가 작은 코일에 전류를 공급하여  코일의 회전(자체 축에 감겨 있는 금속 케이블)을 통해 자기장을 생성 하는 패러데이의 실험을 검토할 필요가 있습니다 . 이 코일이 더 큰 코일 안팎으로 움직일 때, 그 자기장( 움직임 으로 인해 시간에 따라 변화 ) 은 검류계로 측정할 수 있는 큰 코일에 전압을 생성했습니다.

이 실험과 패러데이 법칙의 공식화를 통해 렌츠 법칙과 현대 전기 관리의 핵심인 전기 에너지 생성에 관한 수많은 결론이 도출되었습니다 .

도움이 될 수 있습니다: 전자기학

패러데이 법칙의 역사

마이클 패러데이(Michael Faraday)는 전자기학과 전기화학을 공부했습니다.

마이클 패러데이(Michael Faraday, 1791-1867)는 전기 와  자기를 둘러싼 중심 사상의 창시자였습니다 .

패러데이는 덴마크 물리학자 외르스테드가 1820년에 전류 전도선이 자화된 나침반 바늘을 움직일 수 있음을 확인하면서 전기와 자기 사이의 관계를 경험적으로 증명했을 때 크게 흥분했습니다 .

패러데이는 여러 실험을 설계했습니다 . 예를 들어, 그는 철제 고리에 두 개의 와이어 솔레노이드를 감았고, 스위치를 사용하여 솔레노이드 중 하나에 전류를 흘렸을 때 다른 솔레노이드에도 전류가 유도된다는 사실을 발견했습니다. 패러데이는 전류의 출현이 시간에 따른 자속의 변화에 따른 것이라고 생각했습니다.

결과적으로 패러데이는 설명된 두 가지 실험에서 볼 수 있듯이  자기장과 전기장 사이의 관계를 최초로 입증했습니다 . 사실, 패러데이 법칙의 방정식은 맥스웰 법칙의 일부가 되었습니다.

패러데이의 법칙 공식

패러데이의 법칙은 일반적으로 다음 공식으로 표현됩니다.

EMF(ψ) = dψ/dt

여기서 FEM 또는 τ는 유도 기전력(전압)을 나타내고 dψ/dt  는 자속 ψ 의 시간적 변화율입니다 .

패러데이 법칙의 적용 예

패러데이의 법칙 덕분에 전기 오븐과 같은 일상적인 물건이 가능해졌습니다.

거의 모든 전기 기술 , 특히 발전기, 변압기 및 전기 모터와 관련된 기술은 패러데이의 법칙을 기반으로 합니다 .

예를 들어,  직류 모터는 자석 끝 사이에서 회전하여 직류를 생성하는 구리 디스크  를 사용하는 것을 기반으로 했습니다 .

이 명백히 단순한 원리로부터 변압기, 교류 발전기 , 자기 브레이크 또는 전기 스토브와 같은 복잡한 것들이 발명되었습니다  .

렌츠의 법칙

이 법칙은 에너지 보존 원리를 전자기 유도에 적용한 것에서 비롯됩니다  . 이를 통해 변화하는 자속(패러데이의 법칙)에 의해 생성된 EMF가 생성 하는 흐름의 변화에 반대되는 방향 으로 전류를 생성한다는 결론을 내릴 수 있습니다. 그것.

이는 수학적인 용어로 패러데이의 법칙에 음수 기호를 추가하는 것으로 해석되며 다음과 같이 공식화됩니다.

EMF(ψ) = -(dψ/dt)

이 법칙은  회로의 전기 흐름이 이동하는 방향을 결정하고 제어하는 데 기본이 됩니다 . 그 이름은 독일 과학자 하인리히 렌츠(Heinrich Lenz)가 1834년에 공식화한 데서 유래되었습니다.

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