دل نوشته ها ی نقش و آموزش ریاضی  

القای الکترومغناطیسی فارادی

قانون فارادی: در سال 1831، مایکل فارادی دو قانون را بر اساس آزمایشات تدوین کرد. این قوانین را قوانین القای الکترومغناطیسی فارادی می نامند.

قانون اول: قانون اول القای الکترومغناطیسی فارادی بیان می کند که هر گاه رسانایی در یک میدان مغناطیسی متغیر قرار گیرد emf القایی می شود که به آن emf القایی می گویند، اگر مدار هادی بسته باشد جریانی نیز القا می شود که به آن جریان القایی می گویند. (یا) هرگاه هادی در میدان مغناطیسی بچرخد emf القا می شود که emf القایی هستند.

قانون دوم: قانون دوم القای الکترومغناطیسی فارادی بیان می کند که emf القایی برابر با نرخ تغییر پیوندهای شار است (پیوندهای شار حاصل ضرب چرخش، n سیم پیچ و شار مرتبط با آن است).

رابطه بین EMF القایی و شار:
در این آزمایش، یک آهنربا و یک سیم پیچ به همراه یک گالوانومتر در سراسر سیم پیچ گرفته می شود. در هنگام راه اندازی آهنربا در حالت سکون خواهد بود، بنابراین هیچ انحرافی در گالوانومتر وجود نخواهد داشت، یعنی سوزن گالوانومتر در مرکز یا موقعیت صفر قرار دارد. هنگامی که آهنربا به سمت سیم پیچ حرکت می کند، سوزن گالوانومتر به هر جهت (به جلو یا عقب) منحرف می شود.

همانطور که آهنربا در آن موقعیت ثابت نگه داشته می شود، سوزن گالوانومتر به موقعیت صفر برمی گردد. اکنون که آهنربا از سیم پیچ دور می شود، مقداری انحراف در سوزن ایجاد می شود اما در جهت مخالف و دوباره وقتی آهنربا در آن نقطه نسبت به سیم پیچ ثابت می ماند، سوزن گالوانومتر به حالت صفر برمی گردد. به طور مشابه اگر آهنربا ثابت نگه داشته شود و سیم پیچ به سمت آهنربا حرکت کند، گالوانومتر انحراف را به روشی مشابه نشان می دهد. همچنین مشاهده می‌شود که هرچه سرعت تغییر میدان مغناطیسی بیشتر باشد، ولتاژ یا emf القایی در سیم‌پیچ بیشتر خواهد بود.

کاربرد القایی EM فارادییک موتور EM ساده بر اساس اصل القایی EM فارادی کار می کند.

کاربردهای قانون فارادی:
قانون فارادی یکی از اساسی ترین و مهم ترین قوانین الکترومغناطیس است. این قانون در بیشتر ماشین‌های الکتریکی، صنایع و رشته‌های پزشکی و غیره کاربرد دارد. ایده خطوط نیرو فارادی در معادلات معروف ماکسول استفاده می‌شود. طبق قانون فارادی تغییر میدان مغناطیسی باعث ایجاد تغییر در میدان الکتریکی می شود و برعکس آن در معادلات ماکسول استفاده می شود. اجاق القایی، سریع ترین روش پخت و پز است. همچنین بر اساس اصل القاء متقابل کار می کند. هنگامی که جریان از سیم پیچ سیم مسی که در زیر ظرف پخت قرار داده شده است عبور می کند، یک میدان مغناطیسی در حال تغییر ایجاد می کند.