Закон на Фарадей за индукцията
Когато магнитното поле, минаващо през контур жица, се променя, то създава напрежение в контура — дори без прикрепена батерия. Промени полето по-бързо и получаваш по-голямо напрежение; точно така генераторите превръщат движението в електричество.
Формулата
ε = −ΔΦ / Δt
- ε — индуктирана ЕДН (EMF) (V): напрежението, създадено в контура
- Φ — магнитен поток (Wb): количеството магнитно поле, минаващо през контура
- t — време (s): колко дълго отнема промяната в потока
Разрешен пример
Магнитният поток през контур пада с 6 вебера за 3 секунди. Какво напрежение индуктира това?
- ΔΦ = 6 Wb
- Δt = 3 s
- ε = −ΔΦ / Δt
- ε = −(6 Wb) / (3 s)
ε = −2 V
Провери се
Потокът пак се променя с 6 вебера, но сега се случва само за 2 секунди вместо 3. Каква е големината на индуктираното напрежение сега?
- 2 V
- Верен отговор: 3 V
- 12 V
Вярно! По-бърза промяна значи повече напрежение: 6 Wb ÷ 2 s = 3 V.
Според закона на Ленц, токът, индуктиран от променящ се поток, ще създаде собствено магнитно поле, което…
- Верен отговор: се противопоставя на промяната в потока
- съответства на промяната в потока
- няма ефект върху потока
Точно — индуктираният ток винаги се бори обратно срещу промяната, която го е създала, което е защото формулата има минус.
Къде виждаш това
Всяка електроцентрала на Земята е този закон в индустриален мащаб: въртящи се магнити мятат променлив поток през навивки, и навън излиза напрежението, което достига контакта ти. Велосипедната динамо е джобното издание — твоето педалиране върти магнит, и предната светлина свети без батерия в веригата.
Чести грешки
Съществената точка е промяната: огромно, перфектно постоянно магнитно поле през контур индуктира нищо — само променящ се поток произвежда напрежение, ε = −ΔΦ / Δt. После е скорост, не количество: същата промяна 6 Wb, свършена за 2 s вместо 3 s, покачва напрежението от 2 V на 3 V. А минусът е законът на Ленц — индуктираният ток винаги се противопоставя на промяната, която го е създала, отказвайки безплатен обяд.
Как се свързва
Това допълва двойката, която започна силата на Лоренц: полетата бутат заряди, а сега променящите се полета създават напреженията, които задвижват зарядите — без батерия. Противодействащият бутач на Ленц е запазване на енергията, говорещо, а AC резонансът, следващ, е това, което става, когато това индуктирано напрежение срещне кондензатор във верига, задвижвана напред-назад.