Hukum Aruhan Faraday
Apabila medan magnet yang melalui satu gelung wayar berubah, ia mencipta satu voltan dalam gelung itu -- walaupun tiada bateri disambung. Ubah medan lebih pantas, dan anda dapat voltan lebih besar; beginilah tepat penjana menukar gerakan menjadi elektrik.
Formula
ε = −ΔΦ / Δt
- ε — EMF teraruh (V): voltan yang dicipta dalam gelung
- Φ — fluks magnet (Wb): jumlah medan magnet yang melalui gelung
- t — masa (s): berapa lama perubahan fluks itu berlaku
Contoh penyelesaian
Fluks magnet melalui satu gelung turun sebanyak 6 weber sepanjang 3 saat. Berapa voltan yang diaruhkan?
- ΔΦ = 6 Wb
- Δt = 3 s
- ε = −ΔΦ / Δt
- ε = −(6 Wb) / (3 s)
ε = −2 V
Uji diri anda
Fluks itu masih berubah sebanyak 6 weber, tetapi kini berlaku dalam hanya 2 saat dan bukannya 3. Berapakah saiz voltan teraruh sekarang?
- 2 V
- Jawapan betul: 3 V
- 12 V
Betul! Perubahan lebih pantas bermakna lebih banyak voltan: 6 Wb ÷ 2 s = 3 V.
Mengikut hukum Lenz, arus yang teraruh oleh satu fluks berubah akan mencipta medan magnetnya sendiri yang…
- Jawapan betul: menentang perubahan fluks
- memadankan perubahan fluks
- tiada kesan pada fluks
Tepat -- arus teraruh sentiasa melawan balik perubahan yang menciptakannya, sebab itulah formula itu mempunyai tanda tolak.
Di mana anda melihat ini
Setiap loji kuasa di Bumi ialah hukum ini pada skala industri: magnet berputar menyapu fluks berubah melalui gegelung, dan keluarlah voltan yang sampai ke soket dinding anda. Dinamo basikal ialah edisi saku -- pedalan anda memutarkan satu magnet, dan lampu hadapan menyala tanpa bateri dalam litar.
Kesilapan biasa
Perkara penting ialah perubahan: satu medan magnet besar dan betul-betul tetap melalui satu gelung mengaruhkan tiada apa -- hanya fluks berubah menghasilkan voltan, ε = −ΔΦ / Δt. Kemudian ia satu kadar, bukan jumlah: perubahan 6 Wb yang sama dilakukan dalam 2 s berbanding 3 s menaikkan voltan daripada 2 V ke 3 V. Dan tanda tolak itu hukum Lenz -- arus teraruh sentiasa menentang perubahan yang menciptakannya, menolak makan tengah hari percuma.
Bagaimana ia bersambung
Ini melengkapkan pasangan yang dimulakan daya Lorentz: medan menolak cas, dan kini medan berubah mencipta voltan yang menggerakkan cas -- tiada bateri diperlukan. Tolakan bertentangan Lenz ialah keabadian tenaga bersuara, dan resonans AC, seterusnya, ialah apa yang berlaku apabila voltan teraruh ini bertemu satu kapasitor dalam satu litar dipacu bolak-balik.