กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์

เมื่อสนามแม่เหล็กที่ผ่านวงลวดเปลี่ยน มันสร้างแรงดันในวงนั้น — แม้ไม่มีแบตเตอรี่ต่อ เปลี่ยนสนามเร็วขึ้นก็ได้แรงดันมากขึ้น นี่คือวิธีที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเปลี่ยนการเคลื่อนที่เป็นไฟฟ้า

สูตร

ε = −ΔΦ / Δt

  • ε — แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (V): แรงดันที่เกิดในวงลวด
  • Φ — ฟลักซ์แม่เหล็ก (Wb): ปริมาณสนามแม่เหล็กที่ผ่านวงลวด
  • t — เวลา (s): การเปลี่ยนฟลักซ์ใช้เวลานานเพียงใด

ตัวอย่างที่แก้ไข

ฟลักซ์แม่เหล็กผ่านวงลวดลดลง 6 เวเบอร์ใน 3 วินาที เหนี่ยวนำแรงดันเท่าใด

  • ΔΦ = 6 Wb
  • Δt = 3 s
  1. ε = −ΔΦ / Δt
  2. ε = −(6 Wb) / (3 s)

ε = −2 V

ทดสอบความเข้าใจของคุณ

ฟลักซ์ยังเปลี่ยน 6 เวเบอร์ แต่เกิดใน 2 วินาทีแทน 3 ขนาดแรงดันเหนี่ยวนำตอนนี้เท่าใด
  • 2 V
  • คำตอบที่ถูกต้อง: 3 V
  • 12 V

ถูกต้อง! การเปลี่ยนแปลงที่เร็วกว่าหมายถึงแรงดันมากกว่า: 6 Wb ÷ 2 s = 3 V

ตามกฎของเลนซ์ กระแสที่เหนี่ยวนำจากฟลักซ์ที่เปลี่ยนจะสร้างสนามแม่เหล็กของตัวเองที่…
  • คำตอบที่ถูกต้อง: ต้านการเปลี่ยนฟลักซ์
  • ตามการเปลี่ยนฟลักซ์
  • ไม่มีผลกับฟลักซ์

แม่นเลย กระแสเหนี่ยวนำต่อสู้กับการเปลี่ยนที่สร้างมันเสมอ นี่คือเหตุที่สูตรมีเครื่องหมายลบ

พบเห็นได้ที่ไหน

โรงไฟฟ้าทุกแห่งบนโลกคือกฎนี้ในมาตราส่วนอุตสาหกรรม: แม่เหล็กที่หมุนอยู่กวาดฟลักซ์ที่เปลี่ยนแปลงผ่านคอยล์ แล้วแรงดันที่ส่งมาถึงเต้ารับไฟตามผนังบ้านคุณก็ออกมา ไดนาโมจักรยานคือฉบับพกพา — การปั่นของคุณหมุนแม่เหล็ก และไฟหน้าก็สว่างโดยไม่มีแบตเตอรี่อยู่ในวงจรเลย

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

หัวใจสำคัญคือความเปลี่ยนแปลง: สนามแม่เหล็กที่ใหญ่มหาศาลแต่คงที่สมบูรณ์แบบผ่านวงลวดไม่เหนี่ยวนำอะไรเลย — มีเพียงฟลักซ์ที่เปลี่ยนแปลงเท่านั้นที่ผลิตแรงดัน, ε = −ΔΦ / Δt และมันเป็นอัตรา ไม่ใช่ปริมาณ: การเปลี่ยนแปลง 6 Wb เท่าเดิมที่ทำใน 2 s แทนที่จะเป็น 3 s จะยกแรงดันจาก 2 V เป็น 3 V ส่วนเครื่องหมายลบคือกฎของเลนซ์ — กระแสที่เหนี่ยวนำขึ้นมาจะต่อต้านการเปลี่ยนแปลงที่ให้กำเนิดมันเสมอ ไม่ยอมให้มีของฟรี

เชื่อมโยงอย่างไร

บทนี้ทำคู่ที่แรงลอเรนซ์เริ่มต้นไว้ให้สมบูรณ์: สนามผลักประจุ และบัดนี้สนามที่เปลี่ยนแปลงสร้างแรงดันที่ทำให้ประจุเคลื่อนที่ — โดยไม่ต้องมีแบตเตอรี่ แรงผลักต้านของเลนซ์คือหลักการอนุรักษ์พลังงานกำลังพูดออกมา และการสั่นพ้องของวงจร AC ในบทถัดไปคือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อแรงดันเหนี่ยวนำนี้ไปพบตัวเก็บประจุในวงจรที่ถูกขับให้ไปกลับ

ลองการจำลองแบบโต้ตอบ

แนวคิดที่เกี่ยวข้อง