Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » قانون فاراداي للحث (الشكل الكامل)

قانون فاراداي للحث (الشكل الكامل)

1831
  • Michael Faraday
مايكل فاراداي يوضح مبادئ الكهرومغناطيسية في مختبر قديم.

(صورة توضيحية فقط)

This law states that the electromotive force (EMF, [latex]\mathcal{E}[/latex]) induced in any closed circuit is equal to the negative of the time rate of change of the magnetic flux ([latex]\Phi_B[/latex]) through the circuit. The mathematical expression is [latex]\mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt}[/latex]. This principle is the basis for electric generators, transformers, and inductors, describing the macroscopic effect of induction.

The integral form of Faraday’s law of induction provides a macroscopic view of the relationship between a changing magnetic environment and an electrical circuit. It defines the electromotive force, or EMF ([latex]\mathcal{E}[/latex]), as the line integral of the electric field [latex]\mathbf{E}[/latex] around a closed loop [latex]\partial\Sigma[/latex]: [latex]\mathcal{E} = \oint_{\partial\Sigma} \mathbf{E} \cdot d\mathbf{l}[/latex]. This EMF represents the total voltage that would be measured by a voltmeter placed in the loop if it were cut open. The law equates this EMF to the rate of change of magnetic flux, [latex]\Phi_B[/latex], passing through the surface [latex]\Sigma[/latex] bounded by the loop.

Magnetic flux is defined as the surface integral of the magnetic field [latex]\mathbf{B}[/latex] over the surface [latex]\Sigma[/latex]: [latex]\Phi_B = \iint_\Sigma \mathbf{B} \cdot d\mathbf{A}[/latex]. Therefore, the full law is written as [latex]\oint_{\partial\Sigma} \mathbf{E} \cdot d\mathbf{l} = -\frac{d}{dt} \iint_\Sigma \mathbf{B} \cdot d\mathbf{A}[/latex]. The negative sign, formalized by Lenz’s law, indicates that the induced EMF creates a current that generates a magnetic field opposing the original change in flux. This opposition is a manifestation of the conservation of energy.

This law is remarkably general. The change in flux can be caused by several factors: the magnetic field itself can change in strength, the loop can change its area, the orientation of the loop relative to the field can change, or any combination of these. This تعدد الاستخدامات explains its application in a vast range of devices. For instance, in an AC generator, a coil of wire (the loop) is rotated in a constant magnetic field, continuously changing the orientation and thus the flux, inducing a sinusoidal EMF. In a transformer, a changing current in a primary coil creates a changing magnetic field, which in turn induces an EMF in a secondary coil.

UNESCO Nomenclature: 2205
– Electromagnetism

يكتب

Physical Law

خلل

Revolutionary

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • اكتشاف الخصائص المغناطيسية للحجر المغناطيسي
  • William Gilbert’s work on magnetism (‘De Magnete’, 1600)
  • Hans Christian Ørsted’s observation that electric currents create magnetic fields (1820)
  • André-Marie Ampère’s mathematical description of electromagnetism

التطبيقات

  • المحولات الكهربائية
  • مولدات التيار المتردد
  • المحركات الحثية
  • المحاثات في الدوائر الإلكترونية
  • قارئات الشريط المغناطيسي لبطاقات الائتمان
  • لاقطات الجيتار الكهربائي
  • قواطع دائرة الأعطال الأرضية (GFCIs)

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • wearable textiles that generate power from the wearer’s movement through earth’s magnetic field
  • توليد الطاقة على نطاق واسع من تيارات المحيط التي تحرك مياه البحر الموصلة عبر المجالات المغناطيسية الساكنة
  • أجهزة استشعار ذاتية التشغيل لمراقبة البنية التحتية والتي تحصد الطاقة من المجالات المغناطيسية المحيطة بالتيار المتردد
  • أنظمة الكبح للنقل عالي السرعة التي تحول الطاقة الحركية مباشرة إلى طاقة كهربائية مخزنة عن طريق الحث
  • أنظمة الشحن اللاسلكي المدمجة في الطرق للسيارات الكهربائية
  • الأجهزة الطبية القابلة للزرع والتي تعمل بواسطة مجالات مغناطيسية خارجية متغيرة مع الزمن
  • عدادات التدفق غير التلامسية للسوائل الموصلة في الأنابيب الصناعية
  • أدوات المسح الجيوفيزيائي التي ترسم خريطة التوصيل تحت السطح عن طريق قياس التيارات الدوامية المستحثة
Related to: faraday’s law, integral form, electromotive force, magnetic flux, induction, lenz’s law, electric generator, transformer.

السياق التاريخي

قانون فاراداي للحث (الشكل الكامل)

1822
1827
1829
1831
1831
1833
1834
1822
1824
1827
1831
1831
1832
1834
1835

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.