Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » EMF from Faraday’s Law of Induction

EMF from Faraday’s Law of Induction

1831
  • Michael Faraday
Michael Faraday demonstrating electromagnetic induction in a vintage laboratory setting.

(صورة توضيحية فقط)

مصدر رئيسي لـ electromotive force هو الحث الكهرومغناطيسي، الذي يصفه قانون فاراداي. وينص على أن التدفق المغناطيسي المتغير مع الزمن [latex]Phi_B[/latex] عبر حلقة دائرة كهربائية يحث EMF (E). تتناسب شدة القوة الدافعة الكهربائية طرديًا مع معدل تغير التدفق المغناطيسي، وفقًا للمعادلة E = ∫ dΦ_B/dt. هذا المبدأ هو أساس المولدات الكهربائية والمحولات والمحاثات.

يكشف قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي عن صلة وثيقة بين الكهرباء والمغناطيسية. فهو يصف كيف يمكن لبيئة مغناطيسية متغيرة أن تُولّد مجالًا كهربائيًا. هذا المجال الكهربائي المُستحث غير محافظ، أي أن تكامله الخطي حول مسار مغلق لا يساوي الصفر، وهذا التكامل هو تحديدًا القوة الدافعة الكهربائية المُستحثة. الصيغة الرياضية، وهي إحدى معادلات ماكسويل، هي: ∫_C E ⋅ dl = d/dt ∫_S B ⋅ dA، حيث E هو المجال الكهربائي المُستحث، وB هو المجال المغناطيسي، ويُجرى التكامل على closed loop [latex]C[/latex] يحد سطحًا [latex]S[/latex]. تشير الإشارة السالبة، التي ينص عليها قانون لينز، إلى أن القوة الدافعة الكهربائية المستحثة تُنشئ تيارًا يعارض مجاله المغناطيسي التغير الأصلي في التدفق المغناطيسي، وهو مظهر من مظاهر conservation of energy.

يمكن إنتاج هذه الظاهرة بطريقتين: إما بتغيير شدة المجال المغناطيسي بمرور الوقت (كما في المحولات الكهربائية)، أو بتحريك حلقة الدائرة الكهربائية عبر مجال مغناطيسي غير منتظم أو بتغيير اتجاهها (كما في المولدات الكهربائية). كانت القدرة على توليد جهد كهربائي وتيار كهربائي دون مصدر كيميائي مباشر اكتشافًا ثوريًا. فقد مكّن هذا الاكتشاف من تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية على نطاق واسع، ممهدًا الطريق لشبكة الكهرباء الحديثة والاستخدام الواسع النطاق للكهرباء. في كل مرة نستخدم فيها الكهرباء من مقبس الحائط، فإننا نعتمد على القوة الدافعة الكهربائية المتولدة وفقًا لقانون فاراداي في مولدات محطات الطاقة.

UNESCO Nomenclature: 2205
– Electricity and Magnetism

يكتب

Physical Law

خلل

Revolutionary

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • اكتشاف هانز كريستيان أورستد أن التيارات الكهربائية تولد مجالات مغناطيسية
  • صياغة أندريه ماري أمبير لقانون القوة بين التيارات
  • تطوير الجلفانومتر للكشف عن التيارات الكهربائية

التطبيقات

  • مولدات كهربائية
  • محولات
  • المحركات الحثية
  • مواقد الحث
  • قارئات البطاقات المغناطيسية
  • الميكروفونات الديناميكية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • نقل الطاقة لاسلكيًا من خلال الاقتران الحثي الرنان للمباني بأكملها
  • أجهزة استشعار ذاتية التشغيل تحصد الطاقة من المجالات المغناطيسية الضالة بالقرب من خطوط الكهرباء
  • أنظمة الشحن الاستقرائي المدمجة في الطرق السريعة للمركبات الكهربائية المتحركة
  • أجهزة تحفيز الدماغ غير الجراحية باستخدام مجالات مغناطيسية متغيرة مع مرور الوقت يتم التحكم فيها بدقة
  • محولات فائقة الكفاءة باستخدام ملفات فائقة التوصيل ومواد ميتا مغناطيسية
  • نقل البيانات بدون تلامس من خلال الاقتران الاستقرائي في بيئات محكمة الغلق
  • أنظمة الكبح الاستقرائي للسكك الحديدية عالية السرعة التي تتجدد بنسبة 100% من الطاقة الحركية
  • بوابات منطقية حاسوبية تعتمد على التدفق المغناطيسي
Related to: faraday’s law, induction, emf, magnetic flux, electric generator، المحول، معادلات ماكسويل، قانون لينز.

السياق التاريخي

EMF from Faraday’s Law of Induction

1822
1824
1827
1831
1831
1832
1834
1821
1822
1827
1829
1831
1831
1833
1834

(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.