بيت » Motional Electromotive Force

Motional Electromotive Force

1890
  • Hendrik Lorentz

Motional EMF is generated when a conductor moves through a magnetic field. The magnetic component of the Lorentz force, [latex]\mathbf{F} = q(\mathbf{v} \times \mathbf{B})[/latex], acts on the charge carriers within the conductor, causing them to move and create a charge separation. This separation establishes an electric field and a potential difference. The resulting EMF is given by the line integral [latex]\mathcal{E} = \oint (\mathbf{v} \times \mathbf{B}) \cdot d\mathbf{l}[/latex].

Motional EMF is a direct consequence of the Lorentz force acting on mobile charges inside a conductor that is moving relative to a magnetic field. As the conductor moves with velocity [latex]\mathbf{v}[/latex] through a magnetic field [latex]\mathbf{B}[/latex], the free charges (electrons) within it experience a magnetic force [latex]\mathbf{F}_m = q(\mathbf{v} \times \mathbf{B})[/latex]. This force is perpendicular to both the velocity and the magnetic field, causing the charges to accumulate at one end of the conductor, leaving the other end with a net positive charge. This charge separation creates an internal electrostatic field [latex]\mathbf{E}_e[/latex] that opposes the further migration of charges. Equilibrium is reached when the electrostatic force [latex]\mathbf{F}_e = q\mathbf{E}_e[/latex] exactly balances the magnetic force, i.e., [latex]q\mathbf{E}_e = -q(\mathbf{v} \times \mathbf{B})[/latex].

The effective electric field experienced by the charges, [latex]\mathbf{E}_{eff} = \mathbf{v} \times \mathbf{B}[/latex], is a non-conservative field that drives the current. The EMF is the work done per unit charge by this effective field integrated along the length of the conductor. For a straight wire of length [latex]L[/latex] moving perpendicular to a uniform field [latex]B[/latex], the EMF simplifies to [latex]\mathcal{E} = BLv[/latex]. While motional EMF can be seen as a specific case of Faraday’s law of induction (in terms of changing flux), the Lorentz force perspective provides a more microscopic explanation of the mechanism responsible for the charge separation and the resulting voltage.

UNESCO Nomenclature: 2205
– Electricity and Magnetism

النوع

Physical Phenomenon

Disruption

Substantial

الاستخدام

Widespread Use

Precursors

  • Michael Faraday’s discovery of electromagnetic induction
  • James Clerk Maxwell’s equations of electromagnetism
  • Discovery of the electron by J.J. Thomson

التطبيقات

  • homopolar generators
  • railguns
  • magnetohydrodynamic (mhd) generators
  • eddy current brakes
  • electrodynamic tethers in space

براءات الاختراع:

NA

Potential Innovations Ideas

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
Related to: motional EMF, Lorentz force, magnetic field, conductor, velocity, generator, charge separation, induction

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مدير مشروع أو بحث وتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم حسب التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

Historical Context

(if date is unknown or not relevant, e.g. "fluid mechanics", a rounded estimation of its notable emergence is provided)

Related Invention, Innovation & Technical Principles

انتقل إلى الأعلى

قد يعجبك أيضاً