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EMF from Faraday’s Law of Induction

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

(图片仅供参考)

主要来源 electromotive force 电磁感应是由法拉第定律描述的现象。该定律指出,穿过电路回路的时变磁通量ΦB会在电路中感应出电流。 EMF 电动势(E)的大小与磁通量的变化率成正比,其表达式为 E = dΦ_B/dt。这一原理是发电机、变压器和电感器的基础。

法拉第电磁感应定律揭示了电与磁之间深刻的联系。它描述了变化的磁场环境如何产生电场。这种感应电场是非保守的,这意味着它沿闭合路径的线积分不为零,而这个积分恰好就是感应电动势。其数学表达式(麦克斯韦方程组之一)为:∫_C E · dl = d/dt ∫_S B · dA,其中 E 是感应电场,B 是磁场,积分是在闭合路径上进行的。 closed loop [latex]C[/latex] 包围着曲面 [latex]S[/latex]。负号,由楞次定律形式化,表示感应电动势产生的电流,其磁场阻碍了磁通量的原始变化,这是磁化强度的一种表现。 conservation of energy.

这种现象可以通过两种方式产生:一是随时间改变磁场强度(例如,在变压器中),二是使电路回路在非均匀磁场中移动或改变其方向(例如,在发电机中)。无需直接化学源即可产生电压和驱动电流的能力是一项革命性的发现。它使得机械能大规模转化为电能成为可能,为现代电网和电力的广泛应用铺平了道路。每次我们从墙壁插座使用电力时,我们都依赖于发电厂发电机根据法拉第电磁感应定律产生的电动势。

UNESCO Nomenclature: 2205
– Electricity and Magnetism

类型

Physical Law

中断

Revolutionary

用法

广泛使用

前体

  • 汉斯·克里斯蒂安·奥斯特发现电流会产生磁场
  • 安德烈-玛丽·安培提出的电流间作用力定律
  • 电流检测检流计的开发

应用程序

  • 发电机
  • 变压器
  • 感应电动机
  • 电磁炉
  • 磁卡读卡器
  • 动圈麦克风

专利:

NA

潜在创新理念

  • 通过谐振电感耦合为整个建筑物进行无线电力传输
  • 自供电传感器,可从电力线附近的杂散磁场中获取能量
  • 嵌入高速公路的电动汽车感应充电系统
  • 使用精确控制的时变磁场的非侵入性脑刺激装置
  • 使用超导线圈和磁性超材料的超高效变压器
  • 在密封环境中通过电感耦合进行非接触式数据传输
  • 可100%再生动能的高速铁路感应制动系统
  • 基于磁通量的计算逻辑门
Related to: faraday’s law, induction, emf, magnetic flux, electric generator变压器、麦克斯韦方程组、楞次定律。

历史背景

EMF from Faraday’s Law of Induction

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1829
1831
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1833
1834

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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