Kev piav qhia txog Faraday Txoj Cai ntawm Electromagnetism
Michael Faraday yog ib tug kws tshawb fawb uas muaj hwj chim tshaj plaws hauv keeb kwm ntawm kev tshawb fawb. Los ntawm ntau qhov kev sim ua muaj tswv yim thiab kev mob siab rau tsis muaj kev nkees, nws tau tshawb pom cov tswv yim uas tau los ua lub hauv paus ntawm kev siv hluav taws xob niaj hnub no. Ib qho ntawm nws cov kev pab tseem ceeb yog Faraday Txoj Cai ntawm Kev Siv Hluav Taws Xob, thawj zaug piav qhia hauv xyoo 1831. Txoj cai no piav qhia txog yuav ua li cas lub zog sib nqus hloov pauv tuaj yeem tsim hluav taws xob hauv tus neeg coj hluav taws xob, lub hauv paus ntsiab lus uas yog lub hauv paus rau ntau yam thev naus laus zis hluav taws xob uas peb siv niaj hnub no.
Cov Ntsiab Cai Tseem Ceeb ntawm Faraday Txoj Cai
Txoj cai lij choj ntawm Faraday hais tias "lub zog electromotive (emf) uas raug tsim tawm hauv lub voj voog kaw yog sib npaug rau qhov kev hloov pauv ntawm lub zog sib nqus los ntawm lub voj voog." Hauv daim ntawv lej, txoj cai lij choj ntawm Faraday tuaj yeem sau ua:
\[ \mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt} \]
Ntawm no, \( \mathcal{E} \) (epsilon) yog lub zog electromotive uas raug tsim (emf), thiab \( \Phi_B \) (phi-B) yog lub zog sib nqus. Lub cim tsis zoo hauv kab zauv no yog qhov tshwm sim ntawm Lenz Txoj Cai, uas hais tias lub zog emf uas raug tsim yeej ib txwm ua haujlwm hauv txoj kev uas tawm tsam qhov kev hloov pauv ntawm lub zog sib nqus.
Lub zog sib nqus (\( \Phi_B \)) yog txhais li:
\[ \Phi_B = B \cdot A \cdot \cos(\theta) \]
qhov twg \(B \) yog lub teb sib nqus, \(A \) yog thaj chaw uas lub teb sib nqus hla dhau, thiab \(\theta \) yog lub kaum sab xis ntawm lub teb sib nqus thiab ib txoj kab perpendicular rau qhov chaw ntawd.
Cov xwm txheej ntawm kev sib nqus hluav taws xob
Yuav kom nkag siab txog Faraday Txoj Cai ua haujlwm li cas hauv kev xyaum, peb tuaj yeem xav txog qee qhov xwm txheej sim ua ntej. Ib qho piv txwv yog siv lub solenoid, lossis coil ntawm cov hlau. Thaum peb txuas lub voj voog hluav taws xob rau lub solenoid, cov hluav taws xob ntws los ntawm cov hlau tsim lub teb sib nqus.
Tam sim no, xav txog peb muaj ib lub hlau nplaum uas peb tuaj yeem txav mus rau hauv thiab tawm ntawm lub solenoid. Thaum lub hlau nplaum txav mus los, lub zog sib nqus hauv lub solenoid kuj hloov pauv. Qhov no ua rau muaj kev hloov pauv ntawm lub zog sib nqus hla lub kauj ntawm cov hlau, uas ua rau muaj hluav taws xob tam sim no hauv lub kauj. Qhov no yog ib qho piv txwv yooj yim ntawm Faraday Txoj Cai ua haujlwm li cas.
Kev Siv Txoj Cai Faraday Hauv Lub Neej Txhua Hnub
transformer
Ib qho ntawm cov kev siv ntau tshaj plaws ntawm Faraday Txoj Cai yog lub tshuab hluav taws xob transformer. Lub transformer yog ib lub cuab yeej uas hloov qib voltage ntawm ib lub voj voog mus rau lwm qhov los ntawm kev siv hluav taws xob electromagnetic induction. Lub transformer muaj ob lub kauj hlau (thawj thiab thib ob) qhwv ib puag ncig lub plawv hlau. Thaum lub zog hloov pauv ntws los ntawm lub kauj thawj zaug, lub zog sib nqus uas tsim los ntawm qhov tam sim no kuj ntws los ntawm lub kauj thib ob. Lub zog sib nqus hloov pauv no ua rau muaj hluav taws xob hauv lub kauj thib ob. Siv lub hauv paus ntsiab lus no, peb tuaj yeem nce lossis txo qhov voltage raws li qhov xav tau.
Lub Tshuab Hluav Taws Xob
Cov tshuab hluav taws xob kuj yog ib qho kev siv ncaj qha ntawm Faraday Txoj Cai. Hauv lub tshuab hluav taws xob, lub zog tshuab raug hloov mus ua lub zog hluav taws xob. Thaum cov hlau nplaum lossis cov hlau nplaum txav mus rau ib leeg, qhov hloov pauv ntawm cov hlau nplaum hla cov kauj tsim cov hluav taws xob tam sim no. Cov tshuab hluav taws xob yog ib qho tseem ceeb hauv cov chaw tsim hluav taws xob, txawm tias yog hydroelectric, thermal, nuclear, lossis lwm yam chaw tsim hluav taws xob.
Induction rau ntawm cov qhov cub induction
Cov qhov cub hluav taws xob induction kuj siv cov ntsiab cai ntawm Faraday Txoj Cai. Hauv lub qhov cub hluav taws xob induction, ib qho hluav taws xob hloov pauv ntws los ntawm ib lub kauj hlau nyob hauv qab lub qhov cub. Qhov hluav taws xob no tsim ib lub zog sib nqus uas hloov pauv. Thaum lub lauj kaub ferromagnetic raug muab tso rau ntawm lub qhov cub, lub zog sib nqus uas hloov pauv yuav tsim cov hluav taws xob (hu ua eddy currents) hauv qab ntawm lub lauj kaub, uas ua rau muaj cua sov vim yog qhov tsis kam hluav taws xob ntawm cov khoom siv ntawm lub lauj kaub.
Txoj Cai Lenz thiab Kev Txuag Zog
Peb tau hais ua ntej lawm tias lub cim tsis zoo hauv Faraday tus qauv yog los ntawm Lenz Txoj Cai. Lenz Txoj Cai hais tias tam sim no uas tshwm sim los ntawm kev hloov pauv ntawm cov hlau nplaum yeej ib txwm tsim cov teb hlau nplaum uas tawm tsam qhov kev hloov pauv uas ua rau nws. Qhov no yog qhov qhia txog lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev txuag hluav taws xob.
Yog tias peb tsis xav txog Lenz Txoj Cai, peb yuav muaj lub zog tsim tawm ntawm qhov tsis muaj dab tsi, uas yog kev ua txhaum cai ntawm kev txuag lub zog. Los ntawm kev ua kom qhov kev hloov pauv ntawm cov hlau nplaum uas tsim cov hluav taws xob ib txwm ua haujlwm los tawm tsam qhov kev hloov pauv uas ua rau nws, Lenz Txoj Cai tswj hwm qhov sib npaug ntawm lub zog hauv lub cev.
Piv txwv li, thaum peb thawb lub hlau nplaum rau hauv lub solenoid, peb yuav tsum siv zog ua haujlwm kom kov yeej lub zog sib nqus uas tsim los ntawm cov hluav taws xob uas tshwm sim hauv lub kauj. Qhov kev siv zog no tsis yog ploj mus xwb; nws hloov mus ua lub zog hluav taws xob hauv lub cev. Ntawm qhov tod tes, thaum peb rub lub hlau nplaum tawm ntawm lub solenoid, peb kuj xav tau kev siv zog ua haujlwm kom rub lub hlau nplaum tawm tsam lub zog sib nqus uas tshwm sim.
Faraday cov kev sim tseem ceeb
Ntau yam kev sim ntawm Faraday tau ua pov thawj tias cov kev cai no tseem ceeb heev. Ib qho kev sim zoo li no yog Faraday disk, uas muaj ib lub disk hlau uas tig ntawm cov ncej ntawm lub hlau nplaum muaj zog. Hauv qhov kev sim no, Faraday tau ua pov thawj tias qhov kev txav mus los ntawm lub hlau nplaum thiab tus neeg coj ua rau muaj hluav taws xob, ua rau nws yog ib qho ntawm cov kev sim tseem ceeb hauv electromagnetism.
Kev Cuam Tshuam thiab Kev Cuam Tshuam
Faraday txoj kev tshawb pom txog kev siv hluav taws xob tsis yog tsuas yog tsim lub hauv paus rau kev txhim kho cov thev naus laus zis hluav taws xob xwb, tab sis kuj tau tsim txoj hauv kev rau kev nkag siab ntxiv txog kev sib cuam tshuam ntawm hluav taws xob thiab magnetism. Faraday txoj kev tshawb fawb tau cuam tshuam rau James Clerk Maxwell, uas tom qab ntawd tau tsim Maxwell cov qauv, sib xyaw hluav taws xob, magnetism, thiab lub teeb ua ke rau hauv cov qauv tseem ceeb, hu ua electromagnetic theory.
Txoj kev xav no kuj muaj feem cuam tshuam loj rau kev txhim kho kev siv tshuab sib txuas lus, suav nrog kev tsim xov tooj cua los ntawm Guglielmo Marconi, thiab thaum kawg ua rau muaj kev txhim kho cov thev naus laus zis niaj hnub xws li smartphones, Wi-Fi, thiab GPS.
Xaus
Txoj Cai Lij Choj ntawm Faraday ntawm Electromagnetic Induction yog ib qho ntawm cov hauv paus tseem ceeb tshaj plaws ntawm physics thiab electrical engineering. Txij li qhov kev txav yooj yim ntawm cov hlau nplaum thiab cov kauj ntawm cov hlau, mus rau cov ntawv thov nyuaj hauv cov tshuab hluav taws xob thiab transformers, lub hauv paus ntsiab lus no uas Michael Faraday tau tshawb pom hauv xyoo pua 19th tseem muaj kev cuam tshuam loj heev rau peb lub neej txhua hnub. Kev nkag siab txog txoj cai no tsis yog tsuas yog tso cai rau peb nkag siab tias muaj pes tsawg lub cuab yeej siv niaj hnub ua haujlwm, tab sis kuj ua rau muaj kev nkag siab tob dua txog cov hauv paus ntsiab lus ntawm lub ntiaj teb.
