د فاراډې د الکترومقناطیسم د قانون تشریح
مایکل فاراډې د ساینس په تاریخ کې یو له خورا اغیزمنو ساینس پوهانو څخه و. د تخلیقي تجربو او نه ستړې کیدونکې لیوالتیا د لړۍ له لارې، هغه هغه مفکورې کشف کړې چې د عصري بریښنایی مقناطیسیزم بنسټ ګرځیدلی. د هغه یو له لویو ونډو څخه د فاراډې د بریښنایی مقناطیسي تحرک قانون و ، چې لومړی ځل په 1831 کې تشریح شو. دا قانون تشریح کوي چې څنګه بدلیدونکی مقناطیسي ساحه کولی شي په کنډکټر کې بریښنایی جریان تولید کړي، یو اصل چې د ډیری بریښنایی ټیکنالوژۍ اساس دی چې موږ یې نن ورځ کاروو.
د فاراډې د قانون اساسي اصول
د فاراډې قانون وايي چې "په تړلي سرکټ کې رامینځته شوی الکتروموټیو ځواک (emf) د سرکټ له لارې د مقناطیسي جریان د بدلون نرخ سره متناسب دی." په ریاضيکي بڼه کې، د فاراډې قانون په لاندې ډول لیکل کیدی شي:
\[ \mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt} \]
دلته، \( \mathcal{E} \) (ایپسیلون) د هڅول شوي الکتروموټیو ځواک (emf) دی، او \( \Phi_B \) (phi-B) د مقناطیسي جریان دی. پدې معادلې کې منفي نښه د لینز د قانون پایله ده، کوم چې وايي چې هڅول شوی emf تل په داسې ډول عمل کوي چې د مقناطیسي جریان بدلون سره مخالفت کوي.
مقناطیسي جریان (\( \Phi_B \)) په لاندې ډول تعریف شوی:
\[ \Phi_B = B \cdot A \cdot \cos(\theta) \]
چیرې چې (B) مقناطیسي ساحه ده ، (A) د سطحې ساحه ده چې له هغې څخه مقناطیسي ساحه تیریږي، او (theta) د مقناطیسي ساحې او سطحې ته عمودي کرښې ترمنځ زاویه ده.
د الکترومقناطیسي انډکشن پدیده
د دې لپاره چې پوه شو چې د فاراډې قانون په عمل کې څنګه کار کوي، موږ کولی شو ځینې کلاسیک تجربوي سناریوګانې تصور کړو. یوه بیلګه یې د سولینایډ یا د تار کویل کارول دي. کله چې موږ یو بریښنایی سرکټ د سولینایډ سره وصل کوو، د تار له لارې جریان مقناطیسي ساحه تولیدوي.
اوس، تصور وکړئ چې موږ یو مقناطیس لرو چې موږ کولی شو د سولینایډ دننه او بهر حرکت وکړو. لکه څنګه چې مقناطیس حرکت کوي، د سولینایډ دننه مقناطیسي ساحه هم بدلیږي. دا د تار په کویل کې د مقناطیسي جریان کې بدلون رامینځته کوي، کوم چې په پایله کې په کویل کې بریښنایی جریان رامینځته کوي. دا د فاراډي قانون د کار کولو یوه ساده بیلګه ده.
په ورځني ژوند کې د فاراډې د قانون پلي کول
ټرانسفارمر
د فاراډې د قانون یو له خورا عامو استعمالونو څخه بریښنایی ټرانسفارمر دی. ټرانسفارمر هغه وسیله ده چې د بریښنایی مقناطیسي انډکشن له لارې د یو سرکټ ولټاژ کچه بل ته بدلوي. ټرانسفارمر د تارونو دوه کویلونه (لومړني او ثانوي) لري چې د یو عام اوسپنې کور شاوخوا تړل شوي وي. کله چې یو بدلیدونکی جریان د لومړني کویل له لارې تیریږي، د دې جریان لخوا رامینځته شوی مقناطیسي ساحه هم د ثانوي کویل له لارې تیریږي. دا بدلیدونکی مقناطیسي ساحه په ثانوي کویل کې بریښنایی جریان رامینځته کوي. د دې اصل په کارولو سره، موږ کولی شو د اړتیا سره سم ولټاژ زیات یا کم کړو.
د برېښنا جنراتور
برقي جنراتورونه هم د فاراډې د قانون مستقیم تطبیق دی. په جنراتور کې، میخانیکي انرژي په بریښنا انرژي بدلیږي. کله چې د تارونو یا مقناطیسونو کویلونه یو بل ته په نسبي ډول حرکت کوي، د کویلونو په اوږدو کې بدلیدونکي مقناطیسي جریان بریښنایی جریان تولیدوي. برقي جنراتورونه د بریښنا فابریکو کې کلیدي برخه ده، که هغه هایدرو بریښنا، حرارتي، اټومي، یا نور بریښنا فابریکې وي.
په انډکشن کوکټاپونو کې انډکشن
د انډکشن کوک ټاپونه د فاراډې د قانون له اصولو څخه هم کار اخلي. په انډکشن کوک ټاپ کې، د کوک ټاپ لاندې موقعیت لرونکي تار له لارې یو بدلیدونکی بریښنایی جریان تیریږي. دا بریښنایی جریان بدلیدونکی مقناطیسي ساحه تولیدوي. کله چې د کوک ټاپ په سر کې فیرومقناطیسي پین کیښودل شي، بدلیدونکی مقناطیسي ساحه د پین په ښکته برخه کې بریښنایی جریان (د ایډي جریان په نوم پیژندل کیږي) هڅوي، کوم چې په پایله کې د پین د موادو د بریښنایی مقاومت له امله تودوخه تولیدوي.
د لینز قانون او د انرژۍ ساتنه
موږ مخکې یادونه وکړه چې د فاراډې په معادلې کې منفي نښه د لینز قانون څخه سرچینه اخلي. د لینز قانون وايي چې د مقناطیسي جریان د بدلون له امله رامینځته شوی جریان تل مقناطیسي ساحه تولیدوي چې د هغه بدلون سره مخالفت کوي چې دا یې رامینځته کړی. دا د انرژۍ د ساتنې د اصل څرګندونه ده.
که موږ د لینز قانون په پام کې ونه نیسو، نو موږ کولی شو د انرژۍ له هیڅ شی څخه تولید سره پای ته ورسیږو، چې د انرژۍ د ساتنې د قانون څخه ښکاره سرغړونه ده. د دې ډاډ ترلاسه کولو سره چې د مقناطیسي جریان بدلون چې جریان تولیدوي تل د هغه بدلون سره مخالفت کوي چې دا یې رامینځته کړی، د لینز قانون په سیسټم کې د انرژۍ توازن ساتي.
د مثال په توګه، کله چې موږ مقناطیس په سولینایډ کې اچوو، موږ اړتیا لرو چې په کویل کې د هڅول شوي جریان لخوا رامینځته شوي مقناطیسي ساحې باندې بریالي کیدو لپاره میخانیکي هڅې وکړو. دا هڅه په ساده ډول له لاسه نه ورکول کیږي؛ دا د سیسټم دننه بریښنایی انرژي ته بدلیږي. برعکس، کله چې موږ مقناطیس د سولینایډ څخه وباسو، موږ میخانیکي هڅو ته هم اړتیا لرو ترڅو مقناطیس د هڅول شوي مقناطیسي ساحې په وړاندې راوباسئ.
د فارادي مهمې تجربې
د فاراډې ډېرې تجربې د دې قوانینو په ښودلو کې ډېرې مهمې وې. یوه داسې تجربه د فاراډې ډیسک وه، چې د فلزي ډیسک څخه جوړه وه چې د قوي مقناطیس د قطبونو ترمنځ څرخېده. په دې تجربه کې، فاراډې په بریالیتوب سره وښودله چې د مقناطیس او کنډکټر ترمنځ نسبي حرکت د بریښنا جریان هڅوي، چې دا د بریښنایی مقناطیسیزم په برخه کې یو له مهمو تجربو څخه جوړوي.
نفوذ او اغیزې
د فراډې د الکترومقناطیسي انډکشن کشف نه یوازې د بریښنایی ټیکنالوژۍ د پراختیا لپاره بنسټ کېښود، بلکې د بریښنا او مقناطیسیت ترمنځ د تعامل د لا پوهیدو لپاره یې لاره هم هواره کړه. د فراډې څیړنې د جیمز کلرک میکسویل اغیزمن کړ، چا چې وروسته د میکسویل معادلې جوړې کړې، بریښنا، مقناطیسیت او رڼا یې د مساواتو په یوه بنسټیزه ټولګه کې سره یوځای کړل، چې د الکترومقناطیسي تیوري په نوم پیژندل کیږي.
دې تیوري د مخابراتي ټیکنالوژۍ د پراختیا لپاره هم لویې اغیزې درلودې ، په شمول د ګوګلیلمو مارکوني لخوا د راډیو اختراع، او په نهایت کې یې د عصري بېسیم ټیکنالوژیو لکه سمارټ فونونو، وای فای، او GPS پراختیا ته لاره هواره کړه.
پایله
د فاراډې د برقي مقناطیسي تحرک قانون د فزیک او بریښنایی انجینرۍ یو له خورا مهم بنسټونو څخه دی. د مقناطیسونو او تارونو کویلونو له ساده حرکت څخه نیولې تر بریښنایی جنراتورونو او ټرانسفارمرونو کې پیچلي غوښتنلیکونو پورې، دا اصل چې په ۱۹ پیړۍ کې د مایکل فاراډې لخوا کشف شو زموږ په ورځني ژوند کې خورا لوی اغیزه لري. د دې قانون پوهیدل نه یوازې موږ ته اجازه راکوي چې پوه شو چې څومره عصري ټیکنالوژیکي وسایل کار کوي، بلکې د کایناتو د بنسټیزو اصولو ژوره پوهه هم رامینځته کوي.
