דערקלערונג פון פאַראַדיי'ס געזעץ פון עלעקטראָמאַגנעטיזם
מייקל פאַראַדיי איז געווען איינער פון די מערסט איינפלוסרייכע וויסנשאַפטלער אין דער געשיכטע פון וויסנשאַפט. דורך אַ סעריע פון שעפערישע עקספּערימענטן און אומערמידלעכן ענטוזיאַזם, האָט ער אַנטדעקט די קאָנצעפּטן וואָס זענען געוואָרן די יסוד פון מאָדערנעם עלעקטראָמאַגנעטיזם. איינער פון זיינע הויפּט ביישטייערונגען איז געווען פאַראַדיי'ס געזעץ פון עלעקטראָמאַגנעטישע אינדוקציע, ערשט באַשריבן אין 1831. דער געזעץ דערקלערט ווי אַ ענדערנדיק מאַגנעטיש פעלד קען פּראָדוצירן אַן עלעקטרישן קראַנט אין אַ קאַנדאַקטאָר, אַ פּרינציפּ וואָס איז די באַזע פֿאַר אַ גרויס טייל פון דער עלעקטרישער טעכנאָלאָגיע וואָס מיר נוצן הייַנט.
גרונטלעכע פּרינציפּן פון פאַראַדיי'ס געזעץ
פאַראַדיי'ס געזעץ זאָגט אַז "די עלעקטראָמאָטיווע קראַפט (EMF) וואָס ווערט אינדוצירט אין אַ פֿאַרמאַכטן קרייז איז פּראָפּאָרציאָנעל צו דער ראַטע פֿון ענדערונג פֿון דעם מאַגנעטישן פֿלוס דורך דעם קרייז." אין מאַטעמאַטישער פֿאָרעם קען מען שרייבן פאַראַדיי'ס געזעץ ווי:
\[ \mathcal{E} = -\frac{d\Phi_B}{dt} \]
דאָ, \( \mathcal{E} \) (epsilon) איז די אינדוצירטע עלעקטראָמאָטיווע קראַפט (emf), און \( \Phi_B \) (phi-B) איז דער מאַגנעטישער פלוס. דער נעגאַטיווער סימן אין דער גלייכונג איז אַ רעזולטאַט פון לענץ'ס געזעץ, וואָס זאָגט אַז די אינדוצירטע emf אַקטירט שטענדיק אויף אַ וועג וואָס איז קעגן דער ענדערונג אין מאַגנעטישן פלוס.
מאַגנעטישער פלאַקס (\( \Phi_B \)) ווערט דעפינירט ווי:
[ πβ = B Δ γικο(θ)]
וואו B איז דאָס מאַגנעטישע פעלד, A איז די ייבערפלאַך־שטח דורך וועלכער דאָס מאַגנעטישע פעלד גייט, און θ איז דער ווינקל צווישן דעם מאַגנעטישן פעלד און אַ ליניע פּערפּענדיקולאַר צו יענער ייבערפלאַך.
עלעקטראָמאַגנעטישע אינדוקציע דערשיינונג
כדי צו פֿאַרשטיין ווי פֿאַראַדיי'ס געזעץ אַרבעט אין פּראַקטיק, קענען מיר זיך פֿאָרשטעלן עטלעכע קלאַסישע עקספּערימענטאַלע סצענאַרן. איין בייַשפּיל באַשטייט פֿון ניצן אַ סאָלענאָיד, אָדער אַ שפּול פֿון דראָט. ווען מיר פֿאַרבינדן אַן עלעקטרישן קרייַז צום סאָלענאָיד, פּראָדוצירט דער קראַנט וואָס פֿליסט דורך דעם דראָט אַ מאַגנעטיש פֿעלד.
איצט, שטעלט זיך פאר אז מיר האבן א מאגנעט וואס מיר קענען באוועגן אריין און ארויס פון א סאלענאיד. ווען דער מאגנעט באוועגט זיך, ענדערט זיך אויך דאס מאגנעטישע פעלד אינעווייניג אין סאלענאיד. דאס פאראורזאכט א ענדערונג אין דעם מאגנעטישן שטראם אריבער דער דראט-שפול, וואס אינדוצירט אן עלעקטרישן שטראם אין דער שפול. דאס איז א פשוטע אילוסטראציע פון ווי אזוי פאראדעי'ס געזעץ ארבעט.
אַפּליקאַציע פון פאַראַדיי'ס געזעץ אין וואָכעדיק לעבן
טראַנספאָרמער
איינע פון די מערסטע געוויינטלעכע אנווענדונגען פון פאַראַדיי'ס געזעץ איז דער עלעקטרישער טראַנספאָרמאַטאָר. א טראַנספאָרמאַטאָר איז אַ מיטל וואָס ענדערט דעם וואָולטאַזש לעוועל פון איין קרייַז צו אַן אַנדערן דורך עלעקטראָמאַגנעטישע אינדוקציע. א טראַנספאָרמאַטאָר באַשטייט פון צוויי שפּולן פון דראָט (פּרימערי און סעקונדערי) געוויקלט אַרום אַ געמיינזאַמען אייַזן קערן. ווען אַן אָלטערנייטינג קראַנט פליסט דורך די פּרימערי שפּול, פליסט דער מאַגנעטיש פעלד וואָס ווערט גענערירט דורך דעם קראַנט אויך דורך די סעקונדערי שפּול. דאָס ענדערנדיקע מאַגנעטיש פעלד אינדוצירט אַן עלעקטרישן קראַנט אין דער סעקונדערי שפּול. ניצנדיק דעם פּרינציפּ, קענען מיר פאַרגרעסערן אָדער פאַרקלענערן דעם וואָולטאַזש ווי נויטיק.
עלעקטרישער גענעראַטאָר
עלעקטרישע גענעראַטאָרן זענען אויך אַ דירעקטע אַפּליקאַציע פֿון פֿאַראַדיי'ס געזעץ. אין אַ גענעראַטאָר ווערט מעכאַנישע ענערגיע פֿאַרוואַנדלט אין עלעקטרישע ענערגיע. ווען דראָט־שפּולן אָדער מאַגנעטן רירן זיך איינע קעגן די אַנדערע, פּראָדוצירט דער ענדערנדיקער מאַגנעטישער פֿלוס איבער די שפּולן אַן עלעקטרישן שטראָם. עלעקטרישע גענעראַטאָרן זענען אַ שליסל־קאָמפּאָנענט אין קראַפֿטווערק, צי הידראָעלעקטרישע, טערמישע, נוקלעאַרע אָדער אַנדערע קראַפֿטווערק.
אינדוקציע אויף אינדוקציע קאָכטאָפּס
אינדוקציע קאָכפּלאַטעס נוצן אויך די פּרינציפּן פון פאַראַדיי'ס געזעץ. אין אַן אינדוקציע קאָכפּלאַטע, פליסט אַן אָלטערנירנדיקער עלעקטרישער קראַנט דורך אַ שפּול דראָט וואָס געפינט זיך אונטער דער קאָכפּלאַטע. דער עלעקטרישער קראַנט פּראָדוצירט אַ טוישנדיק מאַגנעטיש פעלד. ווען אַ פעראָמאַגנעטישע פאַן ווערט געשטעלט אויף דער קאָכפּלאַטע, אינדוצירט דער טוישנדיקער מאַגנעטישער פעלד עלעקטרישע שטראָמען (באַקאַנט ווי עדי שטראָמען) אין דעם דנאָ פון דער פאַן, וואָס אין דער ריי דזשענערירן היץ רעכט צו דער עלעקטרישער קעגנשטעל פון דעם פאַן'ס מאַטעריאַל.
לענץ'ס געזעץ און ענערגיע קאנסערוואציע
מיר האָבן פריער דערמאָנט אַז דער נעגאַטיווער סימן אין פאַראַדיי'ס גלייכונג שטאַמט פֿון לענץ'ס געזעץ. לענץ'ס געזעץ זאָגט אַז אַ קראַנט וואָס ווערט אינדוצירט דורך אַ ענדערונג אין מאַגנעטישן פֿלוס פּראָדוצירט שטענדיק אַ מאַגנעטישן פֿעלד וואָס איז קעגן דער ענדערונג וואָס האָט עס געפֿירט. דאָס איז אַ מאַניפֿעסטאַציע פֿון דעם פּרינציפּ פֿון ענערגיע-קאָנסערוואַציע.
אויב מיר נעמען נישט אין באַטראַכט לענץ'ס געזעץ, קענען מיר ענדיגן מיט ענערגיע וואָס ווערט פּראָדוצירט פון גאָרנישט, אַ קלאָרע פארלעצונג פון דעם געזעץ פון ענערגיע-קאָנסערוואַציע. דורך זיכער מאַכן אַז די ענדערונג אין מאַגנעטישן פלוס וואָס פּראָדוצירט אַ קראַנט טוט שטענדיק אַרבעט צו קעגנשטעלן די ענדערונג וואָס האָט עס געפֿירט, האַלט לענץ'ס געזעץ די ענערגיע-באַלאַנס אין דער סיסטעם.
למשל, ווען מיר שטופן א מאַגנעט אין א סאָלענאָיד, דאַרפן מיר אָנווענדן מעכאַנישע כוחות צו איבערקומען דאָס מאַגנעטישע פעלד וואָס ווערט באַשאַפֿן דורך דעם אינדוצירטן קראַנט אין דער שפּול. די כוחות גייען נישט פשוט פאַרלוירן; עס ווערט פאַרוואַנדלט אין עלעקטרישע ענערגיע אין דער סיסטעם. פאַרקערט, ווען מיר ציען אַרויס אַ מאַגנעט פון אַ סאָלענאָיד, דאַרפן מיר אויך מעכאַנישע כוחות צו ציען דעם מאַגנעט קעגן דעם אינדוצירטן מאַגנעטישן פעלד.
פאַראַדיי'ס וויכטיקע עקספּערימענטן
אסאך פון פאראדיי'ס עקספערימענטן זענען געווען מאנומענטאל אין דעמאנסטרירן די געזעצן. איין אזא עקספערימענט איז געווען די פאראדיי דיסק, וואס איז באשטאנען פון א מעטאל דיסק וואס דרייט זיך צווישן די פאלן פון א שטארקן מאגנעט. אין דעם עקספערימענט האט פאראדיי מצליח געווען צו דעמאנסטרירן אז די רעלאטיווע באוועגונג צווישן א מאגנעט און א קאנדוקטאר אינדוצירט אן עלעקטרישן שטראם, מאכנדיג עס איינע פון די שליסל עקספערימענטן אין עלעקטראמאגנעטיזם.
השפּעה און אימפּליקאַציעס
פאַראַדיי'ס ענטדעקונג פון עלעקטראָמאַגנעטישע אינדוקציע האָט נישט נאָר געלייגט דעם יסוד פֿאַר דער אַנטוויקלונג פון עלעקטרישער טעכנאָלאָגיע, נאָר אויך געעפֿנט דעם וועג פֿאַר ווייטערדיקן פֿאַרשטאַנד פֿון דער אינטעראַקציע צווישן עלעקטריע און מאַגנעטיזם. פאַראַדיי'ס פֿאָרשונג האָט באַאיינפֿלוסט דזשיימס קלערק מאַקסוועלל, וועלכער האָט שפּעטער פֿאָרמולירט מאַקסוועלל'ס גלייכונגען, קאָמבינירנדיק עלעקטריע, מאַגנעטיזם און ליכט אין אַ יסודותדיקן סכום גלייכונגען, באַקאַנט ווי עלעקטראָמאַגנעטישע טעאָריע.
די טעאריע האט אויך געהאט גרויסע אימפליקאציעס פאר דער אנטוויקלונג פון קאמוניקאציע טעכנולוגיע, אריינגערעכנט די ערפינדונג פון ראדיא דורך גוליעלמא מארקאני, און לעצטנס האט זי ערמעגליכט די אנטוויקלונג פון מאדערנע ווייערלעס טעכנאלאגיעס ווי סמארטפאונס, וויי-פיי, און דזשי-פי-עס.
קעסימפּולאַן
פאַראַדיי'ס געזעץ פון עלעקטראָמאַגנעטישע אינדוקציע איז איינער פון די וויכטיקסטע יסודות פון פיזיק און עלעקטרישע אינזשעניריע. פון דער פּשוטער באַוועגונג פון מאַגנעטן און דראָט שפּולן, ביז קאָמפּליצירטע אַפּליקאַציעס אין עלעקטרישע גענעראַטאָרן און טראַנספאָרמאַטאָרן, דעם פּרינציפּ וואָס איז אַנטדעקט געוואָרן דורך מיכאל פאַראַדיי אין 19טן יאָרהונדערט, פאָרזעצט צו האָבן אַ ריזיקן השפּעה אויף אונדזער טעגלעך לעבן. פֿאַרשטיין דעם געזעץ ניט בלויז דערלויבט אונדז צו פֿאַרשטיין ווי פילע מאָדערנע טעקנאַלאַדזשיקאַל דעוויסעס אַרבעטן, אָבער אויך פירט צו אַ טיפערן פֿאַרשטאַנד פון די גרונט פּרינציפּן פון דער וניווערס.
