自然界では、電気と磁気は互いに関連しています。電流が流れるワイヤの周りに磁場が誘導されると、同様に変化する磁場も電界を誘導する可能性があります。磁場の変化によって電流が発生するこの現象は、電磁誘導 (EMI) と呼ばれます。
エルステッド卿は、電流に関連する実験を行っているときに、磁場が電流を運ぶ導体に関連していることを実証しました。コンパスを電流が流れるワイヤに近づけると、コンパスがたわみます。これは、電流が流れるワイヤの周りに磁場が誘導されることを証明するのに役立ちます.
電流が磁場を生成できる場合、磁場が電場を誘導できるかという疑問が生じます。
質問への答えはイエスです。磁場を変化させると電場が誘導されます。磁場の変化によって電流が生成されるこの現象は、電磁誘導 (EMI) と呼ばれます。
マイケル・ファラデーは、変化する磁場にさらされると閉ループに電流が誘導されることを実証しました.
ファラデーの実験
電磁誘導の発見は、ファラデーとヘンリーが行った実験に基づいています。
実験は、検流計に接続された導電コイルで構成されていました。極の 1 つがコイルの方を向いている棒磁石をコイルの方に動かしました。検流計の指針が振れているのが観察された。次に、磁石をコイルから遠ざけると、検流計のポインターが反対側にずれました。ポインターの振れは、コイル内の電流の流れを示していました。
同様に、棒磁石を静止させ、コイルを磁場内で前後に動かすと、コイルに電流が誘導されます。
この実験は、コイルと磁石の間の相対運動がコイル内の電流の生成 (誘導) の原因であることを示しました。
ファラデーの法則
したがって、ファラデーの法則は、導体と磁場の間に相対運動があるときはいつでも、起電力/電圧が回路に誘導されると述べられています。誘導起電力は、回路内に誘導電流を生成します。また、誘導起電力 / 誘導電圧の大きさは、磁束の変化率に比例します。
ファラデーの法則の数式:
誘導起電力 (e) α dΦ/dt ….
Φは磁束です
「誘導起電力（誘導電圧）は、磁束の時間変化率に比例します」。
- レンツの法則
レンツは、誘導起電力の極性を与える法則を導き出しました。
法律の声明は、「誘導起電力の極性は、それを生成した磁束の変化に対抗する電流を生成する傾向があるようなものです.
したがって、ファラデーの法則とレンツの法則は、次のように数学的に表すことができます-
Emf (e) =-dΦ /dt
負の符号は、誘導起電力が変化する磁束に逆らうことを示します。
- 磁束 – 領域を通過する磁力線の数として定義できます。磁束の SI 単位はウェーバーまたはテスラ メートルの二乗です。スカラー量です。
磁束 Φ =B.A …
ここで、B=磁場ベクトル、A=面積ベクトルです。
したがって、磁束を変更するには、次の条件のいずれかを満たす必要があります。
- B(t)
磁場は時間とともに変化しています。つまり、磁場は時間依存です。
- A(t)
エリアは時間とともに変化します。磁場に保持されている回路またはコイルループの面積が変化している場合。
- ϴ(t)
シータは時間とともに変化します。コイル ループが回転している場合は、面積ベクトルと磁場の間の角度が変化しています。
ファラデーの法則の応用 – 電磁誘導
ファラデーの法則は電磁気学の最も基本的で重要な法則の 1 つです。この法律は、電気機械、産業などに適用されます。
- 電源トランスはファラデーの法則に基づいて機能します。
- 発電機の基本的な動作原理はファラデーの法則です。
- 電磁調理器はファラデーの法則に基づいて動作します。
- エレクトリック ギターはファラデーの法則に基づいています。
結論
自然界では、電気と磁気は互いに関連しています。磁場の変化によって電流が生成される現象は、電磁誘導 (EMI) と呼ばれます。
このように、電磁誘導は、電気と磁気の間の相互関係である現象です。これは、変化する磁場に保持された閉ループでの電流の生成を説明する原理です.
マイケル・ファラデーの実験は、磁束の時間変化率による閉じたコイルでの誘導起電力の生成の基本原理を実証しました。したがって、ファラデーの法則は、誘導起電力 (誘導電圧) が磁束の時間変化率に比例すると述べています。一方、レンツは誘導起電力の極性を与える法則を述べました。
したがって、ファラデーの法則とレンツの法則は、次のように数学的に表すことができます。
誘導起電力 (e) =– 磁束の時間変化率 (dΦ/dt).
- ファラデーの法則は、電磁波を説明するマクスウェルの方程式において重要です。
