変化する磁場で導電体を横切る起電力の生成は、電磁誘導または磁気誘導として知られています。
帰納法は 1831 年にマイケル ファラデーによって発見され、ジェームズ クラーク マクスウェルによってファラデーの帰納法として数学的に特徴付けられました。レンツの法則は誘導場の方向を説明します。マクスウェルの 4 つの電磁方程式の 1 つであるマクスウェル-ファラデー方程式は、ファラデーの法則から導き出されました。インダクタや変圧器などの電気部品、および電気モーターや発電機などのデバイスはすべて、電磁誘導の恩恵を受けています。
磁気誘導
磁気誘導とは、通常の鉄片が別の近くの磁石の存在の結果として一時的に磁気特性を得る特性です。外部磁場における物質の磁化の現象は、磁気誘導として知られています。材料は、この磁化の結果として磁気特性を獲得します。電気と磁気は、相互に関連する 2 つの概念です。科学者が約 200 年前に発見したように、移動する電荷 (電流) は磁場を引き起こします。移動する磁石が電流を生成する場合、その逆も当てはまります。
電気と磁気
電気と磁気は、相互に関連する 2 つの概念です。科学者が約 200 年前に発見したように、移動する電荷 (電流) は磁場を引き起こします。同様に、逆も成り立ちます。磁石を動かすことで電流が発生します。マイケル・ファラデーとジョセフ・ヘンリーによる実験は、閉じたコイルが変化する磁場にさらされると、電流が誘導されることを決定的に証明しました。電磁誘導は、この発生に付けられた名前です。
磁束
磁束は、断面積 A の面を結ぶ磁力線の数です。面に垂直な磁束密度と面の面積の積によって、小さな面を通る磁束が決まります。磁束は電気束と同じように定義されます:∅B=BAcos
ここで、∅ は 2 つのメディア間の角度です。
磁束は、大きさだけを持つスカラー量です。ユニットはウェーバーです。
ファラデーの誘導の法則
ファラデーの誘導の法則は、電流がどのように磁場を生成し、変化する磁場が導体内に電流を生成するかを説明しています。テキサス大学オースティン校によると、英国の科学者マイケル・ファラデーは 1831 年に磁気誘導を発見したとされていますが、アメリカの物理学者ジョセフ・ヘンリーがほぼ同時期にこの現象を独自に発見したという事実にもかかわらずです。
ファラデーは、コイルを通る磁束が時間とともに変化すると、コイルに起電力が誘導されることを観察しました。この法則によれば、回路内の磁束の変化のペースはそれに起電力を誘導します。回路を通過する磁束の変化率によって、その回路に誘導される起電力の大きさが決まります。
数学用語では次のように書かれます:ε=-d∅dt
マイナス記号は、何かが間違った方向に進んでいることを意味します。
閉ループでは、これが電流の方向を決定します。 N ターンの密に巻かれたコイルの各ターンに関連する磁束の変化は同じであるため、総誘導起電力は次のように与えられます。
ε=-Nd∅dt
電磁誘導
マイケル・ファラデーは 1831 年にこの概念を発見し、ジェームズ・クラーク・マクスウェルはそれをファラデーの帰納法として数学的に特徴付けました。しかし、先に進む前に、電磁誘導とは何かを理解することが重要です。
変化する磁場によって生成される電圧によって生成される電流は、電磁誘導として知られています。これは、次の 2 つのシナリオのいずれかで発生します:- 導体が変化する磁場に置かれる場合、導体が静的な場で絶えず移動する場合。
マイケル・ファラデーは、ワイヤーを棒磁石に巻き付けて電圧計 (電圧を測定する装置) に接続するという実験を行いました。次に、磁石を動かして電圧の変化を観察しました。彼は研究を行った後、ある結論に達しました.
コイルの数によって誘導電圧が決まります。これはワイヤの巻き数に相当します。生成される電圧は、巻数が増えるにつれて増加します。
磁場の変化 - 磁場の変化は、電圧生成に影響を与えます。磁石を導体の周りで動かすか、その逆に動かすと、磁場が変化します。
式
式は次のように与えられます:
ε=-Nd∅dt
ここに誘導起電力があります
N はターン数です
∅は磁束です
t は時間です
電磁誘導の応用
この理論は、AC 発電機の動作に不可欠です。
変圧器には誘導の原理が使われています。
結論
変化する磁場で導電体を横切る起電力の生成は、電磁誘導または磁気誘導として知られています。インダクタや変圧器などの電気部品、および電気モーターや発電機などのデバイスは、すべて電磁誘導の恩恵を受けています。電気と磁気は、相互に関連する 2 つの概念です。外部磁場における物質の磁化の現象は、磁気誘導として知られています。磁束は、断面積 A の面を結ぶ磁力線の数です。回路を通る磁束の変化率によって、その回路に誘導される起電力の大きさが決まります。
数学用語では次のように書かれます:ε=-d∅dt
