패러데이의 법칙 유도하는 방법을 설명한 전류를 생산하고 자기장과,반대로,어떻게 변화하는 자기장이 생성 전류에서 지휘자입니다. 은 영국의 물리학자 Michael Faraday 신용을 얻을 발견하기위한 자석 감응작용에서는 1830 년;그러나,미국의 물리학자,요셉은 헨리,독립적으로 만들에 대해 같은 동일한 시간에 따라 서비스를 제공하겠다고 약속했다. 패러데이의 발견의 중요성을 과장하는 것은 불가능합니다., 자기 유도는 현대 기술의 기초를 형성하는 전기 모터,발전기 및 변압기를 가능하게합니다. 유도를 이해하고 사용함으로써 우리는 전력망과 우리가 그것에 꽂는 많은 것들을 가지고 있습니다.
패러데이의 법이 나중에 통합으로 더 많은 포괄적인 맥스웰 방정식에 따라,마이클 덥슨,교수의 대학에서 물리학 콜로라도 볼더 캠퍼스 등이 있습니다., 맥스웰 방정식에 의해 개발되었 스코틀랜드의 물리학자 제임스 클 맥스웰 사이의 관계를 설명하기 위해 전기 및 자기,본질적으로 그들을 결합으로 단일력 및 전자석을 설명하는 전자기파하는 라디오 전파,가시광선,및 X-rays.
전기
전기 요금은 로체스터 공과 대학(Rochester Institute of Technology)에 따르면 물질의 기본 속성입니다. 하지만 그것을 설명하기 어렵다 실제로 그것이 무엇을,우리는 잘 알고 어떻게 동작하고 다른 사용자와 상호 작용 요금 및 필드가 있습니다., 전기 분야에서 지역화된 포인트 충전은 비교적 간단에 따르면,고딕 우란,교수의 물리학에서 피츠버그 주립대학교 등이 있습니다. 그것을 설명합 발산으로 동일하게 모든 방향에서,다음과 같이 빛에서 벌거벗은 빛을 전구,그리고 감소에서 힘으로 역 광장의 거리(1/r2)에 따라,쿨롱의 법칙입니다. 두 배 멀리 이동하면 전계 강도가 4 분의 1 로 감소하고 3 배 더 멀리 이동하면 9 분의 1 로 감소합니다.
양성자는 양전하를 띠고 전자는 음전하를 띤다., 그러나,양자는 대부분 움직이지 내의 원자핵,그래서 작업을 들고의 요금 한 장소에서 다른 장소에 의해 처리됩 전자. 전자에서 실시하는 물자와 같은 금속 크게 자유롭게 이동 중 하나에서 원자를 따라 다른 그들의 유도 밴드로는 최고 전자 궤도. 충분한 전력(emf),또는 전압을 생성 충전 불균형을 일으킬 수 있는 전자 이동을 통한 지휘자의 영역에서 더 부정적으로 담당하는 지역의 더 많은 긍정적인 책임이 있다. 이 운동은 우리가 전류로 인식하는 것입니다., 패러데이의 유도 법칙을 이해하기 위해서는 자기장에 대한 기본적인 이해가 중요합니다. 전기장에 비해 자기장은 더 복잡합니다. 면 긍정적이고 부정적인 전기 요금이 존재할 수 있는 별도로,자기의 극이 항상에 와서 쌍—중 하나는 북쪽과 중 하나 남한에 따라,San Jose State University. 일반적으로,자석의 모든 크기에서 원자 입자를 산업기 자석을 행성과 별—은 쌍극자는 의미,그들 각각 두 개의 극., 우리는 나침반 바늘이 가리키는 방향 다음에 북쪽과 남쪽으로이 기둥을 부릅니다. 흥미롭게도,이후로 반대 극 유치,그리고 같은 극을 격퇴하고,자기가 북극의 지구를 실제로 남쪽에 자극을 끌어 당기는 매력이 있기 때문에 북극의 나침반을 바늘.
자기장은 종종 자속의 선으로 묘사됩니다. 막대 자석의 경우,플럭스 라인은 북극에서 빠져 나와 남극에서 재진입하기 위해 주변에서 곡선을 이룹니다., 이 모델에서 공간에서 주어진 표면을 통과하는 플럭스 라인의 수는 플럭스 밀도 또는 필드의 강도를 나타냅니다. 그러나 이것은 단지 모델 일 뿐이라는 점에 유의해야합니다. 자기장은 부드럽고 연속적이며 실제로는 이산 선으로 구성되지 않습니다.
지구의 자기장을 생산하는 엄청난 양의 자속,그러나 그것은 이산된 거대한 볼륨의 공간입니다., 따라서 소량의 플럭스 만이 주어진 영역을 통과하여 상대적으로 약한 전계가됩니다. 비교해 보면,유동에서 냉장고 자석은 작은 비교하는 땅이지만,필드 강도가 많은 시간이 강해 가까운 거리에서는 유출을 줄이 훨씬 더 인구 밀도가 가득합니다. 그러나 멀리 이동하면 필드가 빠르게 훨씬 약해집니다.
유도
우리가 와이어를 통해 전류를 실행하면 와이어 주위에 자기장이 생성됩니다. 이 자기장의 방향은 오른쪽 규칙에 의해 결정될 수 있습니다., 에 따라 물리학과에서 버팔로 뉴욕주립대학,을 연장하는 경우 엄지손가락과 컬 손가락의 오른 손으로 엄지손가락에서의 긍정적인 방향으로 현재,그리고 당신의 손가락 컬에 북쪽의 방향으로는 자기장입니다.
경우 구부러 와이어 루프로,자력선 구부러 그것으로 형성,토로이드 또는 도넛 모양입니다., 이 경우에,엄지손가락에 북쪽의 방향으로는 자기장의 중심의 반복하는 동안,당신의 손가락이 점에서 긍정적인 방향에 있는 현재의합니다.
경우에 우리는 실행을 통해 현재 와이어 루프를 자기 분야에서,상호 작용의 이러한 자기장을 발휘합니다 왜곡력,토크,루프에 그것을 일으키는 회전,에 따라 로체스터 공업대학교도 있습니다. 그러나 자기장이 정렬 될 때까지 지금까지만 회전 할 것입니다. 우리가 원하는 경우 루프로 계속 회전하는,우리는 반대의 방향으로 현재는 반대의 방향으로는 자기장에서 루프입니다., 그런 다음 루프는 해당 필드가 다른 방향으로 정렬 될 때까지 180 도 회전합니다. 이것은 전기 모터의 기초입니다.
반대로,우리가 자기장에서 와이어 루프를 회전 시키면,필드는 와이어에 전류를 유도 할 것입니다. 전류의 방향은 매 반 턴마다 역전되어 교류 전류를 생성합니다. 이것은 전기 발전기의 기초입니다. 여기서 주목해야 할 것은 와이어의 움직임이 아니라 오히려 전류를 유도하는 필드의 방향과 관련하여 루프의 개폐입니다., 루프가 필드에 대면되면 최대 플럭스 양이 루프를 통과합니다. 그러나 루프를 필드로 엣지 온으로 돌리면 플럭스 라인이 루프를 통과하지 않습니다. 이것은 전류를 유도하는 루프를 통과하는 플럭스의 양의 변화입니다.
우리는 또 다른 실험을 수행할 수 있는 와이어 루프에 연결하고 끝에 민감한 현재 미터 또는 검류계. 그런 다음 루프를 통해 막대 자석을 밀면 검류계의 바늘이 움직여 유도 된 전류를 나타냅니다., 그러나 일단 자석의 움직임을 멈 추면 전류는 0 으로 돌아갑니다. 자석으로부터의 필드는 그것이 증가하거나 감소 할 때만 전류를 유도 할 것이다. 자석을 다시 꺼내면 다시 와이어에 전류를 유도하지만 이번에는 반대 방향이됩니다.
경우를 넣어 전구에서는 회로,그것은 낭비에 전기 에너지의 형태에서 빛과 열을,그리고 우리는 느낌 저항의 동의 자석으로 우리는 그것을 밖으로 반복입니다. 자석을 움직이기 위해서는 전구에 의해 사용되는 에너지와 동등한 작업을해야합니다.
에서 또 다른 실험을 수 있습니다 우리 구성하는 두 개의 와이어 루프의 끝을 연결하는 배터리와 스위치에 연결하고,끝까지 기타 루프를 검류계., 만일 우리가 두 루프를 서로 가까이에 얼굴을 맞대 방향,그리고 우리는 전원을 켜면 첫 번째 루프 검류계 연결하여 두 번째는 루프를 나타내는 유도 전류한 다음 빠르게 돌아가니다.
여기에 무슨 일이 일어나고 있는지는 현재의 첫 번째 루프에서 생산하는 자기장에서 차례를 유도 현재에서 두 번째는 루프지만,인스턴트에 대한 때에 자기장이 변하는 것입니다. 스위치를 끄면 미터가 순간적으로 반대 방향으로 편향됩니다., 이것은 자기장의 강도의 변화이며 전류를 유도하는 강도 또는 움직임이 아니라는 것을 더 나타냅니다. 이것에 대한 설명은 자기장이 도체의 전자를 움직이게한다는 것입니다. 이 운동은 우리가 전류로 알고있는 것입니다. 결국 하지만,전자를 도달한 시점에 있는지 평형을 가진 분야,어떤 시점에서 그들은 이동이 중지됩니다. 그런 다음 필드가 제거되거나 꺼지면 전자는 원래 위치로 다시 흐르게되어 반대 방향으로 전류를 생성합니다.,
과는 달리 중력 또는 전기장이 자기 쌍극장은 더 복잡한 3 차원 구조에 따라 다른 강도와 방향에 따라 위치로 측정되는,그래서 필요한 수학을 설명합니다. 그러나,우리는 설명할 수 있는 간단의 경우 유니폼자기장—예를 들어,아주 작은 섹션의 매우 큰 분야로 ΦB=BA,어디 ΦB 은 절대값의 자속,B 가의 힘 분야,그리고는 정의된 지역을 통해 현장 전달합니다., 반대로,이 경우에는 강도의 자기장은 유량 단위 지역,또는 B=ΦB/A.
패러데이의 법
이제 우리는 기본적인 이해의 자기장을 우리가 준비되어 있을 정의하는 패러데이의 법칙의 유도입니다. 그것은 회로에서 유도 된 전압이 그 회로를 통과하는 자속의 시간에 따른 변화율에 비례한다고 말합니다. 즉,자기장이 빨리 변할수록 회로의 전압이 커집니다. 자기장의 변화 방향은 전류의 방향을 결정합니다., 회로의 루프 수를 늘리면 전압을 높일 수 있습니다. 두 개의 루프가있는 코일의 유도 전압은 하나의 루프가있는 경우 두 배가되고 세 개의 루프가있는 경우 세 배가됩니다. 이것이 실제 모터와 발전기가 일반적으로 많은 수의 코일을 갖는 이유입니다. 이론 상으로는 모터와 발전기가 동일합니다. 모터를 돌리면 전기가 생성되고 발전기에 전압을가하면 켜지게됩니다. 그러나 대부분의 실제 모터와 발전기는 하나의 기능에만 최적화되어 있습니다.,
변압기
패러데이의 유도 법칙의 또 다른 중요한 응용 프로그램은 Nikola Tesla 가 발명 한 변압기입니다. 이 장치에서 초당 여러 번 방향을 바꾸는 교류 전류는 자기 코어를 감싸는 코일을 통해 보내집니다. 이를 변경하는 자기장의 핵심에서는 유도 현재에서 두 번째 코일을 감싸는 주위의 다른 부분에 같은 자석 핵심입니다.,
의 비율의 수집에 코일을 결정 비율의 전압 입력 및 출력 전류. 예를 들어,입력면에 100 턴,출력면에 50 턴이있는 변압기를 가져 와서 220 볼트에서 교류 전류를 입력하면 출력은 110 볼트가됩니다., 에 따라 Hyperphysics,변압기할 수 없는 증가하는 전력이 제품의 전압,전류,그렇다면 전압은 상승,현재는 비례적으로 낮추고 그 반대입니다. 이 예에서 10 암페어에서 220 볼트 또는 2,200 와트의 입력은 20 암페어에서 110 볼트의 출력을 생성하며 다시 2,200 와트입니다. 실제로,변압기는 결코 완벽하게 효율적이지만,잘 설계된 변압기 일반적으로는 전력의 손실은 단지 몇 퍼센트,에 따르면 서비스를 제공하겠다고 약속했다.,
변압기들에게 가능한 전기 그리드를 우리는 우리 산업과 과학 기술 사회입니다. 크로스 컨트리송 라인에서 작동의 수백 수천의 볼트에 전송하기 위해 더 많은 전력에서 전류의 한계선. 이전압는 반복적으로 사용하여 변압기 분포 변전소에 도달할 때까지 당신의 집,그것은 마지막으로 내려왔 220 및 110 볼트를 실행할 수 있는 전기 스토브와 컴퓨터입니다. 피>