Prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya

Prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya - w zamkniętym obwodzie umieszczonym w zmiennym polu magnetycznym powstaje siła elektromotoryczna indukcji SEM zależna od szybkości zmian strumienia indukcji pola magnetycznego przenikającego obwód. Zależność tę można wyrazić wzorem:

ɛ=-dφB/dt

gdzie:

dφB - strumień indukcji magnetycznej

dφB/dt - szybkość zmian strumienia indukcji

W obwodzie zamkniętym o rezystancji R, SEM indukcji generuje przepływ prądu indukcyjnego o natężeniu I, którego konsekwencją jest powstanie indukowanego pola magnetycznego:

I=-1/R*dφB/dt

Strumień indukcji magnetycznej obejmuje tutaj zarówno strumień wywołany przez zewnętrzne źródła, jak i prąd płynący w obwodzie. Znak “-” wynika z zasady zachowania energii - siła elektromotoryczna przeciwdziała jej przyczynie, czyli zmianom strumienia pola magnetycznego, co wyraża reguła Lenza.

Siła elektromotoryczna, prąd i pole magnetyczne indukcji powstają jedynie podczas zmian zewnętrznego pola magnetycznego, czyli np. ruchu magnesu. Gdy magnes zaczyna się poruszać wówczas rośnie także indukowane pole magnetyczne, SEM i wartość prądu płynącego w obwodzie. Podczas zatrzymywania ruchu magnesu wartości wymienionych wielkości maleją do zera - wartość ta osiągnięta zostaje z chwilą zatrzymania magnesu. Ten sam efekt uzyskujemy podczas ruchu obwodu przewodnika w nieruchomym polu magnetycznym magnesu (np. obrót). Do powstania prądu indukcyjnego potrzebny jest zatem względny ruch źródła pola magnetycznego i zamkniętego obwodu przewodnika. Podczas obrotu obwodu przewodnika indukowany strumień magnetyczny zmienia wówczas swój znak, indukowana jest zmienna SEM i zmienny prąd.

Zmiana wielkości powierzchni obwodu także wywołuje zmianę strumienia magnetycznego. (zmianie ulega wówczas liczba linii pola magnetycznego przenikających przez powierzchnię obwodu).

Zastosowanie

Zjawisko wykorzystywane jest we wszelkiego rodzaju prądnicach generujących prąd.