نص قانون فاراداي

الحث الكهرومغناطيسي

الحث الكهرومغناطيسي هو تفاعل الكهرباء والمغناطيس معًا، لينتج عن ذلك قوة كهرومغناطيسيّة قادرة على تحريك المولدات بطاقة كبيرة، وهي المبدأ الرئيسي في عمل المحث والمحول والمولدات الكهربائية، ولقد حضي العالم الفيزيائي الإنجليزي مايكل فاراداي باكتشاف الحث المغناطيسيّ في توليد التيار الكهربائي عام 1830ميلاديّة، كما قام أيضًا بدراسة تأثير المغناطيس وقدرته على توليد الكهرباء؛ فقام بوضع مغناطيس داخل حلقة من النحاس القابلة للتوصيل الكهربائي، ووصلها بجهاز قادر على قراءة شدة التيّار الكهربائي، كما لاحظ أيضًا أنّه وبحركة المغناطيس داخل الحلقة يتحرك مؤشر الجهاز، فاستنتج أنه حركة المغناطيس تولّد التيار الكهربائي، وقد قام فارادي بوضع قانونه على إثر ذلك، وسيذكر في هذا المقال نص قانون فاراداي في الحث الكهرومغناطيسي.^[١]

نص قانون فاراداي

ينص قانون فاراداي على أنّ الجهد المستحث في الدائرة يتناسب مع معدل التغير في التدفق المغناطيسي مع مرور الوقت في تلك الدائرة، وبصورة أخرى فإنّ أي تغيير في شدة المجال المغناطيسي يسبّب تولّد قوة دافعة كهربائية، مهما كان سبب تغير هذه المجال؛ سواءً كان بتغيير الأسلاك أو بتحريك الملف أو تغيير اتجاهه، وغير ذلك.^[٢]، وبعد عدة تجارب ومع التكرار وزيادة عدد القطع المغناطيسيّة، اتضح للعالم مايكل فاراداي أن العلاقة بين عدد القطع المغناطيسيّة وشدة التيار الكهربائي هي علاقة طرديّة، أي أنه كلما زادت عدد القطع المغناطيسيّة زادت شدة التيار الكهربائي، ومن العوامل المؤثرة في تغيير القوة الدافعة الكهربائية والتحكم بها والتي جاءت ضمنيًا في نص قانون فاراداي ما يأتي:

• تغيير شدة المجال المغناطيسي وذلك بالتحكم في إدخال أو إخراج المغناطيس في الملف، فإدخال المغناطيس يزيد من شدة التيار الكهربائي وإخراجه يقلل من شدة التيار الكهربائي.
• تحريك الملف وذلك بتقريبه أو إبعاده عن المغناطيس وعن المجال المغناطيسيّ الناتج حول المغناطيس.
• تدوير أو تناوب الملف بالنسبة للمغناطيس أو العكس.
• عدد لفات الملف، الأسلاك حول المغناطيس.
• زيادة عدد القطع المغناطيسيّة.

وبناءً على ما سبق، توصّل العالم مايكل فاراداي إلى صيغة رياضيّة لتطبيق قانونه وهي:

القوة الدافعة الكهربائية= -عدد اللفات * معدل تغير التدفق بالنسبة للزمن.

وتُقاس بوحدة الفولت، وبالرموز تكتب هكذا:

ق _د= - ن* (Δ ز* Δ التدفق).

حيث أن ق _د: القوة الدافعة الكهربائية، ن: عدد اللفات.

ويمكن حساب شدّة التدفق المغناطيسي من القانون الآتي:

التدفق= شدة المجال المغناطيسي * مساحة الملف.

وتُقاس بوحدة الويبر.

التطبيقات العلميّة على قانون فاراداي

يُطبّق قانون فاراداي على الكثير من الأجهزة، مثل المولدات والمحركاتGenerator، التي تقوم بتوليد الكهرباء عند تشغيلها من حركة المغناطيس والملفات الموجودة فيها، فينشأ جهد كهربائي لتقوم بعملها، ومثال آخر على قانون فاراداي هو المحوّل Transformer، في هذا الجهاز يتم تبديل التيار الكهربائي عن طريق تغيير اتجاهه عدة مرات في الثانية الواحدة، ويرسل إلى ملف ملفوف حول مجال مغناطيسي، وهذا ينشئ تغييرًا في المجال المغناطيسي، والذي بدوره يحفّز على إنتاج تيار في الملف الثاني الملفوف حول القطب الآخر للمغناطيس.^[٣]

المراجع

1. ↑ "farady's law", en.wikipedia.org,10-06-2019، Retrieved 10-06-2019. Edited.
2. ↑ "farady's law", hyperphysics.phy-astr.gsu.edu,10-06-2019، Retrieved 10-06-2019. Edited.
3. ↑ "farady's law", www.livescience.com,10-06-2019، Retrieved 10-06-2019. Edited.