Wie elektromagnetische Induktion Strom erzeugt

Elektromagnetische Induktion (auch bekannt als Faradays Gesetz der elektromagnetischen Induktion oder nur Induktion, Aber nicht zu verwechseln mit induktivem Denken) ist ein Prozess, bei dem ein Leiter, der sich in einem sich ändernden Magnetfeld befindet (oder ein Leiter, der sich durch ein stationäres Magnetfeld bewegt), die Erzeugung einer Spannung über dem Leiter verursacht. Dieser Vorgang der elektromagnetischen Induktion verursacht wiederum einen elektrischen Strom, wie man sagt induzieren die jetzige.

Entdeckung der elektromagnetischen Induktion

Michael Faraday wird die Entdeckung der elektromagnetischen Induktion im Jahr 1831 zugeschrieben, obwohl einige andere in den Jahren zuvor ein ähnliches Verhalten festgestellt hatten. Der formale Name für die physikalische Gleichung, die das Verhalten eines induzierten elektromagnetischen Feldes aus dem magnetischen Fluss (Änderung eines magnetischen Feldes) definiert, ist das Gesetz der elektromagnetischen Induktion nach Faraday.

Der Vorgang der elektromagnetischen Induktion funktioniert auch umgekehrt, so dass eine sich bewegende elektrische Ladung ein Magnetfeld erzeugt. In der Tat ist ein herkömmlicher Magnet das Ergebnis der individuellen Bewegung der Elektronen innerhalb der einzelnen Atome des Magneten, die so ausgerichtet sind, dass das erzeugte Magnetfeld in einer gleichmäßigen Richtung verläuft. In nichtmagnetischen Materialien bewegen sich die Elektronen so, dass die einzelnen Magnetfelder in unterschiedliche Richtungen weisen, sich gegenseitig aufheben und das erzeugte Nettomagnetfeld vernachlässigbar ist.

Maxwell-Faraday-Gleichung

Die allgemeinere Gleichung ist eine der Maxwell-Gleichungen, die als Maxwell-Faraday-Gleichung bezeichnet wird und die die Beziehung zwischen Änderungen elektrischer Felder und magnetischer Felder definiert. Es hat die Form von:

∇ ×E = - ∂B / T

wobei die ∇ × -Notation als Curl-Operation bezeichnet wird, ist die E ist das elektrische Feld (eine Vektorgröße) und B ist das Magnetfeld (auch eine Vektorgröße). Die Symbole ∂ stellen die Teildifferentiale dar, sodass die rechte Seite der Gleichung das negative Teildifferential des Magnetfelds in Bezug auf die Zeit ist. Beide E und B ändern sich in Bezug auf die Zeit t, und da sie sich bewegen, ändert sich auch die Position der Felder.