- Qu'est-ce que la loi de Faraday ?
- L'histoire du droit de Faraday
- La formule de la loi de Faraday
- Exemples d'application de la loi de Faraday
- La loi de Lenz
Nous expliquons ce qu'est la loi de Faraday, l'induction électromagnétique, son histoire, sa formule et des exemples. Aussi, la loi de Lenz.
La loi de Faraday étudie la force électromagnétique dans un circuit fermé.Qu'est-ce que la loi de Faraday ?
La loi d'induction électromagnétique de Faraday, connue simplement sous le nom de loi de Faraday, a été formulée par le scientifique britannique Michael Faraday en 1831. Cette loi quantifie la relation entre un champ magnétique changeant dans le la météo et le champ électrique créés par ces changements.
L'énoncé de ladite loi stipule :
"La tension induite dans un circuit fermé est directement proportionnelle au taux de changement dans le temps du flux magnétique qui traverse n'importe quelle surface avec le circuit lui-même comme bord."
Pour bien comprendre cela, il faudra revoir l'expérience de Faraday : une batterie fourni du courant à une petite bobine, créant unchamp magnétique par les spires de la bobine (câbles métalliques enroulés sur leur propre axe). Lorsque cette bobine a été déplacée dans et hors d'une plus grande, son champ magnétique (changeant au fil du temps par le mouvement) a généré un Tension sur la grande bobine qui pouvait être mesurée avec un galvanomètre.
De cette expérience et de la formulation de la loi de Faraday, de nombreuses conclusions concernant la génération de énergie électrique, qui étaient la clé de la loi de Lenz et de la gestion moderne de l'électricité.
L'histoire du droit de Faraday
Michael Faraday (1791-1867) était le créateur d'idées centrales autour de la électricité et lemagnétisme.
Faraday était extrêmement excité lorsque le physicien danois Oersted a démontré empiriquement la relation entre l'électricité et le magnétisme en 1820, notant qu'un fil conducteur de courant pouvait déplacer une aiguille magnétique sur une boussole.
Faraday a conçu plusieurs expériences. Par exemple, il a enroulé deux solénoïdes de fil autour d'un anneau de fer et a vu que lorsque, au moyen d'un interrupteur, il faisait passer du courant dans l'un des solénoïdes, un courant était induit dans l'autre. Faraday a attribué l'apparition du courant aux changements du flux magnétique au fil du temps.
Par conséquent, Faraday a été le premier à démontrer la relation entre les champs magnétiques et les champs électriques, comme le montrent les deux expériences décrites. En fait, l'équation de la loi de Faraday est devenue une partie des énoncés de la loi de Maxwell.
La formule de la loi de Faraday
La loi de Faraday est généralement exprimée par la formule suivante :
CEM (Ɛ) = dϕ / dt
Où MEF ou Ɛ représentent la force électromotrice induite (la tension), et dϕ / dt est le taux de variation temporelle du flux magnétique ϕ.
Exemples d'application de la loi de Faraday
Les objets du quotidien comme les fours électriques sont rendus possibles par la loi de Faraday.
Pratiquement toute la technologie électrique est basée sur la loi de Faraday, en particulier en ce qui concerne les générateurs, les transformateurs et les moteurs électriques.
Par exemple, le moteur à courant continu était basé sur l'utilisation d'un disque de le cuivre qui tournait entre les extrémités d'un aimant, générant un courant continu.
De ce principe apparemment simple découle l'invention de choses aussi complexes qu'un transformateur, un générateur de courant alternatif, un frein magnétique ou une cuisinière électrique.
La loi de Lenz
Cette loi découle de l'application de laprincipe de conservation de l'énergie à l'induction électromagnétique, qui permet d'obtenir la conclusion que la CEM produite par un flux magnétique changeant (loi de Faraday), génère un courant avec une direction qui s'oppose à la variation du flux qui le produit.
Cela se traduit, en termes mathématiques, par l'addition à la loi de Faraday d'un signe négatif, formulée de cette manière :
CEM (Ɛ) = - (dϕ / dt)
Cette loi est fondamentale pour déterminer et contrôler le sens dans lequel se déplace le flux électrique d'un circuit. Son nom est dû au fait que le scientifique allemand Heinrich Lenz l'a formulé en 1834.