ما هو قانون فاراداي؟
ينصّ قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي على أنّ تغيّر التدفق المغناطيسي عبر ملف يُولّد قوة دافعة كهربائية (EMF). ويتناسب مقدار هذه القوة الدافعة طرديًا مع عدد لفّات السلك ومع سرعة تغيّر التدفق المغناطيسي. تحسب هذه الأداة القوة الدافعة المُستحَثّة مباشرةً انطلاقًا من عدد لفّات الملف، ومقدار التغيّر في التدفق المغناطيسي، والزمن الذي يستغرقه هذا التغيّر.
كيفية استخدام الحاسبة
أدخل عدد اللفّات (\(N\)) في الملف، والتغيّر في التدفق المغناطيسي \(\Delta\Phi\) بوحدة الويبر (Wb)، والتغيّر في الزمن \(\Delta t\) بالثواني. تُعيد الحاسبة قيمة القوة الدافعة المُستحَثّة بوحدة الفولت. وتدلّ الإشارة السالبة (قانون لِنز) على أنّ القوة الدافعة المُستحَثّة تعاكس التغيّر في التدفق، بينما يعرض صفّ المقدار القيمة المطلقة.
شرح المعادلة
المعادلة هي $$\varepsilon = -\,\text{N} \cdot \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$ حيث \(N\) هو عدد اللفّات، و\(\Delta\Phi\) هو التغيّر في التدفق المغناطيسي بوحدة الويبر، و\(\Delta t\) هو الزمن المنقضي بالثواني. ويساوي التدفق المغناطيسي \(\Phi\) حاصل ضرب المجال المغناطيسي \(B\) في المساحة \(A\) التي يمرّ عبرها (\(\Phi = B \cdot A\)). وكلّما تغيّر التدفق بسرعة أكبر أو زاد عدد اللفّات، ارتفع الجهد المُستحَثّ.
مثال محلول
ملف يحتوي على 100 لفّة يتعرّض لتغيّر في التدفق مقداره 0.05 ويبر خلال 0.1 ثانية. القوة الدافعة = $$\varepsilon = -100 \times \frac{0.05}{0.1} = -50 \text{ فولت}$$ ويبلغ مقدار القوة الدافعة المُستحَثّة 50 فولت.
الأسئلة الشائعة
لماذا تكون القوة الدافعة سالبة؟ تعكس الإشارة السالبة قانون لِنز: يسري التيار المُستحَثّ في اتجاه يعاكس التغيّر في التدفق المغناطيسي الذي أنتجه.
ما هو الويبر؟ الويبر (Wb) هو وحدة التدفق المغناطيسي في النظام الدولي للوحدات، ويساوي فولت-ثانية واحدة. وويبر واحد لكل متر مربع يساوي تسلا واحدًا.
كيف يمكنني زيادة القوة الدافعة المُستحَثّة؟ زِد عدد اللفّات، أو زِد معدّل تغيّر التدفق (مجال أقوى أو حركة أسرع)، أو قلّل الزمن الذي يحدث خلاله التغيّر.
