法拉第定律計算器

輸入計算

線圈匝數 (N)

磁通量變化 ΔΦ (Wb)

時間變化 Δt (s)

結果

感應電動勢

-50

伏特 (V)

電動勢大小	50 V
公式	EMF = -N × ΔΦ / Δt

什麼是法拉第定律？

法拉第電磁感應定律指出，當通過線圈的磁通量產生變化時，會在線圈中感應出電動勢（EMF）。這個電動勢的大小，與導線的匝數成正比，也與磁通量變化的快慢成正比。本計算器可直接由線圈匝數、磁通量變化量，以及變化所經歷的時間，求出感應電動勢。

穿過線圈的磁通量變化會感應出電動勢並產生電流。

如何使用本計算器

請輸入線圈匝數（\(N\)）、以韋伯（Wb）為單位的磁通量變化 \(\Delta\Phi\)，以及以秒（s）為單位的時間變化 \(\Delta t\)。計算器會以伏特（V）回傳感應電動勢。式中的負號源自冷次定律（Lenz's law），代表感應電動勢的方向會反抗磁通量的變化；「電動勢大小」一列則顯示其絕對值。

公式解析

計算式為 $$\varepsilon = -\,\text{N} \cdot \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$ 其中 \(N\) 為匝數，\(\Delta\Phi\) 為以韋伯為單位的磁通量變化，\(\Delta t\) 為所經歷的時間（秒）。磁通量 \(\Phi\) 等於磁場 \(B\) 乘以其通過的面積 \(A\)（\(\Phi = B \cdot A\)）。磁通量變化得越快，或線圈匝數越多，感應出的電壓就越大。

感應電動勢等於線圈匝數乘以磁通量的變化率。

範例演算

一個 100 匝的線圈，在 0.1 秒內經歷 0.05 Wb 的磁通量變化。$$\varepsilon = -100 \times \frac{0.05}{0.1} = -50 \text{ V}$$ 因此感應電動勢的大小為 50 伏特。

常見問題

為什麼電動勢是負值？這個負號反映了冷次定律：感應電流流動的方向，會反抗產生它的磁通量變化。

韋伯是什麼？韋伯（Wb）是磁通量的國際單位（SI），等於一伏特‧秒。每平方公尺一韋伯即等於一特斯拉（T）。

如何提高感應電動勢？可以增加線圈匝數、加快磁通量的變化速率（更強的磁場或更快的運動），或縮短變化所經歷的時間。