Hur elektromagnetisk induktion skapar ström

Elektromagnetisk induktion (också känd som Faradays lag om elektromagnetisk induktion eller bara induktion, men inte att förväxla med induktivt resonemang), är en process där en ledare placerad i ett växlande magnetfält (eller en ledare som rör sig genom ett stationärt magnetfält) orsakar produktion av en spänning över ledaren. Denna process med elektromagnetisk induktion orsakar i sin tur en elektrisk ström - det sägs inducera nuvarande.

Upptäckt av elektromagnetisk induktion

Michael Faraday ges kredit för upptäckten av elektromagnetisk induktion 1831, även om vissa andra hade noterat liknande beteende under åren före detta. Det formella namnet på fysikekvationen som definierar beteendet hos ett inducerat elektromagnetiskt fält från magnetflödet (förändring i ett magnetfält) är Faradays lag för elektromagnetisk induktion.

Processen för elektromagnetisk induktion fungerar också i omvänd riktning, så att en rörlig elektrisk laddning genererar ett magnetfält. Faktum är att en traditionell magnet är resultatet av den individuella rörelsen hos elektronerna inom magnetens individuella atomer, i linje så att det genererade magnetfältet är i en enhetlig riktning. I icke-magnetiska material rör sig elektronerna på ett sådant sätt att de enskilda magnetiska fälten pekar i olika riktningar, så att de avbryter varandra och det alstrade nätmagnetfältet är försumbart.

Maxwell-Faraday ekvation

Den mer generaliserade ekvationen är en av Maxwells ekvationer, kallad Maxwell-Faraday-ekvationen, som definierar förhållandet mellan förändringar i elektriska fält och magnetfält. Det har formen av:

∇ ×E = - ∂B / ∂t

där ∇ × notationen är känd som curloperationen, E är det elektriska fältet (en vektorkvantitet) och B är magnetfältet (också en vektorkvantitet). Symbolerna ∂ representerar de partiella skillnaderna, så den högra delen av ekvationen är den negativa partiella skillnaden för magnetfältet med avseende på tid. Både E och B förändras i termer av tid t, och eftersom de rör sig förändras fältenas position också.