Hoe elektromagnetische inductie stroom creëert

Elektromagnetische inductie (ook gekend als De wet van Faraday voor elektromagnetische inductie of gewoon inductie, maar niet te verwarren met inductief redeneren), is een proces waarbij een geleider die in een veranderend magnetisch veld wordt geplaatst (of een geleider die door een stationair magnetisch veld beweegt) de productie van een spanning over de geleider veroorzaakt. Dit proces van elektromagnetische inductie veroorzaakt op zijn beurt een elektrische stroom, zo wordt gezegd induceren de huidige.

Ontdekking van elektromagnetische inductie

Michael Faraday wordt geprezen voor de ontdekking van elektromagnetische inductie in 1831, hoewel sommige anderen in de jaren daarvoor vergelijkbaar gedrag hadden opgemerkt. De formele naam voor de fysicavergelijking die het gedrag van een geïnduceerd elektromagnetisch veld van de magnetische flux (verandering in een magnetisch veld) definieert, is de wet van Faraday voor elektromagnetische inductie.

Het proces van elektromagnetische inductie werkt ook omgekeerd, zodat een bewegende elektrische lading een magnetisch veld genereert. In feite is een traditionele magneet het resultaat van de individuele beweging van de elektronen binnen de individuele atomen van de magneet, zodanig uitgelijnd dat het gegenereerde magnetische veld in een uniforme richting is. In niet-magnetische materialen bewegen de elektronen zodanig dat de afzonderlijke magnetische velden in verschillende richtingen wijzen, zodat ze elkaar opheffen en het gegenereerde netto magnetische veld verwaarloosbaar is.

Maxwell-Faraday-vergelijking

De meer algemene vergelijking is een van Maxwell's vergelijkingen, de Maxwell-Faraday-vergelijking genoemd, die de relatie definieert tussen veranderingen in elektrische velden en magnetische velden. Het heeft de vorm van:

∇ ×E = - ∂B / ∂t

waarbij de ∇ × -notatie bekend staat als de krulbewerking, de E is het elektrische veld (een vectorgrootheid) en B is het magnetische veld (ook een vectorgrootheid). De symbolen ∂ vertegenwoordigen de gedeeltelijke verschillen, dus de rechterkant van de vergelijking is het negatieve gedeeltelijke verschil van het magnetische veld ten opzichte van de tijd. Beide E en B veranderen in de tijd t, en omdat ze bewegen, verandert ook de positie van de velden.