نیروی محرکه الکتریکی حرکتی

آزمایش هایی برای توضیح قانون فارادی

با کمی تحریف تاریخی می توان گفت که فارادی سه آزمایش انجام داد. در آزمایش اول یک مدار را با سرعت v از روی یک میدان مغناطیسی یکنواخت عبور داد. در آزمایش دوم مدار را ثابت نگه داشت و میدان مغناطیسی را با سرعت ثابت v و در جهت عکس آزمایش اول حرکت داد. در آزمایش سوم نیز میدان مغناطیسی را با زمان تغییر داد. مشاهده می شود که در هر سه آزمایش یک نیروی محرکه الکتریکی در مدار ایجاد می شود. نکته جالب توجه این است که با اینکه آزمایش اول و دوم یکسان به نظر می رسند (و در نسبیت خاص نیز چنین است) ولی در آزمایش اول عامل ایجاد نیروی محرکه الکتریکی قانون نیروی لورنتس است و در آزمایش دوم عامل ایجاد نیروی محرکه الکتریکی میدان الکتریکی القایی ناشی از تغییرات شار است یعنی همان قانون فارادی. در واقع در آزمایش اول نیروی مغناطیسی به بارها وارد می شود چون در حال حرکت هستند اما در آزمایش دوم بارها ساکن هستند و تنها نیروی الکتریکی می تواند بر آنها وارد شود. به هر حال هر سه آزمایش را می توان با این بیان که نیروی محرکه الکتریکی برابر منفی نرخ تغییرات شار است، جمع بندی کرد.

نیروی محرکه الکتریکی حرکتی

وقتی یک هادی در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند، طبق رابطه نیروی لورنتس، نیرویی به بارهای درون آن وارد می شود. این نیرو سبب می شود که یک نیروی محرکه الکتریکی در مدار ایجاد شود که به آن نیروی محرکه الکتریکی حرکتی می گویند.

در این فیلم آموزشی در یک حالت خاص و در حالت کلی نشان می دهیم که نیروی محرکه الکتریکی حرکتی برابر منفی نرخ تغییرات شار است.

[۱] D. J. Griffiths, introduction to electrodynamics

[۲] Cheng, David Keun. Field and wave electromagnetics. Vol. 2. New York: Addison-wesley, 1989.

دانلود جزوه

دانلود ویدئو

(۱۸۴۵)