العلوم الطبيعية

قانون فاراداي

في أوائل القرن الـ19، حقق فيزيائي بريطاني سبقاً علميًّا

اكتشف مايكل فاراداي أن المجالات المغناطيسية يمكنها توليد تيارات الكهربائية. وكان العلماء يعرفون بالفعل أن العكس كان صحيحاً- أي إن التيارات الكهربائية تنتج حقولاً مغناطيسية. ففي عام 1820 ألقى الفيزيائي هانز كريستيان أورستد محاضرة توضيحية وضع خلالها مصادفة سلكا متصلا بالكهرباء بالقرب من بوصلة. ولدهشته، تحركت الإبرة المغناطيسية. وبعد فترة وجيزة شرح الفرنسي أندريه-ماري أمبير السببَ.

وباستخدام مجموعة من الأسلاك المتوازية، فقد أظهر أمبير أن التيارات الحية قد تتجاذب وتتنافر. وعندما مرت التيارات في الاتجاه نفسه، تجمعت الأسلاك معاً. وعندما مرت في اتجاهين متعاكسين، تباعدت. باستخدام هذه الملاحظات، وجد أن الجاذبية بين الأسلاك تتناسب مع التيار الذي تحمله ومع طول الأسلاك (قانون أمبير).

ومتسلحين بملاحظات أمبير، فقد أدرك الناس أن بوسعهم تضخيم المجالات المغناطيسية عن طريق صنع ملفات من الأسلاك. وأدى هذا إلى اختراع ويليام ستورغيون للمغناطيس الكهربائي في عام 1825. وصار بوسعنا الآن توليد مجالات مغناطيسية قوية باستخدام الكهرباء. ولم يتبقَّ سوى إظهار أن هذا قد يحدث في الاتجاه المعاكس.

وللقيام بذلك، فقد لف فاراداي ملفين من السلك حول حلقة من الحديد، واحداً على كل جانب. وأُوصل الأول ببطارية، والثاني ببوصلة. وكان الملفان مستقلين- فلا يمكن للتيار المتولد من البطارية أن يصل إلى إبرة البوصلة ولا يمكن ذلك أيضا للمجال المغناطيسي المتولد في السلك الأول، ولكن عندما شغّل البطارية، تحركت إبرة البوصلة. وبدلاً من تحريك إبرة البوصلة مباشرة، كما حدث في تجارب أورستيد، ولّد المجال المغناطيسي للسلك الأول تياراً كهربائيًّا في السلك الثاني. وأدى التيار المستحث إلى تحريك البوصلة. وكان هذا هو أول عرض للحث الكهرومغناطيسي.

أكدت التجارب اللاحقة أن أي تغير في المجال المغناطيسي يمكنه توليد جهد كهربائي (فولتية). ويمكنك تحريك أو تدوير مغناطيس داخل ملف، أو تحريك أو تدوير ملف داخل مجال مغناطيسي، أو تغيير قوة المجال المغناطيسي نفسه. إذا كان الملف جزءاً من دائرة كاملة، فإن الجهد الكهربائي يولّد تياراً.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق