قانون القای فارادی به زبان خیلی ساده + مثال و فرمول

اگر تا حالا فکر کردی چطوری برق در شارژر وایرلس، موتور یا ژنراتور تولید میشه، جوابش یه چیزه: قانون القای فارادی! این قانون پایه‌ی خیلی از فناوری‌های برقی امروزه. توی این مقاله خیلی راحت و به زبان ساده توضیح می‌دیم که قانون فارادی چیه، چطوری کار می‌کنه، چه فرمولی داره و حتی با یه مثال عددی ساده محاسبه‌ش می‌کنیم.

قانون القای فارادی چیست؟ (به زبان خیلی ساده)

قانون القای فارادی می‌گه:

وقتی یک میدان مغناطیسی (مثل آهنربا) در نزدیکی یک سیم‌پیچ (سیم پیچیده‌شده) تغییر کنه، توی سیم‌پیچ برق یا جریان الکتریکی تولید میشه.

یعنی تغییر میدان مغناطیسی = تولید برق ✅

• فارادی یکی از پایه‌گذاران برق مدرن بود.

• بدون این قانون، هیچ موتور، ژنراتور یا شارژر وایرلسی وجود نداشت.

• این قانون اولین بار در سال ۱۸۳۱ کشف شد و بعدها به‌وسیله‌ی ماکسول به زبان ریاضی در معادلاتش آورده شد.

«قانون القای فارادی پلی است بین حرکت و برق — یعنی تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی.»

زندگی واقعی: مثالی ساده

یه آهنربا رو نزدیک یه سیم‌پیچ می‌بری → هیچ اتفاقی نمی‌افته.
اما وقتی آهنربا رو حرکت بدی → جریان توی سیم‌پیچ تولید میشه!

📐 فرمول قانون القای فارادی

فرمول کلی:

ε = - N × (ΔΦ / Δt)

که:

• ε = ولتاژ القایی (ولت)
• N = تعداد دور سیم‌پیچ
• ΔΦ = تغییر شار مغناطیسی (وبر)
• Δt = زمان تغییر (ثانیه)
• علامت منفی یعنی ولتاژ تولید شده خلاف جهت تغییر می‌باشد (قانون لنز)

• اگر ΔΦ مثبت باشه (یعنی میدان زیاد بشه)، جهت جریان طوریه که تلاش می‌کنه مانع این افزایش بشه.

• همین موضوع رو قانون لنز (Lenz) توضیح می‌ده که در واقع نشانه‌ی حفظ انرژی است.

🧲 شار مغناطیسی (Φ) چیست؟

شار مغناطیسی یعنی مقدار میدان مغناطیسی‌ای که از سطح سیم‌پیچ رد میشه:

Φ = B × A × cos(θ)

• B = شدت میدان مغناطیسی (تسلا)
• A = سطح سیم‌پیچ (متر مربع)
• θ = زاویه بین میدان و سطح

مثال عددی ساده از قانون فارادی

فرض کن یه سیم‌پیچ ۵۰ دور داریم، و شار مغناطیسی از ۰.۱ وبر به ۰.۴ وبر در ۰.۲ ثانیه تغییر کنه.

فرمول:

ε = - N × (ΔΦ / Δt)
ε = - 50 × (0.4 - 0.1) / 0.2
ε = - 50 × 0.3 / 0.2
ε = - 75 ولت

یعنی: ۷۵ ولت برق القا میشه.

کاربردهای قانون القای فارادی در زندگی واقعی

چه عواملی روی میزان برق القایی تأثیر دارن؟

1. تعداد دور سیم‌پیچ (N): هرچی بیشتر باشه، ولتاژ بیشتر.
2. تغییر بیشتر در شار مغناطیسی (ΔΦ): یعنی آهنربا قوی‌تر یا سریع‌تر حرکت کنه.
3. زمان کمتر (Δt): هرچی سریع‌تر تغییر کنه، برق بیشتری تولید میشه.

آیا این قانون در شارژ وایرلس هم استفاده میشه؟

بله، دقیقاً! شارژر وایرلس با استفاده از قانون فارادی، از طریق میدان مغناطیسی نوسانی در سیم‌پیچ فرستنده، برق رو توی سیم‌پیچ گیرنده (گوشی شما) القا می‌کنه.

✅ جمع‌بندی ساده و کاربردی

قانون فارادی در کتاب فیزیک یازدهم کامل توضیح داده شده است شما میتوانید فایل زیر یعنی فصل مغناطیسی کتاب یازدهم را دانلود کنید :

دانلود PDF فصل سوم فیزیک یازدم (قانون مغناطیس و القای الکترومغناطیس) 

قانون فارادی در واقع یکی از ۴ قانون اصلی الکترومغناطیس (قوانین ماکسول) است و پایه‌ی بسیاری از فناوری‌های امروزی به شمار می‌رود.

✅ در یک جمله:

«هر وقت میدان مغناطیسی در اطراف یک رسانا تغییر کنه، در اون رسانا برق تولید میشه.»