電磁學

法拉第感應定律(Faraday's law)

法拉第定律揭示:變化的磁場能憑空變出電壓——磁「漏」進了電。把磁鐵朝一圈導線揮去,線圈裡就冒出電流;猛地抽離,電流便反向。導線不在乎磁鐵有多強,只在乎穿過線圈的磁通量變化得多快。把磁鐵拿著不動,再強也什麼都不會發生;是運動、是變化,才做了功。

寫成式子,感應電壓等於穿過線圈的磁通量的變化率(前面那個負號體現了冷次定律:感應電流總是反抗產生它的變化)。這一個觀念支撐起整個文明。每座發電廠裡的每台發電機都讓線圈在磁場中旋轉,製造出牆上插座的 50 或 60 Hz;每個變壓器都仰賴每秒起伏一百次的磁通來升降電壓;而你手機底下的無線充電板,就是法拉第定律隔著一毫米的空氣在運作。

EMF = − dΦ_B / dt (Φ_B = magnetic flux through the loop)

冷次定律(那個負號)其實是能量守恆的化身:若感應電流反過來助長其成因,就會得到失控的免費能量。自然不允許,所以電流總是反推回去。

又稱
electromagnetic induction法拉第定律電磁感應