Electromagnetic Induction and Faraday's Law · Induction électromagnétique et loi de Faraday
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| electromagnetic induction/ɪˌlektrəʊməɡˈnetɪk ɪnˈdʌkʃn/ | induction électromagnétique |
| magnetic flux/mæɡˈnetɪk flʌks/ | flux magnétique |
Wave a magnet near a coil — and make electricity
- Push a magnet in and out of a coil of wire and a current flows, with no battery at all.
- Moving the magnet generates a voltage — the reverse of the motor effect.
- This is electromagnetic induction 电磁感应, and it powers every generator on Earth.
- Every power station, from coal to wind, is really just spinning magnets near coils.
Agitez un aimant près d'une bobine — et produisez de l'électricité
- Poussez un aimant dedans et dehors d'une bobine de fil et un courant circule, sans aucune batterie.
- Déplacer l'aimant génère une tension — l'inverse de l'effet moteur.
- C'est l'induction électromagnétique 电磁感应, qui alimente tous les générateurs sur Terre.
- Chaque centrale électrique, du charbon à l'éolien, n'est en réalité qu'un ensemble d'aimants tournant près de bobines.
A changing field induces a voltage
- What matters is a change in the magnetic field through the coil — its flux 磁通量.
- A changing flux induces a voltage (an EMF) in the coil.
- Move the magnet, spin the coil, or switch a current on or off — any change works.
- Hold everything still and the induced voltage vanishes; it is the change that counts.
Un champ changeant induit une tension
- Ce qui compte est un changement du champ magnétique à travers la bobine — son flux 磁通量.
- Un flux changeant induit une tension (une FEM) dans la bobine.
- Déplacez l'aimant, faites tourner la bobine, ou allumez/éteignez un courant — tout changement fonctionne.
- Maintenez tout immobile et la tension induite disparaît ; c'est le changement qui compte.
Induce a current · Induire un courant
Move a magnet through a coil at different speeds and watch the induced current change. · Déplacez un aimant à travers une bobine à différentes vitesses et observez le changement du courant induit.
What is needed to induce a voltage in a coil? · Qu'est-ce qui est nécessaire pour induire une tension dans une bobine ?
Only a changing flux induces an EMF; a steady field does nothing. · Seul un flux variable induit une FEM ; un champ constant ne fait rien.
Faraday's law
- Faraday's law: the induced EMF equals the rate of change of flux, $\varepsilon = -N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$.
- $N$ is the number of turns, and $\Phi$ the magnetic flux through each.
- A faster change, or more turns, gives a bigger induced voltage.
- The minus sign is Lenz's law — the induced current opposes the change that made it.
Loi de Faraday
- Loi de Faraday : la FEM induite est égale au taux de variation du flux, $\varepsilon = -N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$.
- $N$ est le nombre de spires, et $\Phi$ le flux magnétique à travers chacune.
- Une variation plus rapide, ou plus de spires, donne une tension induite plus grande.
- Le signe moins est la loi de Lenz — le courant induit s'oppose au changement qui l'a produit.
A $100$-turn coil has its flux change by $0.02\ \text{Wb}$ in $0.5\ \text{s}$. What is the size of the induced EMF, in $\text{V}$? · Une bobine de $100$ spires voit son flux changer de $0.02\ \text{Wb}$ en $0.5\ \text{s}$. Quelle est l'intensité de la force électromotrice induite, en $\text{V}$ ?
$|\varepsilon| = N\Delta\Phi/\Delta t = 100 \times 0.02/0.5 = 4\ \text{V}$.
Increasing the number of turns in the coil makes the induced EMF: · Augmenter le nombre de tours dans la bobine rend la FEM induite :
$\varepsilon = -N\Delta\Phi/\Delta t$: more turns $N$ gives a bigger EMF. · $\varepsilon = -N\Delta\Phi/\Delta t$ : plus de tours $N$ donnent une plus grande FEM.
The minus sign in Faraday's law is ____ law: the induced current opposes the change. · Le signe moins dans la loi de Faraday est la loi ____ : le courant induit s'oppose au changement.
Lenz's law: the induced current opposes the change in flux that produced it. · Loi de Lenz : le courant induit s'oppose au changement de flux qui l'a produit.
Generators and transformers
- A generator spins a coil in a field, constantly changing the flux to make AC electricity.
- A transformer uses a changing current in one coil to induce a voltage in another.
- Both are just Faraday's law at work, converting motion (or changing current) into voltage.
- Induction is the two-way bridge between electricity and magnetism.
Générateurs et transformateurs
- Un générateur fait tourner une bobine dans un champ, modifiant constamment le flux pour produire du courant alternatif.
- Un transformateur utilise un courant changeant dans une bobine pour induire une tension dans une autre.
- Tous deux sont simplement la loi de Faraday à l'œuvre, convertissant un mouvement (ou un courant changeant) en tension.
- L'induction est le pont bidirectionnel entre électricité et magnétisme.
A magnet held still inside a coil induces a steady current. · Un aimant maintenu immobile dans une bobine induit un courant constant.
No change in flux means no induced current — the magnet must be moving. · Aucun changement de flux signifie aucun courant induit — l'aimant doit bouger.
Select all · tout ways to increase the induced EMF in a coil. · Sélectionnez tous les moyens d'augmenter la FEM induite dans une bobine.
A faster change, more turns, or a stronger magnet all raise the EMF. Holding still induces nothing. · Un changement plus rapide, plus de spires ou un aimant plus fort augmentent la FEM. Rester immobile n'induit rien.
Induction needs a changing flux, not just a field. A magnet sitting still inside a coil induces no current — only moving it (changing the flux) does. And Lenz's law (the minus sign) means the induced current always opposes the change causing it.
L'induction nécessite un flux changeant, pas seulement un champ. Un aimant posé immobile à l'intérieur d'une bobine n'induit aucun courant — seul le déplacer (changer le flux) fonctionne. Et la loi de Lenz (le signe moins) signifie que le courant induit s'oppose toujours au changement qui le provoque.
A coil of $N = 100$ turns has the flux through it change by $\Delta\Phi = 0.02\ \text{Wb}$ in $\Delta t = 0.5\ \text{s}$. Find the size of the induced EMF.
- $|\varepsilon| = N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t} = 100 \times \dfrac{0.02}{0.5} = 4\ \text{V}$.
Change the flux faster (smaller $\Delta t$) and the induced voltage grows.
Une bobine de $N = 100$ spires a son flux modifié de $\Delta\Phi = 0.02\ \text{Wb}$ en $\Delta t = 0.5\ \text{s}$. Trouvez la valeur de la FEM induite.
- $|\varepsilon| = N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t} = 100 \times \dfrac{0.02}{0.5} = 4\ \text{V}$.
Changez le flux plus vite ($\Delta t$ plus petit) et la tension induite augmente.
Electromagnetic induction: a changing magnetic flux induces an EMF. Faraday's law: $\varepsilon = -N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$ — faster change or more turns means more voltage. The minus sign is Lenz's law (the induced current opposes the change). Generators and transformers all run on this.
Induction électromagnétique : un flux magnétique changeant induit une FEM. Loi de Faraday : $\varepsilon = -N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$ — une variation plus rapide ou plus de spires signifie plus de tension. Le signe moins est la loi de Lenz (le courant induit s'oppose au changement). Générateurs et transformateurs fonctionnent tous sur ce principe.