馬達小教室：法拉第定律 ( I )

介紹了冷次定律，不介紹法拉第定律，感覺不太尊重，因此本篇就來講解一下。

基本上，冷次定律與法拉第定律，其實是同一個現象，就是在描述磁生電，電生磁的交互作用。法拉第著重於其感應生成的電動勢，也就是電壓與電流的表現；而冷次定律則著重於感應磁力的表現。其實在維基百科中，有很詳細的說明，法拉第定律數學式的數學式，其中Ɛ 是電動勢，單位為伏特(V)，ΦB是磁通量，單位為韋伯(Wb)；而電動勢的方向（公式中的負號）就是由冷次定律提供。

由維基百科的描述，我們可以很肯定的確認冷次定律與法拉第的關係。但另一項讓人感覺困擾的是"電動勢"一詞，是之前沒有出現過的，但它的單位竟然是伏特(V)。對，您也可以叫它電壓或是電位差。基本上在馬達的世界中，常常會用到電動勢一詞，也許是為了與電力學有點區分，單純的電力系統，都用電壓或是電位差這兩組名詞，但在馬達、發電機等等的電磁學系統中，則會使用電動勢一詞，但實際上都是在描述同一物理量。因此看到電動勢時，不要害怕或苦惱，把它當電壓看待就可以，講電動勢只是比較專業而已。

在筆者學習法拉第定律時，有一個有趣的都市傳說，這點在維基百科也有略為提到，就是法拉第並非第一個察覺到此現象的人。故事是這樣說的，在那個電磁學興盛的年代，某科學家基於科學誠可貴，生命價更高的原則，將實驗裝置隔離在獨立的實驗室內，啟動裝置後，確認安全後才進入實驗室進行觀察。但由於法拉第定律是對磁場瞬間的變化才會有反應，在數學式中才以微分表示。因此科學家進入實驗室後，什麼都沒有!!!

而法拉第是個具備熱血犯難精神的科學家，因此他直接在第一現場，想看看實驗結果，從此名留青史。

當然，這都市傳說可能並不靠譜，但也闡述了法拉第定律很重要的觀念，瞬間磁場的變化量。就是這種特殊的瞬間概念，這在未來的自動控制學當中，演化成了暫態與穩態兩種狀態，來完整的描述物理現象。以口語的說法，家中的電風扇，從一開始打開電源，緩慢的旋轉到最終高速運轉的現象；其中一開始送電的緩慢加速過程，就會被定義成暫態，這時就會有法拉第定律及冷次定律的作用，一但達到穩定的旋轉速度後，就是穩態，此時法拉第跟冷次就消失了。

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