Prawa elektrolizy Faradaya
Prawa elektrolizy Faradaya to dwa prawa sformułowane przez Faradaya w 1834 r.:
1. Masa substancji wydzielonej podczas elektrolizy jest proporcjonalna do ładunku, który przepłynął przez elektrolit
2. Ładunek Q potrzebny do wydzielenia lub wchłonięcia masy m jest dany zależnością
gdzie:
F - stała Faradaya (w kulombach/mol)
z - ładunek jonu (bezwymiarowe)
M - masa molowa jonu (w kilogram/mol).
Inne, częściej spotykane sformułowanie drugiego prawa elektrolizy Faradaya brzmi:
Stosunek mas m1 oraz m2 substancji wydzielonych na elektrodach podczas przepływu jednakowych ładunków elektrycznych jest równy stosunkowi ich równoważników elektrochemicznych k1 oraz k2 i stosunkowi ich mas równoważnikowych R1 oraz R2, czyli:
Prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya
Prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya to prawo oparte na doświadczeniach Faradaya z 1831 roku. Z doświadczeń tych Faraday wywnioskował, że w zamkniętym obwodzie znajdującym się w zmiennym polu magnetycznym, pojawia się siła elektromotoryczna indukcji równa prędkości zmian strumienia indukcji pola magnetycznego przechodzącego przez powierzchnię rozpiętą na tym obwodzie. Prawo to można wyrazić wzorem
gdzie
- strumień indukcji magnetycznej,
- szybkość zmiany strumienia indukcji magnetycznej,
Jeżeli w miejscu pętli umieści się zamknięty przewodnik o oporze R, wówczas w obwodzie tego przewodnika popłynie prąd o natężeniu I:
Minus we wzorze jest konsekwencją zasady zachowania energii i oznacza, że siła elektromotoryczna jest skierowana w ten sposób, aby przeciwdziałać przyczynie jej powstania, czyli zmianom strumienia pola magnetycznego (reguła Lenza).
Na przykład, w przypadku zwojnicy o N zwojach, wzór na siłę elektromotoryczną indukcji można zapisać w postaci:
Wzór wynikający z prawa Faradaya można przedstawić w postaci całkowej:
gdzie:
- siła elektromotoryczna powstająca w pętli,
E - natężenie indukowanego pola elektrycznego,
l - długość pętli,
dl - nieskończenie mały odcinek pętli,
S - powierzchnia zamknięta pętlą l,
B - indukcja magnetyczna.
Z prawa Faradaya wynika wprost wzór:
będący jednym z równań Maxwella.
