ما هي الإشارة السالبة، وما فائدتها في قانون فاراداي؟

تُشير إشارة "السالب" المستخدمة في قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي بكل بساطة إلى أن (emf) المستحث والتغيُّر في التدفق المغناطيسي لهم إشارة معاكسة.

فائدة الإشارة السالبة:

- إلى حد ما، فإنَّ هذه "الإشارة السالبة" هي نتيجة لاختيارنا لأنظمة الإحداثيات. ولكن من ناحية أخرى، اخترنا أنظمة الإحداثيات الخاصة بنا بطريقة متسقة، وصحيح أن الجهد المتولد من مجال مغناطيسي متغير سينتج دائمًا تيارًا يميل إلى عكس أو معارضة تغيير التدفق الذي أنتجه. إذاً، إنَّ الإشارة السالبة مطلوبة لتعكس ذلك.

- في حال كان التيار المستحث يدعم المجال بدلاً من مواجهته، فيمكن أن تظهر الحقول المغناطيسية (التي تحتوي على الطاقة) تلقائيًا في ملفات من الأسلاك. لذلك من العدل أن نقول إن الإشارة السالبة هي انعكاس لعدم قدرتنا على إنشاء الطاقة الحرة.

- ويعتبر قانون فاراداي الصغير "قوي جداً"، واستغرق الفيزيائي الروسي هنريش لينز عامين لإعطاء القانون. بعد تقديم تجربة ملفين بواسطة السير فاراداي إلى مجتمع العلماء، لم يكن قادرًا على إعطاء سبب المعارضة التي تظهر من خلال حث الملف على المغناطيس.

- وبحسب قانون فاراداي، عندما يتم ربط مجال مغناطيسي متغيّر بملف، فإنّه يتم إحداث قوة emf. قد يكون هذا التغيير في المجال المغناطيسي ناتج عن تحريك المغناطيس باتجاه الملف أو بعيداً عنه بمعنى (تغيير شدة المجال)، أو تحريك الملف داخل أو خارج المجال المغناطيسي حسب الرغبة.
وبمعنى آخر، يتناسب حجم emf المستحث في الدائرة مع معدل التغيير في التدفق. ومع ذلك، عندما يتم إنشاء emf عن طريق تغيير في التدفق المغناطيسي، فإن قطبية emf المستحثة هي التي تنتج تيار يعارض مجاله المغناطيسي التغيير الذي ينتجها. وهذا هو قانون لينز، الذي يوافق قانون حفظ الطاقة. 

- وعلى العكس من ذلك، إذا كان اتجاه المجال المغناطيسي الذي يُنشأ التيار والمجال المغناطيسي للتيار نفسه في الموصل في نفس الإتجاه، فإنّهما سيضيفان وينتجان ضعف التيار، مما يؤدي إلى مجال مغناطيسي أقوى، مما يؤدي إلى المزيد من التيار المتدفق، وبالتالي يؤدي إلى انتهاك قانون حفظ الطاقة. 

وفقط في حال كان التيار المستحث يُنشأ حقلاً مغناطيسياً مساوياً ومعاكساً لإتجاه المجال المغناطيسي الذي ينشأه، فيمكنه مقاومة التغيير في المجال المغناطيسي، والذي يتوافق مع قانون نيوتن الثالث للحركة.