Induktionelektromagnetisk Det er fænomen ansvarlig for fremkomsten af elektriske strømme i materialer ledere nedsænket i magnetiske felter, når der er ændringer i magnetfeltstrøm der krydser dem.
Seogså: Forstår du hvad magnetisme er? Få adgang til og opdag
elektromagnetisk induktion
Omkring 1820, Hans Christian Oersted fandt ud af, at der er et forhold mellem fænomenerelektrisk og magnetisk. Tilfældigt bemærkede Oersted, at passagen af elektrisk strøm på en ledertråd kunne ændre retningen for nogle kompasser der var efterladt i nærheden af ledningen.
O eksperimentiOersted tilladt os at forstå, at elektricitet og magnetisme, indtil da "uafhængige" af hinanden, er fænomener af samme art. Det var fra denne opdagelse, at undersøgelser af elektromagnetisme.
Ifølge fremskridt i undersøgelser efterfulgt af opdagelsen af Oersted, var det forstået, at elektriske strømme var i stand til at generere magnetfelter, det gensidige blev igen observeret i 1831, da
Michael Faraday opdagede, at en elektrisk strøm var i stand til at producere et magnetfelt. Derfor, faraday udført flere eksperimenter, bestod hans eksperimentelle apparat af en jernring indpakket i to viklinger (spoler) af kobbertråde, forbundet til en trommer og til et galvanometer (enhed, der bruges til at måle strøm).
Faraday indså det, da batteriet var påellerslukket, der blev dannet en strøm i galvanometerdenne strøm ophørte imidlertid og dukkede kun op igen, når batteriet blev tilsluttet eller frakoblet. Faraday udførte forskellige eksperimenter, i en af dem fandt han, at når en magnet mod en ledende spole (også kendt som en solenoid) strømmer en elektrisk strøm gennem den. Han havde opdaget principgiverinduktionelektromagnetisk.
Michael Faraday havde opdaget, at bevægelsei forhold mellem en magnet og en spole var i stand til at producere en elektrisk strøm, i øjeblikket anvendes dette fænomen over hele verden til produktion af elektricitet i kraftværkervandkraft, termoelektrisk,atomisk,vind etc.
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Elektromagnetisk induktion og Faradays lov
Ifølge loviFaraday, når der er variationiflydeiMarkmagnetisk i et eller flere ledende kredsløb, som i en spole, en induceret elektromotorisk kraft (elektrisk spænding) opstår i denne leder.
Flydemagnetisk, til gengæld vedrører det antallet af magnetfeltlinjer, der krydser et område. At fysisk mængde, målt i Wb (Weber eller T / m²), relaterer intensiteten af Markmagnetisk med arealet og vinklen mellem magnetfeltlinjerne og områdets normale linje.
Φ - magnetisk flux (Wb eller T / m²)
B - magnetfelt (T - Tesla)
DET - areal (m²)
θ - vinkel mellem B og normal for område A
Selvom elektromagnetisk induktion var en opdagelse af Faraday, han udledte det ikke matematisk og kunne heller ikke forklare den måde, hvorpå den elektromotoriske kraft dukkede op i kredsløbet, disse implementeringer kom senere i hænderne på HeinrichLenz og FranzErnstNeumann, forme Faradays lov, som vi kender den i dag.
Seogså:Alt hvad du behøver at vide for at få succes inden for elektrostatik
Neumanns bidrag vedrører ligningen af Faradays lov, han beskrev det som en tidsmæssig variation af magnetfeltstrømmen, se:
ε- induceret elektromotorisk kraft (V - volt)
ΔΦ - magnetisk fluxvariation (Wb)
t - tids interval
Bidraget fra Lenz, til gengæld var det relateret til princippet om energibesparelse. Lenz forklarede, hvad retningen af den elektriske strøm induceret af variationen i magnetisk flux skal være. Ifølge ham opstår den elektriske strøm, der induceres, altid for at modsætte sig variationen af ekstern magnetisk flux. Lenzs fund fik os til at tilføje det negative tegn til Faradays lov:
Den følgende figur viser, hvordan den inducerede elektromotoriske kraft opstår i henhold til Faraday-Lenz-loven, bemærk at linjerne i det inducerede magnetfelt opstår for at kompensere for variation i magnetfeltflux som stiger mod det indre af magnetventil:
Elektromagnetiske induktionsformler
Hovedformlerne til elektromagnetisk induktion er magnetfeltstrømsformlen og Faraday-Lenz-loven, se:
Anvendelser af elektromagnetisk induktion
Lad os lære nogle direkte anvendelser af elektromagnetisk induktion at kende, inklusive vekselstrømsgeneratorer, transformere og elektriske motorer.
vekselstrømsgeneratorer
Alle generatorer af vekselstrøm fungerer i henhold til Faradays elektromagnetiske induktion. Disse generatorer er til stede i flere typer kraftværker, og den fælles faktor for dem alle er, at den elektriske energi opnås fra konvertering giver mekanisk energi.
I vandkraftanlæg forvandler vandfaldet f.eks gravitationel potentiel energi af en stor masse af Vand i kinetisk energi, denne energi producerer rotorbevægelsen af generatorbladene, forbundet med kraftige magneter og store ledende spoler. Hvis du er mere interesseret i emnet, skal du få adgang til vores tekst: Generatorer.
Transformere
Transformere er enheder, der bruger direkte fænomenet elektromagnetisk induktion. Disse enheder fungerer kun med skiftende elektriske strømme og består af en jernstang, normalt i en U-form, pakket ind i to spoler med forskellige antal drejninger. Når elektrisk strøm passerer gennem den første vikling, produceres et magnetfelt af spolen, som derefter koncentreres og transmitteres gennem jernstangen. Den anden spole, der udsættes for det oscillerende magnetfelt, genererer et induceret magnetfelt i modsætning til det, der transmitteres af jernstangen.
Forskellen mellem nummeridrejninger på hver side af jernstangen gør intensiteten af den inducerede elektriske strøm til at være forskellig i de to spoler, dog styrke elektrisk strøm i hver enkelt af dem er den samme, og derved øges den elektriske strøm, der er et potentielt fald og omvendt.
Sådan fungerer transformatorer: de kan sænke eller sænke intensiteten af den elektriske strøm i henhold til forholdet mellem antallet af viklinger i hver af deres spoler. Formlen, der anvendes til transformere, er vist nedenfor, tjek den ud:
VP og Vs - primær og sekundær spænding
NP og Ns - antal primære og sekundære viklinger
Er du nysgerrig efter dette emne? Læs vores tekst: Hvad er en transformer?
Elektriske motorer
Du elektriske motorer fungerer som inverterede elektriske generatorer, det vil sige i stedet for at konvertere mekanisk energi til elektricitet, fremstille energimekanikfra elektricitet. I dette tilfælde får vi en elektrisk strøm i stedet for at bruge en aksels rotation til at generere elektricitet gennem en aksel, der er viklet gennem flere spoler, hvilket får den til at rotere.
Seogså: Se vores resumé om kredsløb og elektriske forbindelser, og gør det godt på Enem
Af mig Rafael Helerbrock
