Επαγωγήηλεκτρομαγνητικός είναι το φαινόμενο υπεύθυνη για την εμφάνιση του ηλεκτρικά ρεύματα σε υλικά αγωγοί βυθισμένος σε μαγνητικά πεδία, όταν υπόκεινται σε αλλαγές στο ροή μαγνητικού πεδίου που τους διασχίζει.
Κοίταεπίσης: Καταλαβαίνετε τι είναι ο μαγνητισμός; Πρόσβαση και ανακάλυψη
ηλεκτρομαγνητική επαγωγή
Γύρω στο 1820, Χανς Κρίστιαν Όρεστεντ διαπίστωσε ότι υπάρχει σχέση μεταξύ του πρωτοφανήςηλεκτρικός και μαγνητικός. Κατά λάθος, Oersted σημείωσε ότι το πέρασμα του ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα καλώδιο αγωγού θα μπορούσε να αλλάξει την κατεύθυνση της ευθυγράμμισης ορισμένων διαβήτης που είχε μείνει κοντά στο καλώδιο.
Ο πείραμασεΥπερβολικά μας επέτρεψε να καταλάβουμε ότι το ηλεκτρική ενέργεια και ο μαγνητισμός, μέχρι τότε «ανεξάρτητοι» ο ένας από τον άλλο, είναι φαινόμενα της ίδιας φύσης. Από αυτήν την ανακάλυψη ηλεκτρομαγνητισμός.
Σύμφωνα με τις εξελίξεις σε μελέτες που ακολουθούνται από την ανακάλυψη του
Υπερβολικά, έγινε κατανοητό ότι τα ηλεκτρικά ρεύματα ήταν ικανά να παράγουν μαγνητικά πεδία, το αντίστροφο, με τη σειρά του, παρατηρήθηκε μόνο το 1831, όταν Michael Faraday ανακάλυψε ότι ένα ηλεκτρικό ρεύμα ήταν ικανό να παράγει ένα μαγνητικό πεδίο. Ως εκ τούτου, faraday πραγματοποίησε διάφορα πειράματα, η πειραματική του συσκευή αποτελούταν από ένα σιδερένιο δακτύλιο τυλιγμένο σε δύο περιελίξεις (πηνία) χαλκού σύρματα, συνδεδεμένα τύμπανα και σε γαλβανόμετρο (συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση ρεύματος).
Ο Faraday κατάλαβε ότι όταν η μπαταρία ήταν επίήαπενεργοποιημένο, σχηματίστηκε ένα ρεύμα στο γαλβανόμετροΩστόσο, αυτό το ρεύμα έπαψε και επανεμφανίστηκε μόνο όταν η μπαταρία ήταν συνδεδεμένη ή αποσυνδεδεμένη. Ο Faraday πραγματοποίησε διαφορετικά πειράματα, σε ένα από αυτά βρήκε ότι όταν μαγνήτης προς ένα αγώγιμο πηνίο (επίσης γνωστό ως σωληνοειδές), ένα ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσα από αυτό. Είχε ανακαλύψει το αρχήδίνειεπαγωγήηλεκτρομαγνητικός.
Ο Michael Faraday είχε ανακαλύψει ότι το κίνησησυγγενής μεταξύ ενός μαγνήτη και ενός πηνίου ήταν ικανό να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα, επί του παρόντος αυτό το φαινόμενο χρησιμοποιείται παγκοσμίως, για την παραγωγή ηλεκτρική ενέργεια σε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειαςυδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις, θερμοηλεκτρικό,πυρηνικός,άνεμος και τα λοιπά.
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και νόμος του Faraday
Σύμφωνα με την νόμοςσεFaraday, όταν υπάρχει παραλλαγήσεροήσεπεδίομαγνητικός σε κάποιο αγώγιμο κύκλωμα, όπως σε ένα πηνίο, α προκαλούμενη ηλεκτροκινητική δύναμη (ηλεκτρική τάση) προκύπτει σε αυτόν τον αγωγό.
Ροήμαγνητικός, με τη σειρά του, αφορά τον αριθμό των γραμμών μαγνητικού πεδίου που διασχίζουν μια περιοχή. Οτι φυσική ποσότητα, μετρούμενη σε Wb (Weber ή T / m²), σχετίζεται με την ένταση του πεδίομαγνητικός με την περιοχή και τη γωνία μεταξύ των γραμμών μαγνητικού πεδίου και της κανονικής γραμμής της περιοχής.
Φ - μαγνητική ροή (Wb ή T / m²)
σι - μαγνητικό πεδίο (T - Tesla)
Ο - εμβαδόν (m²)
θ - γωνία μεταξύ του Β και του κανονικού της περιοχής Α
Αν και η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή ήταν μια ανακάλυψη της Faraday, δεν το συνήγαγε μαθηματικά, ούτε μπορούσε να εξηγήσει τον τρόπο με τον οποίο η ηλεκτροκινητική δύναμη εμφανίστηκε στο κύκλωμα, αυτές οι υλοποιήσεις ήρθαν αργότερα, στα χέρια του ΧάινριχΛεντς και ΦραντςΈρντNeumann, διαμόρφωση του νόμου του Faraday όπως τον γνωρίζουμε σήμερα.
Κοίταεπίσης:Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για να είναι επιτυχημένα στην ηλεκτροστατική
Η συμβολή του Neumann αφορά την εξίσωση του νόμου του Faraday, το περιέγραψε ως μια χρονική παραλλαγή της ροής του μαγνητικού πεδίου, βλέπε:
ε- προκαλούμενη ηλεκτροκινητική δύναμη (V - Volts)
ΔΦ - παραλλαγή μαγνητικής ροής (Wb)
τ - χρονικό διάστημα
Η συμβολή του Λένζ, με τη σειρά του, σχετίζεται με την αρχή της εξοικονόμησης ενέργειας. Ο Lenz εξήγησε ποια πρέπει να είναι η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος που προκαλείται από τη διακύμανση της μαγνητικής ροής. Σύμφωνα με τον ίδιο, το ηλεκτρικό ρεύμα που προκαλείται προκύπτει πάντα προκειμένου να αντιταχθεί στη διακύμανση της εξωτερικής μαγνητικής ροής. Το εύρημα του Lenz μας έκανε να προσθέσουμε το αρνητικό σημάδι στο νόμο του Faraday:
Το παρακάτω σχήμα δείχνει πώς προκύπτει η επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη σύμφωνα με τον νόμο Faraday-Lenz, σημειώστε ότι οι γραμμές του επαγόμενου μαγνητικού πεδίου προκύπτουν προκειμένου να αντισταθμιστεί το παραλλαγή ροής μαγνητικού πεδίου που αυξάνεται προς το εσωτερικό του σωληνοειδές:
Τύποι ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής
Οι κύριοι τύποι ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής είναι ο τύπος ροής μαγνητικού πεδίου και ο νόμος Faraday-Lenz, βλέπε:
Εφαρμογές ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής
Ας μάθουμε μερικές άμεσες εφαρμογές ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, συμπεριλαμβανομένων γεννητριών εναλλασσόμενου ρεύματος, μετασχηματιστές και ηλεκτρικοί κινητήρες.
εναλλασσόμενες γεννήτριες ρεύματος
Όλες οι γεννήτριες του εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα λειτουργούν σύμφωνα με Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή του Faraday. Αυτές οι γεννήτριες υπάρχουν σε διάφορους τύπους σταθμών παραγωγής ενέργειας, και ο κοινός παράγοντας σε όλους τους είναι ότι η ηλεκτρική ενέργεια λαμβάνεται από μετατροπή δίνει μηχανική ενέργεια.
Στα υδροηλεκτρικά εργοστάσια, για παράδειγμα, ο καταρράκτης μετατρέπει το βαρυτική δυνητική ενέργεια μιας μεγάλης μάζας Νερό σε κινητική ενέργεια, αυτή η ενέργεια παράγει την περιστροφική κίνηση των πτερυγίων της γεννήτριας, που συνδέονται με ισχυρούς μαγνήτες και μεγάλα αγώγιμα πηνία. Εάν ενδιαφέρεστε περισσότερο για το θέμα, μεταβείτε στο κείμενό μας: Γεννήτριες.
Μετασχηματιστές
Οι μετασχηματιστές είναι συσκευές που κάνουν άμεση χρήση του φαινομένου του ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Αυτές οι συσκευές λειτουργούν μόνο με εναλλασσόμενα ηλεκτρικά ρεύματα και αποτελούνται από σιδερένια ράβδο, συνήθως σε σχήμα U, τυλιγμένο σε δύο πηνία, με διαφορετικούς αριθμούς στροφών. Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από την πρώτη περιέλιξη, ένα μαγνητικό πεδίο παράγεται από το πηνίο, το οποίο στη συνέχεια συμπυκνώνεται και μεταδίδεται μέσω της ράβδου σιδήρου. Το δεύτερο πηνίο, εκτεθειμένο στο ταλαντωμένο μαγνητικό πεδίο, δημιουργεί ένα επαγόμενο μαγνητικό πεδίο, σε αντίθεση με αυτό που μεταδίδεται από τη ράβδο σιδήρου.
Η διαφορά μεταξύ του αριθμόςσεστροφές σε κάθε πλευρά της ράβδου σιδήρου κάνει την ένταση του επαγόμενου ηλεκτρικού ρεύματος να είναι διαφορετική στα δύο πηνία, ωστόσο, το δραστικότητα Το ηλεκτρικό ρεύμα σε καθένα από αυτά είναι το ίδιο, επομένως, αυξάνοντας το ηλεκτρικό ρεύμα, υπάρχει πιθανή πτώση και αντίστροφα.
Έτσι λειτουργούν οι μετασχηματιστές: μπορούν να μειώσουν ή να μειώσουν την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος σύμφωνα με την αναλογία μεταξύ του αριθμού των περιελίξεων σε κάθε ένα από τα πηνία τους. Ο τύπος που χρησιμοποιείται για τους μετασχηματιστές φαίνεται παρακάτω, ρίξτε μια ματιά:
ΒΠ και Βμικρό - πρωτογενείς και δευτερεύουσες τάσεις
ΝΠ και Νμικρό - αριθμός περιελίξεων πρωτογενών και δευτερευόντων πηνίων
Είστε περίεργοι για αυτό το θέμα; Διαβάστε το κείμενό μας: Τι είναι ένας μετασχηματιστής;
Ηλεκτρικοί κινητήρες
Εσείς ηλεκτρικοί κινητήρες λειτουργούν ως ανεστραμμένες ηλεκτρικές γεννήτριες, δηλαδή, αντί να μετατρέψει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια, παράγουν ενέργειαΜηχανικήαπό ηλεκτρισμό. Σε αυτήν την περίπτωση, αντί να χρησιμοποιούμε την περιστροφή ενός άξονα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, κάνουμε ένα ηλεκτρικό ρεύμα να διέρχεται από έναν άξονα που τυλίγεται μέσω πολλών πηνίων, προκαλώντας την περιστροφή.
Κοίταεπίσης: Δείτε την περίληψή μας σχετικά με τα κυκλώματα και τις ηλεκτρικές συνδέσεις και κάντε τα καλά στο Enem
Από εμένα, Rafael Helerbrock
