Inductionélectromagnétique C'est le phénomène responsable de l'émergence de courants électriques en matériaux conducteurs immergé dans champs magnétiques, lorsqu'il est soumis à des changements dans le flux de champ magnétique qui les traverse.
Voirégalement: Comprenez-vous ce qu'est le magnétisme? Accéder et découvrir
induction électromagnétique
Vers 1820, Hans Christian Oersted constaté qu'il existe une relation entre les phénomènesélectrique et magnétique. Accidentellement, Oersted a noté que le passage de courant électrique sur un fil conducteur pourrait changer le sens d'alignement de certains boussoles qui avait été laissé à proximité du fil.
O expériencedansOersted nous a permis de comprendre que le électricité et le magnétisme, jusqu'alors "indépendants" l'un de l'autre, sont des phénomènes de même nature. C'est à partir de cette découverte que les études sur la électromagnétisme.
Selon les progrès des études suivis de la découverte de
Oersted, il était entendu que les courants électriques étaient capables de générer des champs magnétiques, la réciproque, à son tour, n'a été observée qu'en 1831, lorsque Michael Faraday découvert qu'un courant électrique était capable de produire un champ magnétique. Par conséquent, faraday effectué plusieurs expériences, son appareil expérimental consistait en un anneau de fer enveloppé dans deux enroulements (bobines) de fils de cuivre, reliés à un tambours et à un galvanomètre (appareil utilisé pour mesurer le courant).
Faraday s'est rendu compte que lorsque la batterie était auou alorséteindre, un courant s'est formé dans le galvanomètre, cependant, ce courant a cessé et n'est réapparu que lorsque la batterie a été connectée ou déconnectée. Faraday a effectué différentes expériences, dans l'une d'entre elles, il a découvert que lorsqu'un aimant vers une bobine conductrice (également appelée solénoïde), un courant électrique la traverse. Il avait découvert le principedonneinductionélectromagnétique.
Michael Faraday avait découvert que le mouvementrelatif entre un aimant et une bobine était capable de produire un courant électrique, actuellement ce phénomène est utilisé dans le monde entier, pour la production de électricité dans centrales électriquescentrales hydroélectriques, thermoélectrique,nucléaire,vent etc.
Ne vous arrêtez pas maintenant... Y'a plus après la pub ;)
Induction électromagnétique et loi de Faraday
Selon le droitdansFaraday, quand il y a variationdanscoulerdansdomainemagnétique dans un circuit conducteur, comme dans une bobine, un force électromotrice induite (tension électrique) apparaît dans ce conducteur.
Coulermagnétique, à son tour, il s'agit du nombre de lignes de champ magnétique qui traversent une zone. Cette quantité physique, mesurée en Wb (Weber ou T/m²), rapporte l'intensité de la domainemagnétique avec l'aire et l'angle entre les lignes de champ magnétique et la ligne normale de l'aire.
Φ – flux magnétique (Wb ou T/m²)
B – champ magnétique (T – Tesla)
LES – superficie (m²)
θ – angle entre B et la normale de l'aire A
Bien que l'induction électromagnétique ait été une découverte de Faraday, il ne l'a pas déduit mathématiquement, ni n'a pu expliquer la manière dont la force électromotrice est apparue dans le circuit, ces implémentations sont venues plus tard, aux mains de HeinrichLenz et FrançoisErnstNeumann, façonner la loi de Faraday telle que nous la connaissons aujourd'hui.
Voirégalement:Tout ce que vous devez savoir pour réussir en électrostatique
La contribution de Neumann concerne l'équation de la loi de Faraday, il la décrit comme une variation temporelle du flux de champ magnétique, voir :
ε– force électromotrice induite (V – Volts)
ΔΦ – variation du flux magnétique (Wb)
t - intervalle de temps
L'apport de Lenz, à son tour, il était lié au principe de conservation de l'énergie. Lenz a expliqué quelle doit être la direction du courant électrique induit par la variation du flux magnétique. Selon lui, le courant électrique qui est induit survient toujours afin de s'opposer à la variation du flux magnétique externe. La découverte de Lenz nous a amenés à ajouter le signe négatif à la loi de Faraday :
La figure suivante montre comment la force électromotrice induite apparaît selon la loi de Faraday-Lenz, notez que les lignes du champ magnétique induit apparaissent afin de compenser la variation du flux de champ magnétique qui augmente vers l'intérieur de la solénoïde:
Formules d'induction électromagnétique
Les principales formules de l'induction électromagnétique sont la formule du flux de champ magnétique et la loi de Faraday-Lenz, voir :
Applications de l'induction électromagnétique
Faisons connaissance avec quelques applications directes de l'induction électromagnétique, notamment les générateurs de courant alternatif, transformateurs et moteurs électriques.
générateurs de courant alternatif
Tous les générateurs de courant électrique alternatif fonctionner selon L'induction électromagnétique de Faraday. Ces générateurs sont présents dans plusieurs types de centrales électriques, et le point commun à tous est que l'énergie électrique est obtenue à partir du conversion donne énergie mécanique.
Dans les centrales hydroélectriques, par exemple, la cascade transforme le énergie potentielle gravitationnelle d'une grande masse de L'eau dans énergie cinétique, cette énergie produit le mouvement de rotation des pales du générateur, reliées à de puissants aimants et à de grandes bobines conductrices. Si vous êtes plus intéressé par le sujet, accédez à notre texte: Générateurs.
Transformateurs
Les transformateurs sont des dispositifs qui exploitent directement le phénomène de induction électromagnétique. Ces appareils ne fonctionnent qu'avec des courants électriques alternatifs et se composent d'une barre de fer, généralement en forme de U, enroulée dans deux bobines, avec un nombre de tours différent. Lorsque le courant électrique traverse le premier enroulement, un champ magnétique est produit par la bobine, qui est ensuite concentré et transmis à travers la barre de fer. La seconde bobine, exposée au champ magnétique oscillant, génère un champ magnétique induit, contrairement à celui transmis par la barre de fer.
La différence entre le numérodansse tourne de chaque côté de la barre de fer rend l'intensité du courant électrique induit différente dans les deux bobines, cependant, le puissance le courant électrique dans chacun d'eux est le même, ainsi, en augmentant le courant électrique, il y a une chute de potentiel et vice versa.
C'est ainsi que fonctionnent les transformateurs: ils peuvent diminuer ou diminuer l'intensité du courant électrique selon le rapport entre le nombre d'enroulements dans chacune de leurs bobines. La formule utilisée pour les transformateurs est indiquée ci-dessous, vérifiez-la :
VP et Vs – tensions primaire et secondaire
NP et Ns – nombre de bobinages primaires et secondaires
Êtes-vous curieux à propos de ce sujet? Lisez notre texte: Qu'est-ce qu'un transformateur ?
Moteurs électriques
Toi moteurs électriques fonctionner comme générateurs électriques inversés, c'est-à-dire qu'au lieu de convertir l'énergie mécanique en électricité, produire énergiemécaniquede l'électricité. Dans ce cas, au lieu d'utiliser la rotation d'un arbre pour générer de l'électricité, on fait passer un courant électrique à travers un arbre enroulé dans plusieurs bobines, le faisant tourner.
Voirégalement: Consultez notre résumé sur les circuits et les connexions électriques et faites bien sur Enem
Par moi Rafael Helerbrock