Indukcijaelektromagnetski to je fenomen odgovoran za pojavu električne struje u materijalima dirigenti uronjen u magnetska polja, kada je podložan promjenama u Tok magnetskog polja koja ih prelazi.
Izgledtakođer: Razumijete li što je magnetizam? Pristupite i otkrijte
elektromagnetska indukcija
Oko 1820, Hans Christian Oersted utvrdio da postoji odnos između pojaveelektrični i magnetski. Slučajno je Oersted primijetio da je prolaz iz električna struja na vodiču žice mogao promijeniti smjer poravnanja nekih šestari koja je ostala u blizini žice.
O eksperimentuOersted nam je omogućio da shvatimo da struja i magnetizam, do tada međusobno "neovisni", fenomeni su iste prirode. Iz ovog otkrića proučavaju se elektromagnetizam.
Prema napretku u studijama nakon kojih je uslijedilo otkriće Oersted, podrazumijevalo se da su električne struje sposobne generirati magnetska polja, recipročna je pak zabilježena tek 1831. godine, kada
Michael Faraday otkrio da je električna struja sposobna stvoriti magnetsko polje. Stoga, faraday izveo nekoliko eksperimenata, njegov eksperimentalni aparat sastojao se od željeznog prstena omotanog u dva namota (zavojnice) bakrenih žica, povezanih s bubnjevi i na galvanometar (uređaj koji služi za mjerenje struje).
Faraday je to shvatio kad je baterija bila prazna nailiugašen, u. je nastala struja galvanometarmeđutim, ta je struja prestala i pojavila se tek kad je baterija bila spojena ili odspojena. Faraday je izvodio različite eksperimente, u jednom od njih otkrio je da kad magnet prema provodnoj zavojnici (također poznatoj kao solenoid), kroz nju teče električna struja. Otkrio je načelodajeindukcijaelektromagnetski.
Michael Faraday otkrio je da je pokretsrodnik Između magneta i zavojnice bio je sposoban proizvesti električnu struju, trenutno se ovaj fenomen koristi širom svijeta za proizvodnju struja u elektranehidroelektrane, termoelektrični,nuklearni,vjetar itd.
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
Elektromagnetska indukcija i Faradayev zakon
Prema zakonuFaraday, kad postoji varijacijautećiupoljemagnetski u nekom vodljivom krugu, kao u zavojnici, a inducirana elektromotorna sila (električni napon) nastaje u ovom vodiču.
Tećimagnetski, pak se tiče broja linija magnetskog polja koje prelaze neko područje. Da fizička veličina, mjereno u Wb (Weber ili T / m²), odnosi se na intenzitet poljemagnetski s površinom i kutom između linija magnetskog polja i normalne crte područja.
Φ - magnetski tok (Wb ili T / m²)
B - magnetsko polje (T - Tesla)
THE - površina (m²)
θ - kut između B i normale područja A
Iako je elektromagnetska indukcija bila otkriće Faraday, nije to matematički zaključio, niti je mogao objasniti način na koji se elektromotorna sila pojavila u krugu, te su implementacije došle kasnije, u rukama HeinrichLenz i FranzErnstNeumann, oblikujući Faradayev zakon kakav danas poznajemo.
Izgledtakođer:Sve što trebate znati da biste bili uspješni u elektrostatici
Neumannov se doprinos odnosi na jednadžbu Faradayevog zakona, opisao ga je kao vremensku varijaciju toka magnetskog polja, vidi:
ε- inducirana elektromotorna sila (V - volti)
ΔΦ - varijacija magnetskog toka (Wb)
t - vremenski interval
Doprinos Lenz, zauzvrat, bilo je povezano s načelom očuvanja energije. Lenz je objasnio kakav mora biti smjer električne struje inducirane promjenom magnetskog toka. Prema njemu, inducirana električna struja uvijek nastaje kako bi se suprotstavio promjeni vanjskog magnetskog toka. Lenzov nalaz nas je natjerao da Faradayevom zakonu dodamo negativni znak:
Sljedeća slika prikazuje kako inducirana elektromotorna sila nastaje prema Faraday-Lenzovom zakonu, imajte na umu da linije induciranog magnetskog polja nastaju kako bi se kompenziralo varijacija toka magnetskog polja koja se povećava prema unutrašnjosti solenoid:
Formule elektromagnetske indukcije
Glavne formule za elektromagnetsku indukciju su formula fluksa magnetskog polja i Faraday-Lenzov zakon, vidi:
Primjene elektromagnetske indukcije
Upoznajmo neke izravne primjene elektromagnetske indukcije, uključujući generatore izmjenične struje, transformatori i elektromotori.
generatori izmjenične struje
Svi generatori izmjenična električna struja djeluju prema Faradayeva elektromagnetska indukcija. Ti su generatori prisutni u nekoliko vrsta elektrana, a zajednički im je čimbenik da se električna energija dobiva iz pretvorba daje mehanička energija.
Na primjer, u hidroelektranama slap transformira gravitacijska potencijalna energija velike mase od Voda u kinetička energija, ta energija proizvodi rotacijsko kretanje lopatica generatora, povezanih s moćnim magnetima i velikim provodnim zavojnicama. Ako vas tema više zanima, pristupite našem tekstu: Generatori.
Transformatori
Transformatori su uređaji koji se izravno koriste fenomenom elektromagnetska indukcija. Ovi uređaji rade samo s izmjeničnim električnim strujama i sastoje se od željezne šipke, obično u obliku slova U, omotane u dvije zavojnice, s različitim brojem zavoja. Kad električna struja prolazi kroz prvi namot, zavojnica stvara magnetsko polje, koje se zatim koncentrira i prenosi kroz željeznu šipku. Druga zavojnica, izložena oscilirajućem magnetskom polju, generira inducirano magnetsko polje, suprotno onom koje prenosi željezna šipka.
Razlika između brojuokreće sa svake strane željezne šipke čini da se intenzitet inducirane električne struje razlikuje u dvije zavojnice, međutim potencija električna struja u svakom od njih je ista, pa, povećavajući električnu struju, dolazi do pada potencijala i obrnuto.
Transformatori tako rade: mogu smanjiti ili smanjiti intenzitet električne struje prema omjeru između broja namotaja u svakoj njihovoj zavojnici. Formula koja se koristi za transformatore prikazana je u nastavku, pogledajte:
VStr i Vs - primarni i sekundarni napon
NStr i Ns - broj primarnih i sekundarnih namotaja zavojnice
Jeste li znatiželjni o ovoj temi? Pročitajte naš tekst: Što je transformator?
Elektromotori
Vas elektromotori djeluju kao invertirani električni generatori, odnosno umjesto pretvaranja mehaničke energije u struja, proizvoditi energijemehanikaod struje. U ovom slučaju, umjesto da vrtnjom osovine koristimo električnu energiju, električnom strujom prolazimo kroz osovinu namotanu kroz nekoliko zavojnica, zbog čega se okreće.
Izgledtakođer: Pogledajte naš sažetak o krugovima i električnim vezama i dobro se snađite na Enem-u
Ja, Rafael Helerbrock
