Elektromágneses indukció: meghatározás és képletek

Indukcióelektromágneses ez a jelenség megjelenéséért felelős elektromos áramok anyagokban vezetők elmerülve mágneses mezők, amikor a mágneses mező fluxus hogy keresztezi őket.

Nézis: Érted, mi a mágnesség? Hozzáférés és felfedezés

elektromágneses indukció

1820 körül, Hans Christian Oersted megállapította, hogy kapcsolat van a jelenségekelektromos és mágneses. Véletlenül Oersted megjegyezte, hogy a passzus elektromos áram egy vezetőhuzalon megváltoztathatja egyesek irányát iránytűk ami a vezeték közelében maradt.

O kísérletban benOersted lehetővé tette számunkra, hogy megértsük, hogy a elektromosság és a mágnesesség, addig „független” egymástól, azonos természetű jelenségek. Ebből a felfedezésből tanulmányozták a elektromágnesesség.

Faraday kísérlete kimutatta, hogy egy oszcilláló mágneses mező képes elektromos áramot előállítani.
Faraday kísérlete kimutatta, hogy egy oszcilláló mágneses mező képes elektromos áramot előállítani.

A tanulmányok előrehaladása szerint a Oersted, megértették, hogy az elektromos áramok képesek mágneses mezők létrehozására, a kölcsönös viszont csak 1831-ben volt megfigyelhető, amikor

Michael Faraday felfedezte, hogy egy elektromos áram képes mágneses mező létrehozására. Ebből kifolyólag, faraday több kísérletet végzett, kísérleti berendezése egy vaskarikából állt, amelyet két rézhuzal tekercsbe (tekercsbe) tekertek, és dobok és egy galvanométerhez (az áram mérésére szolgáló eszköz).

Faraday rájött, hogy amikor az akkumulátor volt továbbvagykikapcsolt, áram alakult ki a galvanométerazonban ez az áram megszűnt, és csak az akkumulátor csatlakoztatásakor vagy kihúzásakor jelent meg újra. Faraday különböző kísérleteket hajtott végre, egyikükben azt tapasztalta, hogy amikor a mágnes egy vezető tekercs (más néven mágnesszelep) felé elektromos áram folyik át rajta. Felfedezte a elvadindukcióelektromágneses.

Az elektromos áram megjelenése vagy megszakadása miatt a galvanométer tű elmozdult.
Az elektromos áram megjelenése vagy megszakadása miatt a galvanométer tű elmozdult.

Michael Faraday rájött, hogy a mozgalomrelatív egy mágnes és egy tekercs között képes volt elektromos áramot előállítani, jelenleg ezt a jelenséget használják világszerte elektromosság ban ben erőművekvízierőművek, hőelektromos,nukleáris,szél stb.

Ne álljon meg most... A reklám után még több van;)

Elektromágneses indukció és Faraday törvénye

Szerint a törvényban benFaraday, amikor van variációban benfolyamban benterületmágneses valamilyen vezető áramkörben, például tekercsben, a indukált elektromotoros erő (elektromos feszültség) keletkezik ebben a vezetőben.

Folyammágneses, viszont egy területet keresztező mágneses mező vonalak számát érinti. Hogy fizikai mennyiség, Wb-ben (Weber vagy T / m²) mérve, a területmágneses a mágneses mező vonalai és a terület normál vonala közötti területtel és szöggel.

Φ - mágneses fluxus (Wb vagy T / m²)

B - mágneses mező (T - Tesla)

A - terület (m²)

θ - szög B és az A terület normálisa között

Bár az elektromágneses indukció felfedezése volt Faraday, matematikailag nem vonta le, és nem tudta megmagyarázni, hogy az elektromotoros erő hogyan jelenik meg az áramkörben, ezek a megvalósítások később, a HeinrichLenz és FranzErnstNeumann, alakítva Faraday törvényét, amilyet ma ismerünk.

Nézis:Minden, amit tudnod kell, hogy sikeres legyél az elektrosztatikában

Neumann közreműködése Faraday törvényének egyenletével kapcsolatos, azt a mágneses mező fluxusának időbeli változásaként írta le, lásd:

ε- indukált elektromotoros erő (V - Volt)

ΔΦ - mágneses fluxus variáció (Wb)

t - időintervallum

A közreműködés Lenz, viszont összefüggött az energiatakarékosság elvével. Lenz elmagyarázta, hogy milyen irányúnak kell lennie a mágneses fluxus által okozott elektromos áramnak. Elmondása szerint a kiváltott elektromos áram mindig felmerül a külső mágneses fluxus változásának szembeszállása érdekében. Lenz megállapítása miatt a negatív előjelet hozzáadtuk Faraday törvényéhez:

A következő ábra azt mutatja be, hogy az indukált elektromotoros erő miként keletkezik a Faraday-Lenz törvény szerint. Vegye figyelembe, hogy az indukált mágneses mező vonalai az mágneses tér fluxusának változása amely a belseje felé növekszik a szolenoid:

Amint a tekercs mágneses északi felé közelítünk, ez egy ellentétes mágneses északot eredményez.
Amint a tekercs mágneses északi felé közelítünk, ez egy ellentétes mágneses északot eredményez.
A mágneses északról való távozás miatt a tekercs mágneses délt produkál.
A mágneses északról való távozás miatt a tekercs mágneses délt produkál.

Elektromágneses indukciós képletek

Az elektromágneses indukció fő képletei a mágneses mező fluxusképlete és a Faraday-Lenz-törvény, lásd:

Az elektromágneses indukció alkalmazásai

Ismerjük meg az elektromágneses indukció néhány közvetlen alkalmazását, beleértve a váltakozó áramú generátorokat, transzformátorok és elektromos motorok.

váltakozó áramú generátorok

Az összes generátor váltakozó elektromos áram szerint működnek Faraday elektromágneses indukciója. Ezek a generátorok többféle erőműben vannak jelen, és mindegyikük közös tényezője, hogy az elektromos energiát a átalakítás ad mechanikus energia.

A vízerőművekben például a vízesés átalakítja a gravitációs potenciális energia nagy tömegű Víz ban ben kinetikus energia, ez az energia előállítja a generátorlapátok forgási mozgását, erős mágnesekhez és nagy vezető tekercsekhez csatlakozva. Ha jobban érdekli a téma, keresse fel a szövegünket: Generátorok.

Transzformátorok

A transzformátorok olyan eszközök, amelyek közvetlenül használják a jelenséget elektromágneses indukció. Ezek az eszközök csak váltakozó elektromos áramokkal működnek, és általában U alakú vasrúdból állnak, két tekercsbe csomagolva, különböző fordulatokkal. Amikor az elektromos áram áthalad az első tekercsen, a tekercs mágneses teret hoz létre, amelyet ezután koncentrálnak és továbbítanak a vasrúdon keresztül. Az oszcilláló mágneses mezőnek kitett második tekercs indukált mágneses teret generál, ellentétben a vasrúd által továbbítottal.

A különbség a számban benfordul a vasrúd mindkét oldalán az indukált elektromos áram intenzitása eltér a két tekercsben, azonban a potencia az elektromos áram mindegyikben megegyezik, így az elektromos áram növelésével potenciális esés következik be és fordítva.

A transzformátorok így működnek: csökkenthetik vagy csökkenthetik az elektromos áram intenzitását az egyes tekercseikben lévő tekercsek számának aránya szerint. A transzformátorokhoz használt képlet az alábbiakban látható, ellenőrizze:

VP és Vs - primer és szekunder feszültségek

NP és Ns - az elsődleges és a másodlagos tekercs tekercselésének száma

Kíváncsi erre a témára? Olvassa el szövegünket: Mi az a transzformátor?

Elektromos motorok

Ön elektromos motorok úgy működnek fordított elektromos generátorok, vagyis ahelyett, hogy mechanikai energiát alakítana át elektromosság, termel energiamechanikaaz áramtól. Ebben az esetben ahelyett, hogy egy tengely forgását használnánk villamos energia előállítására, egy elektromos áramot haladunk át egy tekercsen áttekercselt tengelyen keresztül, ami elfordul.

Nézis: Nézze meg az áramkörökről és az elektromos csatlakozásokról szóló összefoglalónkat, és járjon jól az Enem-en

Általam. Rafael Helerbrock

Gravitációs hullámok: mik azok, felfedezések és észlelés

Gravitációs hullámok: mik azok, felfedezések és észlelés

A gravitációs hullámok a téridő görbületének hullámai, amelyek a térben terjednek.Keresztirányú h...

read more
Az általános és korlátozott relativitáselmélet

Az általános és korlátozott relativitáselmélet

A Relativitás-elmélet Albert Einstein (1879-1955) német fizikus javasolta.Két elmélet konjugációj...

read more

Elektromos generátorok: mik azok, típusok és példák

Az elektromos generátorok olyan eszközök, amelyek különféle típusú nem elektromos energiákat (mec...

read more
instagram viewer