Inductieelektromagnetisch het is de fenomeen verantwoordelijk voor het ontstaan van elektrische stromen in materialen geleiders ondergedompeld in magnetische velden, indien onderhevig aan wijzigingen in de magnetische veldflux die hen kruist.
Kijkenook: Begrijp je wat magnetisme is? Toegang en ontdekken
elektromagnetische inductie
Rond 1820, Hans Christian Oersted gevonden dat er een verband is tussen de fenomenenelektrisch en magnetisch. Oersted merkte per ongeluk op dat de passage van elektrische stroom op een geleiderdraad kan de uitlijningsrichting van sommige kompassen die in de buurt van de draad was achtergelaten.
O experimentinOersted liet ons begrijpen dat de elektriciteit en magnetisme, tot dan toe ‘onafhankelijk’ van elkaar, zijn fenomenen van dezelfde aard. Het was door deze ontdekking dat studies over de elektromagnetisme.
Volgens vorderingen in studies gevolgd door de ontdekking van
Oersted, het was duidelijk dat elektrische stromen magnetische velden konden genereren, het omgekeerde werd op zijn beurt pas waargenomen in 1831, toen Michael faraday ontdekte dat een elektrische stroom een magnetisch veld kan opwekken. daarom, Faraday verschillende experimenten uitvoerde, bestond zijn experimentele apparaat uit een ijzeren ring gewikkeld in twee windingen (spoelen) van koperdraden, verbonden met een drums en naar een galvanometer (apparaat dat wordt gebruikt om stroom te meten).
Faraday realiseerde zich dat toen de batterij leeg was... Aanofuitgeschakeld, een stroom werd gevormd in de galvanometerdeze stroom hield echter op en verscheen pas weer als de batterij werd aangesloten of losgekoppeld. Faraday voerde verschillende experimenten uit, in een daarvan ontdekte hij dat wanneer een magneet naar een geleidende spoel (ook bekend als een solenoïde), stroomt er een elektrische stroom doorheen. Hij had ontdekt dat beginselgeeftinductieelektromagnetisch.
Michael Faraday had ontdekt dat de... bewegingfamilielid tussen een magneet en een spoel in staat was om een elektrische stroom te produceren, momenteel wordt dit fenomeen wereldwijd gebruikt voor de productie van elektriciteit in energiecentraleswaterkrachtcentrales, thermo-elektrisch,nucleair,wind enz.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Elektromagnetische inductie en de wet van Faraday
Volgens de wetinFaraday, wanneer er is variatieinstromeninveld-magnetisch in een geleidend circuit, zoals in een spoel, a geïnduceerde elektromotorische kracht (elektrische spanning) ontstaat in deze geleider.
Stromenmagnetisch, op zijn beurt betreft het het aantal magnetische veldlijnen dat een gebied doorkruist. Dat fysieke hoeveelheid, gemeten in Wb (Weber of T/m²), heeft betrekking op de intensiteit van de veld-magnetisch met het gebied en de hoek tussen de magnetische veldlijnen en de normaallijn van het gebied.
Φ – magnetische flux (Wb of T/m²)
B – magnetisch veld (T – Tesla)
DE – oppervlakte (m²)
θ – hoek tussen B en de normaal van gebied A
Hoewel elektromagnetische inductie een ontdekking was van Faraday, hij kon het niet wiskundig afleiden, noch kon hij de manier waarop de elektromotorische kracht in het circuit verscheen verklaren, deze implementaties kwamen later, door toedoen van HeinrichLenz en FranzErnstNeumann, vormgeven aan de wet van Faraday zoals we die nu kennen.
Kijkenook:Alles wat u moet weten om succesvol te zijn in elektrostatica
Bijdrage Neumann betreft de vergelijking van de wet van Faraday, hij beschreef het als een tijdelijke variatie van de magnetische veldflux, zie:
ε– geïnduceerde elektromotorische kracht (V – Volt)
ΔΦ – magnetische fluxvariatie (Wb)
t - tijdsinterval
De bijdrage van Lenz, op zijn beurt was het gerelateerd aan het principe van energiebesparing. Lenz legde uit wat de richting moet zijn van de elektrische stroom die wordt geïnduceerd door de variatie in magnetische flux. Volgens hem ontstaat de elektrische stroom die wordt opgewekt altijd om de variatie van externe magnetische flux tegen te gaan. De bevinding van Lenz zorgde ervoor dat we het minteken aan de wet van Faraday hebben toegevoegd:
De volgende afbeelding laat zien hoe de geïnduceerde elektromotorische kracht ontstaat volgens de wet van Faraday-Lenz, merk op dat de lijnen van het geïnduceerde magnetische veld ontstaan om te compenseren voor de magnetische veldfluxvariatie die toeneemt naar het binnenste van de solenoïde:
Elektromagnetische inductieformules
De belangrijkste formules voor elektromagnetische inductie zijn de magnetische veldfluxformule en de wet van Faraday-Lenz, zie:
Toepassingen van elektromagnetische inductie
Laten we enkele directe toepassingen van elektromagnetische inductie leren kennen, inclusief wisselstroomgeneratoren, transformatoren en elektromotoren.
wisselstroomgeneratoren
Alle generatoren van wisselstroom werken volgens: Faraday's elektromagnetische inductie. Deze generatoren zijn aanwezig in verschillende soorten energiecentrales, en de gemeenschappelijke factor is dat de elektrische energie wordt verkregen uit de conversie geeft mechanische energie.
In waterkrachtcentrales transformeert de waterval bijvoorbeeld de zwaartekracht potentiële energie van een grote massa Water in kinetische energie, deze energie produceert de roterende beweging van de generatorbladen, verbonden met krachtige magneten en grote geleidende spoelen. Als u meer geïnteresseerd bent in het onderwerp, raadpleeg dan onze tekst: Generatoren.
Transformatoren
Transformatoren zijn apparaten die direct gebruik maken van het fenomeen elektromagnetische inductie. Deze apparaten werken alleen met elektrische wisselstroom en bestaan uit een ijzeren staaf, meestal in een U-vorm, gewikkeld in twee spoelen, met verschillende aantallen windingen. Wanneer elektrische stroom door de eerste wikkeling gaat, wordt door de spoel een magnetisch veld geproduceerd, dat vervolgens wordt geconcentreerd en door de ijzeren staaf wordt verzonden. De tweede spoel, blootgesteld aan het oscillerende magnetische veld, wekt een geïnduceerd magnetisch veld op, in tegenstelling tot het door de ijzeren staaf uitgezonden veld.
Het verschil tussen de aantalindraait aan elke kant van de ijzeren staaf maakt de intensiteit van de geïnduceerde elektrische stroom verschillend in de twee spoelen, maar de potentie elektrische stroom in elk van hen is hetzelfde, dus als de elektrische stroom toeneemt, is er een potentiaaldaling en vice versa.
Dit is hoe transformatoren werken: ze kunnen de intensiteit van de elektrische stroom verlagen of verlagen volgens de verhouding tussen het aantal wikkelingen in elk van hun spoelen. De formule die voor transformatoren wordt gebruikt, wordt hieronder weergegeven, bekijk het eens:
VP en Vzo – primaire en secundaire spanningen
neeP en neezo – aantal primaire en secundaire spoelwikkelingen
Ben je benieuwd naar dit onderwerp? Lees onze tekst: Wat is een transformator?
Elektrische motoren
U elektrische motoren opereren als omgekeerde elektrische generatoren, dat wil zeggen, in plaats van mechanische energie om te zetten in elektriciteit, produceren energiemechanicavan elektriciteit. In dit geval laten we, in plaats van de rotatie van een as te gebruiken om elektriciteit op te wekken, een elektrische stroom door een as lopen die door verschillende spoelen is gewikkeld, waardoor deze gaat roteren.
Kijkenook: Bekijk onze samenvatting over circuits en elektrische aansluitingen en doe het goed op Enem
Door mij Rafael Helerbrock
