Indukcjaelektromagnetyczny to jest zjawisko odpowiedzialny za pojawienie się prądy elektryczne w materiałach przewodniki zanurzony w pola magnetyczne, gdy podlega zmianom w strumień pola magnetycznego które je przecinają.
Popatrzrównież: Czy rozumiesz, czym jest magnetyzm? Dostęp i odkrywanie
Indukcja elektromagnetyczna
około 1820 roku Hans Christian Oersted okazało się, że istnieje związek między zjawiskaelektryczny i magnetyczny. Przypadkowo Oersted zauważył, że przejście prąd elektryczny na drucie przewodnika może zmienić kierunek wyrównania niektórych kompasy który został pozostawiony w pobliżu drutu.
O eksperymentwErsted pozwoliło nam zrozumieć, że Elektryczność i magnetyzm, do tej pory „niezależne” od siebie, są zjawiskami tej samej natury. elektromagnetyzm.
Według postępów w badaniach, po których nastąpiło odkrycie Erstedrozumiano, że prądy elektryczne są zdolne do generowania pól magnetycznych, z kolei odwrotność zaobserwowano dopiero w 1831 roku, kiedy
Michael Faraday odkrył, że prąd elektryczny jest w stanie wytworzyć pole magnetyczne. W związku z tym, Faraday przeprowadził kilka eksperymentów, jego aparatura eksperymentalna składała się z żelaznego pierścienia owiniętego w dwa uzwojenia (zwoje) drutów miedzianych, połączonego z bębny oraz do galwanometru (urządzenia służącego do pomiaru prądu).
Faraday zdał sobie sprawę, że kiedy bateria była nalubwyłączony, prąd powstał w galwanometrjednak prąd ten ustał i pojawił się ponownie dopiero po podłączeniu lub odłączeniu akumulatora. Faraday przeprowadził różne eksperymenty, w jednym z nich stwierdził, że kiedy magnes w kierunku cewki przewodzącej (znanej również jako solenoid) przepływa przez nią prąd elektryczny. Odkrył zasadadajeindukcjaelektromagnetyczny.
Michael Faraday odkrył, że… ruchkrewny między magnesem a cewką był w stanie wytworzyć prąd elektryczny, obecnie zjawisko to jest wykorzystywane na całym świecie do produkcji Elektryczność w elektrownieelektrownie wodne, termoelektryczny,jądrowy,wiatr itp.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Indukcja elektromagnetyczna i prawo Faradaya
Według prawowFaradaya, kiedy jest zmianawpływwpolemagnetyczny w jakimś obwodzie przewodzącym, jak w cewce, a indukowana siła elektromotoryczna (napięcie elektryczne) powstaje w tym przewodzie.
Pływmagnetyczny, z kolei dotyczy to liczby linii pola magnetycznego, które przecinają dany obszar. Że wielkość fizyczna, mierzony w Wb (Weber lub T/m²), odnosi się do intensywności polemagnetyczny z obszarem i kątem między liniami pola magnetycznego a normalną linią obszaru.
Φ – strumień magnetyczny (Wb lub T/m²)
b – pole magnetyczne (T – Tesla)
TEN – powierzchnia (m²)
θ – kąt między B a normalną obszaru A
Chociaż indukcja elektromagnetyczna była odkryciem Faradaya, nie wydedukował tego matematycznie, ani nie potrafił wyjaśnić, w jaki sposób siła elektromotoryczna pojawiła się w obwodzie, implementacje te pojawiły się później, z rąk HenrykaLenz i FranzErnstNeumanna, kształtowanie prawa Faradaya, jakie znamy dzisiaj.
Popatrzrównież:Wszystko, co musisz wiedzieć, aby odnieść sukces w elektrostatyce
Wkład Neumanna dotyczy równania prawa Faradaya, opisał je jako czasową zmienność strumienia pola magnetycznego, patrz:
ε– indukowana siła elektromotoryczna (V – wolty)
ΔΦ – zmienność strumienia magnetycznego (Wb)
t - Przedział czasowy
Wkład Lenza, z kolei było to związane z zasadą zachowania energii. Lenz wyjaśnił, jaki musi być kierunek prądu elektrycznego indukowanego przez zmianę strumienia magnetycznego. Według niego indukowany prąd elektryczny zawsze powstaje arise w celu przeciwdziałania zmianom zewnętrznego strumienia magnetycznego. Odkrycie Lenza skłoniło nas do dodania znaku ujemnego do prawa Faradaya:
Poniższy rysunek pokazuje, jak powstaje indukowana siła elektromotoryczna zgodnie z prawem Faradaya-Lenza, zauważ, że linie indukowanego pola magnetycznego powstają w celu skompensowania zmienność strumienia pola magnetycznego co zwiększa się w kierunku wnętrza Elektrozawór:
Wzory indukcji elektromagnetycznej
Główne wzory na indukcję elektromagnetyczną to wzór strumienia pola magnetycznego i prawo Faradaya-Lenza, patrz:
Zastosowania indukcji elektromagnetycznej
Poznajmy kilka bezpośrednich zastosowań indukcji elektromagnetycznej, w tym generatory prądu przemiennego, transformatory i silniki elektryczne.
generatory prądu przemiennego
Wszystkie generatory zmienny prąd elektryczny działać zgodnie z Indukcja elektromagnetyczna Faradaya. Generatory te występują w kilku typach elektrowni, a wspólną cechą wszystkich z nich jest to, że energia elektryczna jest pozyskiwana z konwersja daje energia mechaniczna.
Na przykład w elektrowniach wodnych wodospad przekształca grawitacyjna energia potencjalna wielkiej masy woda w energia kinetyczna, energia ta wytwarza ruch obrotowy łopatek generatora, połączonych z silnymi magnesami i dużymi cewkami przewodzącymi. Jeśli bardziej interesuje Cię temat, zapoznaj się z naszym tekstem: Generatory.
Transformatory
Transformatory to urządzenia wykorzystujące bezpośrednio zjawisko Indukcja elektromagnetyczna. Urządzenia te działają tylko przy zmiennym prądzie elektrycznym i składają się z żelaznego pręta, zwykle w kształcie litery U, owiniętego w dwie cewki o różnej liczbie zwojów. Kiedy prąd elektryczny przepływa przez pierwsze uzwojenie, cewka wytwarza pole magnetyczne, które jest następnie skoncentrowane i przepuszczane przez żelazny pręt. Druga cewka, wystawiona na działanie oscylującego pola magnetycznego, wytwarza indukowane pole magnetyczne, w przeciwieństwie do przenoszonego przez żelazny pręt.
Różnica między numerwskręty po obu stronach żelaznego pręta powoduje, że natężenie indukowanego prądu elektrycznego jest różne w dwóch cewkach, jednak moc prąd elektryczny w każdym z nich jest taki sam, a więc zwiększając prąd elektryczny, następuje spadek potencjału i odwrotnie.
Tak działają transformatory: mogą zmniejszać lub zmniejszać natężenie prądu elektrycznego w zależności od stosunku liczby uzwojeń w każdej z ich cewek. Wzór użyty dla transformatorów jest pokazany poniżej, sprawdź go:
VP i Vs – napięcia pierwotne i wtórne
NP i Ns – liczba uzwojeń uzwojenia pierwotnego i wtórnego
Czy jesteś ciekawy tego tematu? Przeczytaj nasz tekst: Co to jest transformator?
Silniki elektryczne
ty silniki elektryczne działać jak odwrócone generatory elektryczne, czyli zamiast przekształcania energii mechanicznej w Elektryczność, produkować energiamechanikaz energii elektrycznej. W tym przypadku zamiast wykorzystywać obrót wału do generowania elektryczności, sprawiamy, że prąd elektryczny przepływa przez wał nawinięty przez kilka cewek, powodując jego obrót.
Popatrzrównież: Sprawdź nasze podsumowanie dotyczące obwodów i połączeń elektrycznych i dobrze sobie radzisz z Enem
Przeze mnie Rafael Helerbrock
