Индукцияэлектромагнитный это явление несет ответственность за появление электрические токи в материалах проводники погруженный в магнитные поля, когда возможны изменения в поток магнитного поля что пересекает их.
Посмотритетакже: Вы понимаете, что такое магнетизм? Доступ и открытие
электромагнитная индукция
Около 1820 г. Ганс Кристиан Эрстед обнаружил, что существует связь между явленияэлектрический а также магнитный. Совершенно случайно Эрстед заметил, что прохождение электрический ток на токопроводящем проводе может изменить направление совмещения некоторых компасы который был оставлен рядом с проволокой.
О экспериментвЭрстед позволили нам понять, что электричество и магнетизм, до тех пор «независимые» друг от друга, являются явлениями одной и той же природы, именно благодаря этому открытию проводятся исследования электромагнетизм.
Согласно достижениям в исследованиях, за которым последовало открытие
Эрстед, было понятно, что электрические токи способны генерировать магнитные поля, обратное, в свою очередь, наблюдалось только в 1831 году, когда Майкл Фарадей обнаружил, что электрический ток способен создавать магнитное поле. Следовательно, фарадей провел несколько экспериментов, его экспериментальная установка состояла из железного кольца, намотанного на две обмотки (катушки) медных проводов, подключенных к барабаны и к гальванометру (устройство, используемое для измерения тока).
Фарадей понял, что когда батарея была наили жевыключено, ток образовался в гальванометроднако этот ток пропадал и снова появлялся, когда аккумулятор был подключен или отключен. Фарадей проводил разные эксперименты, в одном из них он обнаружил, что когда магнит по направлению к проводящей катушке (также известной как соленоид) через нее течет электрический ток. Он обнаружил принципдаетиндукцияэлектромагнитный.
Майкл Фарадей обнаружил, что движениеродственник между магнитом и катушкой мог производить электрический ток, в настоящее время это явление используется во всем мире для производства электричество в электростанциигидроэлектростанции, термоэлектрический,ядернаяветер и т.п.
Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)
Электромагнитная индукция и закон Фарадея
Согласно законвФарадей, когда есть вариациявпотоквполемагнитный в некоторой проводящей цепи, например в катушке, индуцированная электродвижущая сила (электрическое напряжение) возникает в этом проводнике.
Потокмагнитный в свою очередь, это касается количества силовых линий магнитного поля, пересекающих площадь. Что физическое количествоизмеряется в Wb (Вебер или Т / м²) и связывает интенсивность полемагнитный с площадью и углом между силовыми линиями магнитного поля и нормальной линией области.
Φ - магнитный поток (Вт или Тл / м²)
B - магнитное поле (Т - Тесла)
THE - площадь (м²)
θ - угол между B и нормалью области A
Хотя электромагнитная индукция была открытием Фарадей, он не выводил это математически, и он не мог объяснить, каким образом электродвижущая сила появляется в цепи, эти реализации пришли позже, в руках ГенрихЛенц а также ФранцЭрнстНойман, формируя закон Фарадея, каким мы его знаем сегодня.
Посмотритетакже:Все, что вам нужно знать, чтобы добиться успеха в электростатике
Вклад Неймана касается уравнения закона Фарадея, он описал его как изменение потока магнитного поля во времени, см .:
ε- наведенная электродвижущая сила (В - Вольт)
ΔΦ - изменение магнитного потока (Вт)
т - временной интервал
Вклад Ленц, в свою очередь, это было связано с принципом сохранения энергии. Ленц объяснил, каким должно быть направление электрического тока, индуцированного изменением магнитного потока. По его словам, индуцируемый электрический ток всегда возникает. чтобы противодействовать изменению внешнего магнитного потока. Открытие Ленца заставило нас добавить отрицательный знак к закону Фарадея:
На следующем рисунке показано, как возникает индуцированная электродвижущая сила в соответствии с законом Фарадея-Ленца, обратите внимание, что линии индуцированного магнитного поля возникают для компенсации изменение потока магнитного поля который увеличивается по направлению к внутренней части соленоид:
Формулы электромагнитной индукции
Основными формулами для электромагнитной индукции являются формула потока магнитного поля и закон Фарадея-Ленца, см .:
Применение электромагнитной индукции
Давайте познакомимся с некоторыми прямыми приложениями электромагнитной индукции, включая генераторы переменного тока, трансформаторы и электродвигатели.
генераторы переменного тока
Все генераторы переменный электрический ток действовать в соответствии с Электромагнитная индукция Фарадея. Эти генераторы присутствуют на нескольких типах электростанций, и их объединяет то, что электроэнергия получается из преобразование дает механическая энергия.
Например, на гидроэлектростанциях водопад преобразует гравитационно потенциальная энергия огромной массы Воды в кинетическая энергия, эта энергия вызывает вращательное движение лопастей генератора, подключенных к мощным магнитам и большим проводящим катушкам. Если вас больше интересует эта тема, откройте наш текст: Генераторы.
Трансформеры
Трансформаторы - это устройства, которые напрямую используют явление электромагнитная индукция. Эти устройства работают только с переменным электрическим током и состоят из железного стержня, обычно U-образной формы, намотанного на две катушки с разным числом витков. Когда электрический ток проходит через первую обмотку, катушка создает магнитное поле, которое затем концентрируется и передается через железный стержень. Вторая катушка, подвергающаяся воздействию колеблющегося магнитного поля, создает индуцированное магнитное поле, противоположное тому, которое передается железным стержнем.
Разница между номервповороты на каждой стороне железного стержня делает интенсивность индуцированного электрического тока разной в двух катушках, однако потенция электрический ток в каждом из них одинаков, поэтому при увеличении электрического тока происходит падение потенциала и наоборот.
Так работают трансформаторы: они могут понижать или понижать силу электрического тока в зависимости от соотношения между количеством обмоток в каждой из их катушек. Формула, используемая для трансформаторов, показана ниже, проверьте ее:
Vп а также Vs - первичные и вторичные напряжения
Nп а также Ns - количество первичных и вторичных обмоток катушки
Вам интересна эта тема? Прочтите наш текст: Что такое трансформатор?
Электродвигатели
Ты электродвигатели действовать как инвертированные электрические генераторы, то есть вместо преобразования механической энергии в электричество, производить энергиямеханикаот электричества. В этом случае вместо того, чтобы использовать вращение вала для выработки электричества, мы заставляем электрический ток проходить через вал, намотанный через несколько катушек, заставляя его вращаться.
Посмотритетакже: Ознакомьтесь с нашим обзором схем и электрических соединений и преуспевайте на Enem
Автор: Рафаэль Хелерброк
