Індукціяелектромагнітний це явище відповідальний за появу електричні струми в матеріалах провідники занурений у магнітні поля, коли можуть змінюватися потік магнітного поля що перетинає їх.
Дивисьтакож: Ви розумієте, що таке магнетизм? Доступ та відкриття
електромагнітна індукція
Близько 1820 р. Ганс Крістіан Ерстед встановили, що існує взаємозв'язок між явищаелектричний і магнітний. Випадково Ерстед зазначив, що проходження Російської Федерації електричний струм на провідниковому проводі може змінити напрямок вирівнювання деяких компаси що залишився в районі дроту.
О експериментвЕрстед дозволили нам зрозуміти, що електрика і магнетизм, до тих пір «незалежний» один від одного, є явищами однієї природи. Саме з цього відкриття було проведено дослідження електромагнетизм.
Згідно з досягненнями досліджень з подальшим відкриттям Ерстедбуло зрозуміло, що електричні струми здатні генерувати магнітні поля, взаємність, у свою чергу, спостерігалася лише в 1831 р., коли
Майкл Фарадей виявив, що електричний струм здатний створювати магнітне поле. Отже, Фарадей здійснив кілька експериментів, його експериментальний апарат складався із залізного кільця, обмотаного двома обмотками (котушками) мідних проводів, з'єднаних з барабани і до гальванометра (приладу, що використовується для вимірювання струму).
Фарадей зрозумів, що коли батарея розрядилася наабовимкнений, в Росії утворилася течія гальванометроднак цей струм припинився і з’явився знову лише тоді, коли акумулятор був підключений або відключений. Фарадей проводив різні експерименти, в одному з них він виявив, що коли а магніт у напрямку до провідної котушки (також відомої як соленоїд) через неї протікає електричний струм. Він виявив принципдаєіндукціяелектромагнітний.
Майкл Фарадей виявив, що рухвідносний між магнітом і котушкою був здатний виробляти електричний струм, в даний час це явище використовується у всьому світі для виробництва електрика в електростанціїгідроелектростанції, термоелектричний,ядерний,вітер тощо
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Електромагнітна індукція та закон Фарадея
Відповідно з законвФарадей, коли є варіаціявпотіквполемагнітний в якомусь провідниковому контурі, як у котушці, a індукована електрорушійна сила (електрична напруга) виникає в цьому провіднику.
Потікмагнітний, в свою чергу, це стосується кількості ліній магнітного поля, які перетинають площу. Це фізична кількість, виміряне у Wb (Вебер або Т / м2), стосується інтенсивності полемагнітний з площею та кутом між лініями магнітного поля та нормальною лінією області.
Φ - магнітний потік (Вт або Т / м2)
B - магнітне поле (Т - Тесла)
THE - площа (м²)
θ - кут між B і нормаллю площі A
Хоча електромагнітна індукція була відкриттям Фарадей, він не вивів його математично, а також не міг пояснити, яким чином електрична сила з'явилася в ланцюзі, ці реалізації прийшли пізніше, від рук ГенріхЛенц і ФранцЕрнстНойман, формуючи закон Фарадея таким, яким ми його знаємо сьогодні.
Дивисьтакож:Все, що потрібно знати, щоб досягти успіху в електростатиці
Внесок Неймана стосується рівняння закону Фарадея, він описав його як часову зміну потоку магнітного поля, див .:
ε- наведена електрорушійна сила (V - вольт)
ΔΦ - зміна магнітного потоку (Wb)
т - проміжок часу
Внесок Ленц, у свою чергу, це було пов'язано з принципом енергозбереження. Ленц пояснив, яким повинен бути напрямок електричного струму, викликаного зміною магнітного потоку. За його словами, індукований електричний струм виникає завжди для того, щоб виступити проти зміни зовнішнього магнітного потоку. Висновок Ленца змусив нас додати негативний знак до закону Фарадея:
На наступному малюнку показано, як виникає наведена електрорушійна сила згідно із законом Фарадея-Ленца, зауважте, що лінії наведеного магнітного поля виникають для того, щоб компенсувати зміна потоку магнітного поля яка збільшується у напрямку до внутрішньої частини соленоїд:
Формули електромагнітної індукції
Основними формулами електромагнітної індукції є формула потоку магнітного поля та закон Фарадея-Ленца, див .:
Застосування електромагнітної індукції
Давайте познайомимося з деякими прямими застосуваннями електромагнітної індукції, включаючи генератори змінного струму, трансформатори та електродвигуни.
генератори змінного струму
Всі генератори змінний електричний струм діють відповідно до Електромагнітна індукція Фарадея. Ці генератори присутні на декількох типах електростанцій, і загальним фактором для всіх них є те, що електрична енергія отримується від перетворення дає механічна енергія.
Наприклад, на гідроелектростанціях водоспад перетворює гравітаційна потенційна енергія великої маси Вода в кінетична енергія, ця енергія виробляє обертальний рух лопатей генератора, з'єднаних з потужними магнітами та великими провідними котушками. Якщо вас більше цікавить тема, завітайте до нашого тексту: Генератори.
Трансформатори
Трансформатори - це пристрої, які безпосередньо використовують явище електромагнітна індукція. Ці пристрої працюють лише зі змінним електричним струмом і складаються із залізної планки, як правило, у формі U, обмотаної двома котушками з різною кількістю витків. Коли електричний струм проходить через першу обмотку, котушка створює магнітне поле, яке потім концентрується і передається через залізний пруток. Друга котушка, піддана коливальному магнітному полю, генерує індуковане магнітне поле, протилежне тому, яке передає залізний пруток.
Різниця між номервповороти на кожній стороні залізної планки інтенсивність наведеного електричного струму буде різною в двох котушках, однак, потенція електричний струм в кожному з них однаковий, отже, збільшуючи електричний струм, відбувається падіння потенціалу і навпаки.
Ось як працюють трансформатори: вони можуть знижувати або знижувати інтенсивність електричного струму відповідно до співвідношення між кількістю обмоток в кожній їх котушці. Формула, що використовується для трансформаторів, наведена нижче, ознайомтеся з нею:
VP і Vs - первинна та вторинна напруги
NP і Ns - кількість первинної та вторинної обмоток котушки
Вас цікавить ця тема? Прочитайте наш текст: Що таке трансформатор?
Електродвигуни
ти електродвигуни діють як інвертовані електричні генератори, тобто замість перетворення механічної енергії в електрика, виробляти енергіямеханікавід електрики. У цьому випадку замість того, щоб використовувати обертання вала для генерації електрики, ми пропускаємо електричний струм через вал, намотаний через кілька котушок, змушуючи його обертатися.
Дивисьтакож: Ознайомтесь із нашим коротким описом про схеми та електричні з’єднання та добре працюйте на Enem
Мені Рафаель Хелерброк
