Plik Indukcja elektromagnetyczna Definiuje się go jako indukcję siły elektromotorycznej (napięcia) w pobliskim ośrodku lub ciele w wyniku obecności zmiennego pola magnetycznego. Zjawisko to zostało odkryte przez brytyjskiego fizyka i chemika Michaela Faradaya w 1831 r., Zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej Faradaya..
Faraday przeprowadził eksperymentalne testy z magnesem trwałym otoczonym cewką z drutu i obserwował indukcję napięcia na wspomnianej cewce oraz krążenie leżącego pod spodem prądu..
Zgodnie z tym prawem indukowane napięcie w zamkniętej pętli jest wprost proporcjonalne do szybkości zmiany strumienia magnetycznego przechodzącego przez powierzchnię w odniesieniu do czasu. W ten sposób możliwe jest indukowanie obecności różnicy napięć (napięcia) na sąsiednim ciele w wyniku wpływu zmiennych pól magnetycznych..
Z kolei to indukowane napięcie powoduje przepływ prądu odpowiadającego indukowanemu napięciu i impedancji przedmiotu analizy. Zjawisko to jest zasadą działania systemów elektroenergetycznych i urządzeń codziennego użytku, takich jak: silniki, generatory i transformatory elektryczne, piece indukcyjne, wzbudniki, baterie itp..
Indeks artykułów
Indukcja elektromagnetyczna zaobserwowana przez Faradaya została udostępniona światu nauki poprzez modelowanie matematyczne, które pozwala na replikację tego typu zjawisk i przewidywanie ich zachowania..
Aby obliczyć parametry elektryczne (napięcie, prąd) związane ze zjawiskiem indukcji elektromagnetycznej, należy najpierw określić, jaka jest wartość indukcji magnetycznej, obecnie nazywanej polem magnetycznym..
Aby wiedzieć, jaki jest strumień magnetyczny przechodzący przez określoną powierzchnię, należy obliczyć iloczyn indukcji magnetycznej przez ten obszar. A) Tak:
Gdzie:
Φ: Strumień magnetyczny [Wb]
B: Indukcja magnetyczna [T]
S: Powierzchnia [mdwa]
Prawo Faradaya wskazuje, że siła elektromotoryczna, która jest indukowana na sąsiednich ciałach, jest określona przez szybkość zmiany strumienia magnetycznego w czasie, jak szczegółowo opisano poniżej:
Gdzie:
ε: siła elektromotoryczna [V]
Podstawiając wartość strumienia magnetycznego w poprzednim wyrażeniu, otrzymujemy:
Jeśli całki zostaną zastosowane po obu stronach równania, aby wyznaczyć skończoną trajektorię dla obszaru związanego ze strumieniem magnetycznym, uzyskuje się dokładniejsze przybliżenie wymaganego obliczenia..
Ponadto obliczanie siły elektromotorycznej w obwodzie zamkniętym jest również w ten sposób ograniczone. Tak więc, stosując całkowanie po obu stronach równania, otrzymujemy, że:
Indukcję magnetyczną mierzy się w międzynarodowym układzie jednostek (SI) w Teslasach. Ta jednostka miary jest reprezentowana przez literę T i odpowiada zestawowi następujących jednostek podstawowych.
Jedna tesla odpowiada jednorodnej indukcji magnetycznej, która wytwarza strumień magnetyczny o wartości 1 webera na powierzchni jednego metra kwadratowego..
Zgodnie z Cegesimal System of Units (CGS) jednostką miary indukcji magnetycznej są gausy. Relacja równoważności między obiema jednostkami jest następująca:
1 tesla = 10000 gausów
Urządzenie do pomiaru indukcji magnetycznej nosi imię serbsko-chorwackiego inżyniera, fizyka i wynalazcy Nikoli Tesli. Tak nazwano go w połowie lat sześćdziesiątych XX wieku..
Nazywa się to indukcją, ponieważ nie ma fizycznego połączenia między elementami pierwotnymi i wtórnymi; w konsekwencji wszystko dzieje się poprzez pośrednie i niematerialne połączenia.
Zjawisko indukcji elektromagnetycznej występuje przy oddziaływaniu linii sił zmiennego pola magnetycznego na swobodne elektrony pobliskiego elementu przewodzącego.
W tym celu obiekt lub ośrodek, na którym zachodzi indukcja, musi być umieszczony prostopadle do linii sił pola magnetycznego. W ten sposób siła wywierana na wolne elektrony jest większa, a co za tym idzie, indukcja elektromagnetyczna jest znacznie silniejsza..
Z kolei kierunek cyrkulacji indukowanego prądu jest określony przez kierunek nadany liniami sił zmiennego pola magnetycznego.
Z drugiej strony istnieją trzy metody, za pomocą których można zmieniać strumień pola magnetycznego w celu wywołania siły elektromotorycznej na pobliskim ciele lub obiekcie:
1- Zmodyfikuj moduł pola magnetycznego poprzez zmiany natężenia strumienia.
2- Zmień kąt między polem magnetycznym a powierzchnią.
3- Zmodyfikuj rozmiar naturalnej powierzchni.
Następnie, po zmodyfikowaniu pola magnetycznego, w sąsiednim obiekcie indukowana jest siła elektromotoryczna, która w zależności od oporu dla obecnego krążenia, który posiada (impedancja), wytworzy indukowany prąd.
W tej kolejności pomysłów, udział wspomnianego indukowanego prądu będzie większy lub mniejszy niż prąd pierwotny, w zależności od fizycznej konfiguracji systemu..
Zasada indukcji elektromagnetycznej jest podstawą działania przekładników napięcia elektrycznego.
Współczynnik transformacji przekładnika napięciowego (obniżający lub podwyższający) jest określony przez liczbę uzwojeń, które ma każde uzwojenie transformatora.
Zatem, w zależności od liczby cewek, napięcie w obwodzie wtórnym może być wyższe (transformator podwyższający) lub niższe (transformator obniżający), w zależności od zastosowania w połączonym układzie elektrycznym..
Podobnie turbiny wytwarzające energię elektryczną w centrach hydroenergetycznych również działają dzięki indukcji elektromagnetycznej..
W tym przypadku łopatki turbiny uruchamiają oś obrotu znajdującą się pomiędzy turbiną a generatorem. To z kolei przekłada się na mobilizację wirnika.
Z kolei wirnik składa się z szeregu uzwojeń, które w ruchu powodują powstanie zmiennego pola magnetycznego..
Ten ostatni indukuje siłę elektromotoryczną w stojanie generatora, który jest połączony z układem, który umożliwia przesyłanie energii wytworzonej podczas procesu w trybie online.
Dzięki dwóm przykładom przedstawionym powyżej można wykryć, w jaki sposób indukcja elektromagnetyczna jest częścią naszego życia w elementarnych zastosowaniach życia codziennego..
Jeszcze bez komentarzy