Det elektromagnetisk induktion Det defineres som induktion af en elektromotorisk kraft (spænding) i et nærliggende medium eller legeme på grund af tilstedeværelsen af et variabelt magnetfelt. Dette fænomen blev opdaget af den britiske fysiker og kemiker Michael Faraday i løbet af året 1831 gennem Faradays lov om elektromagnetisk induktion..
Faraday udførte eksperimentelle tests med en permanent magnet omgivet af en trådspole og observerede induktion af en spænding på spolen og cirkulationen af en underliggende strøm.
Denne lov siger, at den inducerede spænding på en lukket sløjfe er direkte proportional med ændringshastigheden for den magnetiske flux, når den passerer gennem en overflade i forhold til tiden. Det er således muligt at inducere tilstedeværelsen af en spændingsforskel (spænding) på et tilstødende legeme på grund af indflydelsen af variable magnetfelter..
Til gengæld giver denne inducerede spænding cirkulationen af en strøm svarende til den inducerede spænding og impedansen til objektet til analyse. Dette fænomen er handlingsprincippet for elsystemer og apparater til daglig brug, såsom: motorer, generatorer og elektriske transformere, induktionsovne, induktorer, batterier osv..
Artikelindeks
Den elektromagnetiske induktion observeret af Faraday blev delt med videnskabens verden gennem matematisk modellering, der gør det muligt at replikere denne type fænomen og forudsige dens adfærd..
For at beregne de elektriske parametre (spænding, strøm), der er forbundet med fænomenet elektromagnetisk induktion, er det først nødvendigt at definere, hvad der er værdien af den magnetiske induktion, i øjeblikket kendt som magnetfeltet..
For at vide, hvad der er den magnetiske flux, der passerer gennem en bestemt overflade, skal produktet af magnetisk induktion af området beregnes. A) Ja:
Hvor:
Φ: Magnetisk flux [Wb]
B: Magnetisk induktion [T]
S: Overflade [mto]
Faradays lov angiver, at den elektromotoriske kraft, der induceres på nærliggende kroppe, er givet af ændringshastigheden for den magnetiske flux i forhold til tiden, som beskrevet nedenfor:
Hvor:
ε: Elektromotorisk kraft [V]
Ved at erstatte værdien af den magnetiske flux i det foregående udtryk har vi følgende:
Hvis der anvendes integraler på begge sider af ligningen for at afgrænse en endelig bane for det område, der er forbundet med den magnetiske flux, opnås en mere præcis tilnærmelse af den krævede beregning..
Desuden er beregningen af elektromotorisk kraft i et lukket kredsløb også begrænset på denne måde. Når man anvender integration på begge sider af ligningen, opnås det således, at:
Magnetisk induktion måles i det internationale system for enheder (SI) i Teslas. Denne måleenhed er repræsenteret af bogstavet T og svarer til sættet for de følgende basisenheder.
En tesla svarer til den ensartede magnetiske induktion, der producerer en magnetisk flux på 1 weber over en overflade på en kvadratmeter..
Ifølge Cegesimal System of Units (CGS) er måleenheden for magnetisk induktion gauss. Ækvivalensforholdet mellem begge enheder er som følger:
1 tesla = 10.000 gauss
Den magnetiske induktionsmåleenhed er opkaldt efter den serbokroatiske ingeniør, fysiker og opfinder Nikola Tesla. Det blev navngivet på denne måde i midten af 1960'erne..
Det kaldes induktion, fordi der ikke er nogen fysisk forbindelse mellem det primære og det sekundære element; derfor sker alt gennem indirekte og immaterielle forbindelser.
Fænomenet elektromagnetisk induktion forekommer i betragtning af interaktionen mellem kraftlinjerne i et variabelt magnetfelt på de frie elektroner i et nærliggende ledende element.
Til dette skal objektet eller mediet, hvorpå induktionen finder sted, arrangeres vinkelret på magnetfeltets kraftlinjer. På denne måde er den kraft, der udøves på de frie elektroner, større, og derfor er den elektromagnetiske induktion meget stærkere..
Til gengæld er cirkulationsretningen af den inducerede strøm givet af den retning, der gives af kraftlinjerne for det variable magnetfelt.
På den anden side er der tre metoder, gennem hvilke magnetfeltstrømmen kan varieres for at inducere en elektromotorisk kraft på en nærliggende krop eller genstand:
1- Modificer modulet til magnetfeltet gennem variationer i fluxens intensitet.
2- Skift vinkel mellem magnetfeltet og overfladen.
3- Rediger størrelsen på den iboende overflade.
Så snart et magnetfelt er blevet modificeret, induceres en elektromotorisk kraft i det tilstødende objekt, som afhængigt af modstanden mod den nuværende cirkulation, den har (impedans), vil frembringe en induceret strøm.
I denne rækkefølge af ideer vil andelen af den inducerede strøm være større eller mindre end den primære strøm afhængigt af systemets fysiske konfiguration..
Princippet om elektromagnetisk induktion er driftsgrundlaget for elektriske spændingstransformatorer.
Transformationsforholdet for en spændingstransformator (step-down eller step-up) er givet ved antallet af viklinger, som hver transformatorvikling har.
Afhængig af antallet af spoler kan spændingen i sekundæren således være højere (step-up transformer) eller lavere (step-down transformer) afhængigt af anvendelsen inden i det sammenkoblede elektriske system..
Tilsvarende fungerer elproducerende turbiner i vandkraftcentre også takket være elektromagnetisk induktion..
I dette tilfælde mobiliserer turbinebladene den rotationsakse, der er placeret mellem turbinen og generatoren. Dette omsættes derefter til mobilisering af rotoren.
Rotoren består til gengæld af en række viklinger, der under bevægelse giver anledning til et variabelt magnetfelt..
Sidstnævnte inducerer en elektromotorisk kraft i generatorstatoren, som er forbundet til et system, der gør det muligt at transportere den energi, der genereres under processen, online.
Gennem de to eksempler, der er beskrevet ovenfor, er det muligt at opdage, hvordan elektromagnetisk induktion er en del af vores liv i elementære applikationer i hverdagen..
Endnu ingen kommentarer