Elektromagnetinio indukcija yra apibrėžiamas kaip elektrovaros jėgos (įtampos) terpėje, arba šalia kūno dėl to, kad kintančioje magnetinio lauko indukcija. Šį reiškinį 1831 m. Atrado britų fizikas ir chemikas Michaelas Faradėjus pagal Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos įstatymą.
Faradėjus atliko eksperimentinius bandymus su nuolatiniu magnetu, apgaubtu vielos ritės, ir stebėjo, kaip ant šios ritės atsiranda įtampa, ir pagrindinės srovės cirkuliaciją.
Michaelas Faradėjus
Šis įstatymas teigia, kad uždaroje kilpoje indukuota įtampa yra proporcinga magnetinio srauto pokyčio greičiui, kai jis praeina per paviršių, laiko atžvilgiu. Taigi dėl kintančių magnetinių laukų įtakos yra įmanoma indukuoti įtampos skirtumą (įtampą) gretimame kūne.
Savo ruožtu ši indukuota įtampa sukelia cirkuliaciją srovei, atitinkančiai indukuojamą įtampą ir analizuojamo objekto varžą. Šis reiškinys yra kasdienio naudojimo energetikos sistemų ir prietaisų, tokių kaip: varikliai, generatoriai ir elektros transformatoriai, indukcinės krosnys, induktyvumo ritės, akumuliatoriai ir kt., Veikimo principas.
Formulė ir vienetai
Faradėjaus stebima elektromagnetinė indukcija buvo pasidalinta su mokslo pasauliu atliekant matematinį modeliavimą, kuris leidžia atkartoti tokio tipo reiškinius ir numatyti jų elgesį.
Formulė
Norint apskaičiuoti elektrinius parametrus (įtampą, srovę), susijusius su elektromagnetinės indukcijos reiškiniu, pirmiausia reikia apibrėžti, kokia yra magnetinės indukcijos vertė, šiuo metu vadinama magnetiniu lauku.
Norint sužinoti, koks yra magnetinis srautas, praeinantis per tam tikrą paviršių, reikia apskaičiuoti minėtos srities magnetinės indukcijos sandaugą. Taigi:
Kur:
Φ: magnetinis srautas
B: magnetinė indukcija
S: Paviršius
Faradėjaus įstatymas nurodo, kad elektromotorinę jėgą, kurią sukelia kaimyniniai kūnai, lemia magnetinio srauto kitimo greitis laiko atžvilgiu, kaip nurodyta toliau:
Kur:
ε: Elektromotorinė jėga
Pakeitę ankstesnės išraiškos magnetinio srauto vertę, turime:
Jei integralai taikomi abiejose lygties pusėse, kad būtų galima apibrėžti baigtinį kelio plotą, susijusį su magnetiniu srautu, gaunamas tikslesnis reikiamo skaičiavimo apytikslis vaizdas.
Be to, tokiu būdu taip pat yra apribota elektromotorinės jėgos apskaičiavimas uždaroje grandinėje. Taigi, taikant integraciją abiejuose lygties dalyse, gaunama, kad:
Matavimo vienetas
Magnetinė indukcija matuojama „Teslas“ tarptautinėje vienetų sistemoje (SI). Šis matavimo vienetas pavaizduotas raide T ir atitinka šių pagrindinių vienetų aibę.
Viena tesla yra lygi tolygioms magnetinėms indukcijoms, kurios sukuria 1 kvadratinio metro magnetinį srautą per kvadratinio metro paviršių.
Pagal Cegesimalinę vienetų sistemą (CGS), magnetinės indukcijos matavimo vienetas yra gauss. Abiejų vienetų lygiavertiškumo santykis yra toks:
1 tesla = 10000 gausu
Magnetinės indukcijos matavimo vienetas turi savo vardą serbų kroatų inžinieriui, fizikui ir išradėjui Nikolai Teslai. Tai buvo pavadinta septintojo dešimtmečio viduryje.
Kaip tai veikia?
Jis vadinamas indukcija, nes tarp pirminio ir antrinio elementų nėra fizinio ryšio; Vadinasi, viskas vyksta per netiesioginius ir nematerialius ryšius.
Elektromagnetinės indukcijos reiškinys atsiranda atsižvelgiant į kintamo magnetinio lauko jėgos linijų sąveiką su šalia esančio laidžiojo elemento laisvaisiais elektronais.
Tam objektas ar terpė, ant kurios vyksta indukcija, turi būti išdėstyti statmenai magnetinio lauko jėgos linijoms. Tokiu būdu didesnė laisvųjų elektronų jėga, todėl elektromagnetinė indukcija yra daug stipresnė.
Savo ruožtu indukuotos srovės cirkuliacijos kryptį nurodo kryptis, kurią nurodo kintamojo magnetinio lauko jėgos linijos.
Kita vertus, yra trys būdai, kuriais magnetinio lauko srautas gali būti keičiamas, kad sukeltų elektromotorinę jėgą šalia esančiam kūnui ar daiktui:
1- Pakeiskite magnetinio lauko modulį, keičiant srauto intensyvumą.
2 - Pakeiskite kampą tarp magnetinio lauko ir paviršiaus.
3 - Pakeiskite įgimto paviršiaus dydį.
Tada, pakoregavus magnetinį lauką, gretimame objekte sukeliama elektromobilio jėga, kuri, atsižvelgiant į jo turimą srovės cirkuliacijos pasipriešinimą (varža), sukels indukuotą srovę.
Ta pačia idėjų tvarka minėtos indukuotos srovės dalis bus didesnė arba mažesnė už pirminę srovę, priklausomai nuo sistemos fizinės konfigūracijos.
Pavyzdžiai
Elektromagnetinės indukcijos principas yra elektros įtampos transformatorių veikimo pagrindas.
Įtampos transformatoriaus transformacijos santykis (atsitraukimas arba padidinimas) pateikiamas pagal kiekvieno transformatoriaus apvijos apvijų skaičių.
Taigi, atsižvelgiant į ritinių skaičių, antrinėje įtampa gali būti didesnė (pakopinis transformatorius) arba žemesnė (žeminamasis transformatorius), atsižvelgiant į pritaikymą sujungtoje elektros sistemoje.
Panašiu būdu elektromagnetinės indukcijos dėka hidroelektrinėse veikiančios elektrinės turbinos taip pat veikia.
Tokiu atveju turbinos mentės juda sukimosi ašį, esančią tarp turbinos ir generatoriaus. Tuomet mobilizuojamas rotorius.
Savo ruožtu rotorius yra sudarytas iš apvijų, kurios judant sukuria kintamą magnetinį lauką, serijos.
Pastarasis indukuoja elektromotorinę jėgą generatoriaus statoriuje, kuris yra prijungtas prie sistemos, leidžiančios proceso metu pagamintą energiją pernešti internetu.
Remiantis dviem aukščiau pateiktais pavyzdžiais, įmanoma nustatyti, kaip elektromagnetinė indukcija yra mūsų gyvenimo dalis elementariuose kasdienio gyvenimo pritaikymuose.
Nuorodos
- Elektromagnetinė indukcija (sf). Atkurta iš: elektronikos patarimai.ws
- Elektromagnetinė indukcija (sf). Atkurta iš: nde-ed.org
- Šiandien istorijoje. 1831 m. Rugpjūčio 29 d .: aptikta elektromagnetinė indukcija. Atkurta iš: mx.tuhistory.com
- T. Martinas ir A. Serrano (antrasis). Magnetinė indukcija. Madrido politechnikos universitetas. Ispanija, Madridas. Atkurta iš: montes.upm.es
- Sancleris, V. (sf). Elektromagnetinė indukcija. Atkurta iš: euston96.com
- Vikipedija, nemokama enciklopedija (2018). „Tesla“ (vienetas). Atkurta iš: es.wikipedia.org