Mēs vēlamies norādīt, ka magnētiskais lauks nāk no magnēta un elektriskais lauks nāk no elektriskās strāvas, visbeidzot, Elektromagnētiskā indukcija tā ir divu iepriekšējo satikšanās, kad notiek elektronu nobīde, parādās elektromagnētiskais lauks. Mēs aicinām jūs uzzināt vairāk par šo interesanto tēmu šajā rakstā!
Kas ir elektromagnētiskā indukcija?
Elektromagnētiskā indukcija ir vadošais princips, ko izmanto, lai izskaidrotu, kā darbojas elektriskie ģeneratori, kas savukārt pazīstami kā ģeneratori, mikrofoni, elektriskās ģitāras un transformatori.
Tiek teikts, ka vadītājā esošā strāva mainās, jo tā strāva plūst no vienas puses uz otru, kā rezultātā vadītājs vispirms paceļas un pēc tam pazeminās magnētiskajā laukā, īsās strāvas palīdz radīt magnētiskos laukus.
Kustīgs vai mainīgs magnētiskais lauks izraisa strāvu strāvas ķēdē vai spriegumu strāvas ķēdes galos, to sauc par Elektromagnētiskā indukcija un strāvu vai spriegumu sauc par inducēto strāvu vai izraisīto spriegumu.
Kustīgs vai mainīgs magnētiskais lauks izraisa strāvu strāvas ķēdē vai spriegumu strāvas ķēdes galos, to sauc par elektromagnētisko indukciju, un strāvu vai spriegumu sauc par inducēto strāvu vai izraisīto spriegumu.
Ap spoli novietotā magnētiskā plūsma tiek pielāgota spoles tinumos plūstošajam strāvas daudzumam, kā parādīts attēlā. Ja uz vienas spoles tiek uztīti pievienoti stieples slāņi, caur kuriem plūst tāda pati strāva, attīstītos statiskā magnētiskā lauka stiprums.
Tāpēc spoles magnētiskā lauka stiprumu nosaka spoles ampēru pagriezieni, jo vairāk stieples apgriezienu spoles iekšpusē, jo lielāks ir statiskā magnētiskā lauka stiprums ap to.
Tāpat, ja mēs turam stieņa magnētu nekustīgu un pārvietojam spoli uz priekšu un atpakaļ magnētiskajā laukā, spolē tiks inducēta elektriskā strāva, tad, pārvietojot vadu vai mainot magnētisko lauku, mēs varam inducēt spriegumu un strāva spoles iekšpusē, un šis process ir pazīstams kā Elektromagnētiskā indukcija un tas ir transformatoru, motoru un ģeneratoru darbības pamatprincips.
Kā tas strādā?
Indukcijas karsēšana sildīs vadošu metālu, pateicoties magnētiskajam laukam, ko atbrīvos induktors, šis lauks cirkulēs metālā, kas atradīsies induktora centrā, tad tas būs tikai metāls, kas atrodas induktora centrā. magnētiskais lauks, kas tiks uzkarsēts.
Elektromagnētiskais lauks, kurā tiek ievietota sildāmā metāla daļa, ģenerē elektrisko strāvu šīs daļas iekšpusē, ļoti lokalizētā veidā un metāliskā materiāla elektroni sāks kustēties, šī kustība radīs siltumu.
Tādējādi elektromagnētiskā indukcija rada lielu skaitu džoulu un siltumu bez saskares, ar lielu precizitāti, jo metāls ir izturīgāks, jo vairāk elektromagnētiskais lauks radīs materiāla satricinājumu un sildīšanu, tas ir indukcijas sildīšanas princips.
Lietojumprogrammas ir daudzveidīgas, un lietojumi ir dažādi, nevilcinieties sazināties ar mums, ja jums ir īpašas vajadzības rūpniecības jomā saistībā ar precīzijas metālu apsildīšanu.
Kurš atklāja elektromagnētisko indukciju?
Elektromagnētiskās indukcijas fenomenu atklāja Maikls Faradejs 1831. gadā, viņš sākotnēji norādīja, ka, mainoties magnētiskajam laukam un mainoties slēgtai vadošai ķēdei, radīsies elektriskā strāva, ko sauc par indukcijas strāvu.
L Elektromagnētiskās indukcijas eksperimenti Faradeja var reproducēt šādi, kad galvanometrā tiek ievietots vai izņemts magnēts slēgtā spolē, spolē rodas indukcijas strāva, ja divas spoles ir novietotas tuvu viena otrai un viena spole caur atslēgu ir savienota ar strāvas avotu, tad, kad atslēga ir aizvērta vai atvērta pirmās spoles ķēdē, otrajā spolē parādīsies indukcijas strāva.
Klasiska elektromagnētiskās indukcijas pamatlikuma izpausme ir Faradeja eksperiments, jo ātrāk magnēts tiek satricināts ar spoles pagriezieniem, jo vairāk dīgst indukcijas strāva un līdz ar to arī indukcijas EMF.
Indukcijas strāvas virziena atkarību no magnētiskā lauka izmaiņu rakstura slēgtā ķēdē 1833. gadā eksperimentāli noteica krievu zinātnieks Lencs, viņš formulēja viņa vārdā nosauktu likumu, indukcijas strāvai ir virziens, kurā tā magnētiskajam laukam ir tendence kompensēt ārējās magnētiskās plūsmas izmaiņas ķēdē.
Tātad tas, ko Maikls Faradejs atklāja, bija veids, kā ķēdē radīt elektrisko strāvu, izmantojot tikai magnētiskā lauka stiprumu, nevis baterijas, un tas noved pie ļoti nozīmīga likuma, kas saista elektrību ar magnētismu, Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likumu.
Turklāt Faradejs uzskatīja, ka šis apgalvojums ir patiess un piemērojams neatkarīgi no tā, vai pašas plūsmas intensitāte mainījās vai vadītājs pārvietojās pa magnētisko lauku, kā minēts iepriekš, elektromagnētiskā indukcija ir pamatprincips, kas izskaidro ģeneratoru un asinhrono motoru darbību, kā arī lielākā daļa citu elektrisko mašīnu.
Kas ir elektriskā indukcija?
Tā ir magnētu kustība ap stieples spoli, kas pēc tam rada elektrisko strāvu caur vadu, to var izdarīt, pagriežot magnētus, kad starp tiem tiek pārvietota stieples spole, magnēti griežas starp ziemeļu un dienvidu polu.
Ja divu magnētu ziemeļpols sanāktu kopā, tie atstumtu viens otru un mēģinātu atdalīties, bet, ja dienvidu un ziemeļpols pietuvinātos, tie šautu, jo tie ir pretēji un tāpēc pievelk viens otru, tas ir šis. spiediet un velciet, kas liek magnētiem griezties ap stieples spoli, radot elektrisko strāvu.
Indukcija ir iemesls, kādēļ elektrības vadītājs tiek elektrificēts, kad tas atrodas tuvu lādētam ķermenim, ar kuru magnetizējams ķermenis tiek magnetizēts, kad tas atrodas magnētiskajā laukā vai magnētiskajā plūsmā, ko nosaka magnetomotīves spēks, vai tāpēc, ka rodas elektromotora spēks. ķēdē, pārveidojot ar ķēdi saistīto magnētisko lauku.
Lai gan stacionārs magnētiskais lauks neietekmēs vadu vai strāvas ķēdi, kustīgs vai mainīgs magnētiskais lauks radīs elektrisko strāvu ar zemu strāvu vai spriegumu, kas virzās pāri strāvas ķēdes galiem, kas būtībā pazīstams kā Elektromagnētiskā indukcija, strāvu vai spriegumu sauc par inducēto strāvu vai inducēto spriegumu.
Autoindukcija
Pašindukcija ir elektromotora spēka parādīšanās vadītājā, kas vērsta pretējā virzienā attiecībā pret strāvas avota spriegumu, kad strāva plūst, turklāt tas notiek brīdī, kad mainās strāva ķēdē, rodas mainīga elektriskā strāva. mainīgs magnētiskais lauks, kas savukārt inducē vadītājā EML.
Kad notiek izmaiņas spoles strāvā vai magnētiskajā plūsmā, rodas pretējs inducēts elektromotora spēks, šo parādību sauc par pašindukciju, kad strāva jebkurā brīdī sāk plūst caur spoli, tiek konstatēts, ka magnētiskā plūsma kļūst tieši proporcionāls strāvai, kas iet caur ķēdi.
Pašindukcija aptur sprieguma pieaugumu induktīvās shēmās”, ja tavs darbs vai hobijs ir saistīts ar elektrību droši vien esi dzirdējis šādus apgalvojumus, patiesībā šī parādība ir raksturīga induktīvām shēmām gan tieši, piemēram, spoles, gan netieši, piemēram, parazitāras. kabeļa parametri.
Maiņstrāvas ražošana
Pastāv saistība starp elektrisko spriegumu un mainīgu magnētisko lauku, saskaņā ar kuru slavenais likums par Elektromagnētiskā indukcija autors Maikls Faradejs saka:
"Kamēr ķēdē tiek inducēts spriegums, kad notiek relatīva kustība starp vadītāju un magnēta lauku, un ka šī sprieguma lielums ir proporcionāls plūsmas izmaiņu ātrumam."
Citiem vārdiem sakot, Elektromagnētiskā indukcija Tas ir magnētisko lauku izmantošanas process, lai radītu spriegumu un slēgtā ķēdē strāvu.
Tātad, cik lielu spriegumu var inducēt spolē, izmantojot tikai magnētismu? To nosaka šādi trīs dažādi faktori.
- Palieliniet stieples apgriezienu skaitu spolē: Palielinot daudzumu supravadītāji atsevišķas cilpas, kas iet cauri magnētiskajam laukam, saražotās inducētās EMF daudzums būs visu atsevišķo cilpu summa spolē, tāpēc, ja spolē ir 20 apgriezieni, tiks inducēts divdesmit reizes vairāk emf nekā vienā vads.
- Relatīvās kustības ātruma palielināšanās starp spoli un magnētu: Ja viena un tā pati stieples spole iziet cauri vienam un tam pašam magnētiskajam laukam, bet palielina tā ātrumu vai ātrumu, vads ātrāk griezīsies cauri plūsmas līnijām, tādējādi radīsies vairāk inducētās emf.
- Palielināts magnētiskā lauka stiprums: Ja viena un tā pati stieples spole pārvietojas ar tādu pašu ātrumu caur spēcīgāku magnētisko lauku, tiks ražots vairāk emf, jo ir jāgriež vairāk spēka līniju.
Ja mēs spētu iekratīt magnētu spolē un no tās ar vienmērīgu ātrumu un attālumu bez apstāšanās, mēs radītu pastāvīgi inducētu spriegumu, kas pārslēgtos starp pozitīvu polaritāti un negatīvu polaritāti, izraisot mainīga sprieguma izvadi, un tas ir pamatprincips. elektriskais ģenerators, kas līdzīgs tiem, ko izmanto automobiļu dinamometros un ģeneratoros.
Mazajos ražotājos, piemēram, velosipēdu dinamo, neliels neiznīcināms magnēts tiek pagriezts, iedarbojoties velosipēda ritenim fiksētā spolē, secīgi elektromagnētu, ko darbina fiksēts līdzstrāvas spriegums, var likt griezties fiksētā spolē, kā tas ir lieliski enerģijas ražotāji, kas abos gadījumos rada maiņstrāvu.
Elektromagnētiskās indukcijas formulas
Varam saprast, ka magnētiskā plūsma ir magnētiskā lauka stiprums, kas šķērso noteiktu apgabalu, formulas izteiksmē tas ir magnētiskā lauka (B) reizinājums, laukums (A), kas šķērso leņķi (a). starp 90 grādu līniju pret laukumu un magnētiskā lauka līnijām.
Magnētiskā plūsma tiek attēlota ar simbolu F, šī iemesla dēļ fiziķi bieži nosaka šādu formulu kā dota: F = B * A * cos (a) un iegūtā vienība būs Tm 2, kur T (parasti kā teta , θ) ir magnētiskā lauka mērvienība un m 2 ir laukuma vienība.
Vienkāršoti izsakoties, jūs varat domāt par plūsmu kā "gaisa plūsmu", kas izpūš gaisu caur logu, loga izmērs (A), gaisa ātrums (B) un virziens (teta) nosaka gaisa daudzumu. ieejot pa logu.
Mainīgā magnētiskā plūsma veido a elektromagnētiskais spēks, ir svarīgi zināt, ka šis spēks noteiktā veidā rada spiedienu uz brīvajiem elektroniem, kas izraisa strāvu.
piemērs
Aprēķiniet inducēto EML, ja ar spoli saistītā magnētiskā plūsma mainās no 12 x 10-3 Wb līdz 6 x 10-3 Wb 0.01 sekundē.
Risinājums:
Lenca elektromagnētiskās indukcijas likums
Faradeja likums mums saka, ka vadītājā var izraisīt spriegumu, izlaižot to caur magnētisko lauku vai izlaižot magnētisko lauku garām vadītājam, un, ja šis vadītājs ir daļa no slēgtas ķēdes, plūst elektriskā strāva.
Šo spriegumu sauc par izsaukto emf, jo tas ir inducēts vadītājam ar daudzpusīgu magnētisko lauku, pateicoties Elektromagnētiskā indukcija ar negatīvo zīmi Faradeja likumā, kas parāda mums inducētās strāvas virzienu (vai inducētās emf polaritāti).
Bet daudzpusīga magnētiskā plūsma izraisa mainīgu strāvu caur spoli, kas radīs savu magnētisko lauku, kā mēs redzējām elektromagnētisma pamācībā, šī pašinducētā EMF saskaras ar izmaiņām, kas to rada, un jo ātrāks ir strāvas izmaiņu ātrums, jo lielāks. pretestības emf būs, šis pašinducētais EMF saskaņā ar Lenca likumu saskarsies ar strāvas izmaiņām spolē, un tā virziena dēļ šis pašinducētais emf ir vispārēji apzīmēts ar back-emf.
Lenca likums ir viens no elektromagnētiskās indukcijas pamatlikumiem, kas nosaka inducēto strāvu plūsmas virzienu, un ir saistīts ar enerģijas nezūdamības likumu.
Saskaņā ar enerģijas nezūdamības likumu, kas nosaka, ka kopējais enerģijas daudzums Visumā vienmēr paliks nemainīgs, jo enerģiju nevar ne radīt, ne iznīcināt, Lenca likums ir atvasināts no Maikla Faradeja indukcijas likuma.
Pēdējais komentārs par Lenca likumu par elektromagnētisko indukciju. Tagad mēs zinām, ka, ja ir relatīva kustība starp vadītāju un magnētisko lauku, vadītājā tiek inducēts emf.
Mūsdienu lietotnes
Pēc tam, kad tika izveidota savstarpēja saikne starp elektrību un magnētismu, praktiskie pielietojumi bija praktiski neierobežoti.
Ģenerators, piemēram, pavēra ceļu plašam inovatīvu un rūpniecisku jēdzienu lokam, mainot mehānisko enerģiju elektroenerģijā, ģeneratora pamatā bija Elektromagnētiskā indukcija, kas izlaiž elektrisko vadītāju caur magnētisko lauku.
Kā paskaidrots iepriekš, kad viena spoles puse iet cauri magnētiskajam laukam vispirms vienā virzienā un tad otrā virzienā, gala rezultāts ir maiņstrāva, šī ģeneratora tipa ierīce ir tā pati, ko izmanto transportlīdzekļos, lai radītu konstantu. enerģijas plūsma.
Tāpat transformatori var nosūtīt maiņstrāvu no vienas elektriskās ķēdes uz otru ar elektromagnētu indukciju, katrā apkaimē ir transformators, kas atrodas uz centralizēta barošanas staba, tas ir vads elektrības pārvadīšanai uz visām individuālajām mājām.
Lielākoties šāda veida jaudas transformatori pārraida jaudu nemainīgā frekvencē, radiofrekvenču transformatori darbojas augstākās frekvencēs, nodrošinot rf ģeneratorus daudzām rūpnieciskām vajadzībām.
Radio bija viens no oriģinālajiem "modernajiem" izgudrojumiem, kas izmantoja zinātni par Elektromagnētiskā radiācijaPapildu mūsdienu sasniegumi ietver indukcijas karsēšanu un indukcijas lodēšanu (metāla ražošanā izmantots metināšanas process, kurā dažādi metāli tiek sametināti kopā, veidojot apstrādājamu materiālu).