De elektromagnetisk induktion Det definieras som induktion av en elektromotorisk kraft (spänning) i ett närliggande medium eller kropp på grund av närvaron av ett variabelt magnetfält. Detta fenomen upptäcktes av den brittiska fysikern och kemisten Michael Faraday under året 1831 genom Faradays lag om elektromagnetisk induktion..
Faraday utförde experimentella tester med en permanentmagnet omgiven av en trådspole och observerade induktion av en spänning på nämnda spole och cirkulationen av en underliggande ström.
Denna lag säger att den inducerade spänningen på en sluten slinga är direkt proportionell mot förändringshastigheten för magnetflödet när den passerar genom en yta, med avseende på tiden. Det är sålunda möjligt att inducera närvaron av en spänningsskillnad (spänning) på en angränsande kropp på grund av påverkan av variabla magnetfält..
I sin tur ger denna inducerade spänning cirkulationen av en ström som motsvarar den inducerade spänningen och impedansen hos analysobjektet. Detta fenomen är handlingsprincipen för kraftsystem och apparater för daglig användning, såsom: motorer, generatorer och elektriska transformatorer, induktionsugnar, induktorer, batterier etc..
Artikelindex
Den elektromagnetiska induktionen som observerades av Faraday delades med vetenskapens värld genom matematisk modellering som gör det möjligt att replikera denna typ av fenomen och förutsäga dess beteende..
För att beräkna de elektriska parametrarna (spänning, ström) som är associerade med fenomenet elektromagnetisk induktion, är det först nödvändigt att definiera vad som är värdet på den magnetiska induktionen, för närvarande känd som magnetfältet..
För att veta vad som är det magnetiska flödet som passerar genom en viss yta, måste produkten av magnetisk induktion av området beräknas. A) Ja:
Var:
Φ: Magnetiskt flöde [Wb]
B: Magnetisk induktion [T]
S: Yta [mtvå]
Faradays lag indikerar att den elektromotoriska kraften som induceras på angränsande kroppar ges av förändringshastigheten för det magnetiska flödet med avseende på tiden, som beskrivs nedan:
Var:
ε: Elektromotorisk kraft [V]
Genom att ersätta värdet på magnetflödet i föregående uttryck har vi följande:
Om integraler appliceras på båda sidor av ekvationen för att avgränsa en ändlig bana för området associerat med magnetflödet erhålls en mer exakt approximation av den erforderliga beräkningen..
Dessutom är beräkningen av elektromotorisk kraft i en sluten krets också begränsad på detta sätt. När man tillämpar integration på båda sidor av ekvationen erhålls således att:
Magnetisk induktion mäts i det internationella systemet för enheter (SI) i Teslas. Denna måttenhet representeras av bokstaven T och motsvarar uppsättningen för följande basenheter.
En tesla motsvarar den enhetliga magnetiska induktionen som producerar ett magnetiskt flöde av 1 weber över en yta på en kvadratmeter..
Enligt Cegesimal System of Units (CGS) är måttenheten för magnetisk induktion gauss. Likvärdighetsförhållandet mellan båda enheterna är som följer:
1 tesla = 10.000 gauss
Den magnetiska induktionsmätarenheten är uppkallad efter den serbokroatiska ingenjören, fysikern och uppfinnaren Nikola Tesla. Det namngavs så här i mitten av 1960-talet..
Det kallas induktion eftersom det inte finns någon fysisk koppling mellan de primära och sekundära elementen; följaktligen sker allt genom indirekta och immateriella förbindelser.
Fenomenet elektromagnetisk induktion uppstår med tanke på växelverkan mellan kraftlinjerna för ett variabelt magnetfält på de fria elektronerna i ett närliggande ledande element.
För detta måste föremålet eller mediet på vilket induktionen sker ordnas vinkelrätt mot magnetfältets kraftlinjer. På detta sätt är den kraft som utövas på de fria elektronerna större och följaktligen är den elektromagnetiska induktionen mycket starkare..
I sin tur ges cirkulationsriktningen för den inducerade strömmen av den riktning som ges av kraftlinjerna för det variabla magnetfältet.
Å andra sidan finns det tre metoder genom vilka magnetfältflödet kan varieras för att inducera en elektromotorisk kraft på en närliggande kropp eller föremål:
1- Ändra modulen i magnetfältet genom variationer i flödets intensitet.
2- Ändra vinkeln mellan magnetfältet och ytan.
3- Ändra storleken på den inneboende ytan.
Sedan, när ett magnetfält har modifierats, induceras en elektromotorisk kraft i det angränsande föremålet som, beroende på motståndet mot strömcirkulationen som det har (impedans), kommer att producera en inducerad ström.
I den ordningen av idéer kommer andelen av den inducerade strömmen att vara större eller mindre än den primära strömmen, beroende på systemets fysiska konfiguration..
Principen för elektromagnetisk induktion är den grundläggande grunden för elektriska spänningstransformatorer.
Transformationsförhållandet för en spänningstransformator (steg-ned eller steg-upp) ges av antalet lindningar som varje transformatorlindning har.
Beroende på antalet spolar kan sålunda spänningen i sekundären vara högre (steg-upp-transformator) eller lägre (steg-ned-transformator), beroende på applikationen inom det sammankopplade elektriska systemet..
På samma sätt fungerar elgenererande turbiner i vattenkraftverk också tack vare elektromagnetisk induktion..
I detta fall mobiliserar turbinbladen den rotationsaxel som ligger mellan turbinen och generatorn. Detta översätts sedan till mobilisering av rotorn.
Rotorn består i sin tur av en serie lindningar som vid rörelse ger upphov till ett variabelt magnetfält..
Den senare inducerar en elektromotorisk kraft i generatorstatorn, som är ansluten till ett system som gör att den energi som genereras under processen kan transporteras online.
Genom de två exemplen som anges ovan är det möjligt att upptäcka hur elektromagnetisk induktion är en del av våra liv i elementära applikationer i vardagen..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.