ELEKTROMAGNETISK INDUKSJON: FORMEL, HVORDAN DET FUNGERER, EKSEMPLER

ELEKTROMAGNETISK INDUKSJON: FORMEL, HVORDAN DET FUNGERER, EKSEMPLER

Den elektromagnetiske induksjonen er definert som induksjon av en elektromotorisk kraft (spenning) i et nærliggende miljø eller legeme på grunn av tilstedeværelsen av et variabelt magnetfelt. Dette fenomenet er britisk

Takk skal du ha:

De elektromagnetisk induksjon Det er definert som induksjon av en elektromotorisk kraft (spenning) i et nærliggende miljø eller legeme på grunn av tilstedeværelsen av et vekslende magnetfelt. Dette fenomenet ble oppdaget av den britiske fysikeren og kjemikeren Michael Faraday i 1831 gjennom Faradays lov om elektromagnetisk induksjon.

Faraday gjennomførte eksperimenter med en permanent magnet omgitt av en trådspole og observerte induksjon av spenning i spolen og rotasjonen av hovedstrømmen.

Denne loven viser at den induserte spenningen i en lukket sløyfe er direkte proporsjonal med tidsendringshastigheten når magnetstrømmen passerer til overflaten. På grunn av effekten av forskjellige magnetiske felt er det således mulig å forårsake en spenningsforskjell i det tilstøtende legemet.


I sin tur skaper denne induserte spenningen en strømsyklus som tilsvarer den induserte spenningen og impedansen til objektet som skal analyseres. Dette fenomenet påvirker prinsippet om drift av energisystemer og enheter som brukes i hverdagen, som motorer, generatorer og elektriske transformatorer, induksjonsovner, induktorer, batterier, etc.

Formler og enheter

Faraday delte den elektromagnetiske induksjonen han observerte med vitenskapens verden gjennom matematisk modellering som tillot ham å gjenta denne typen fenomener og forutsi deres oppførsel.

formel

For å beregne de elektriske parametrene (spenning, strøm) assosiert med fenomenet elektromagnetisk induksjon, er det først nødvendig å bestemme betydningen av magnetisk induksjon, nå kalt magnetfeltet.

For å finne ut hva som er magnetisk strømning som passerer gjennom en gitt overflate, er det nødvendig å beregne produktet av magnetisk induksjon i den regionen. Dermed:


Kaida:

Φ: Magnetisk strømning [Wb]

B: Magnetisk induksjon [T]

S: Overflate [m2]

Faradays lov viser at den elektromotoriske kraften som genereres av de omkringliggende kroppene, er gitt av endringshastigheten til den magnetiske strømmen over tid, som beskrevet nedenfor.

Kaida:

ε: Elektrisk motoreffekt [V]

Ved å erstatte verdien av magnetstrømmen i forrige uttrykk, får vi:

Hvis integraler brukes på begge sider av ligningen for å begrense grensebanen for et område assosiert med en magnetisk strømning, oppnås en mer nøyaktig tilnærming av den nødvendige beregningen.


I tillegg er beregningen av den elektriske motoreffekten i en lukket sløyfe også begrenset på denne måten. Ved å bruke integrasjon i begge ligningene får vi:

Måleenhet

Magnetisk induksjon måles i International System of Units (SI) i Tesla. Denne måleenheten er betegnet med bokstaven T og tilsvarer summen av de følgende basisenhetene.

En tesla tilsvarer den samme magnetiske induksjonen som produserer 1 Webers magnetiske strømning per kvadratmeter.

I følge Cegesimal System of Units (CGS) er enheten for magnetisk induksjon Gaussisk. Det tilsvarende forholdet mellom de to enhetene er som følger:

1 tesla = 10000 gaus

Enheten for måling av magnetisk induksjon er oppkalt etter Nikola Tesla, en serbokroatisk ingeniør, fysiker og oppfinner. Navnet ble laget på midten av 1960-tallet.

Hvordan virker det?

Det kalles induksjon fordi det ikke er noen fysisk sammenheng mellom primær- og sekundærelementene; Derfor skjer alt gjennom indirekte og immaterielle forbindelser.

Fenomenet elektromagnetisk induksjon oppstår når kraftlinjene til et vekslende magnetfelt samhandler med de frie elektronene til et nærliggende ledende element.

For å gjøre dette må det induserte objektet eller mediet være vinkelrett på magnetlinjens kraftlinjer. Dermed er kraften som utøves på de frie elektronene større, så den elektromagnetiske induksjonen er sterkere.

I sin tur er retningen til den induserte strømmen gitt av retningen gitt av kraftlinjene til det vekslende magnetfeltet.

I sin tur kan strømmen til et magnetfelt endres på forskjellige måter, de kan forårsake en elektrisk motorkraft på en nærliggende kropp eller gjenstand:

1 – Endring av magnetfeltets modul ved å endre strømstyrken.

2- Endring av vinkelen mellom magnetfeltet og overflaten.

3- Endre størrelse på den karakteristiske siden.

Når magnetfeltet endres, tilsettes en elektrisk motor, avhengig av motstanden (impedansen) til strømmen som strømmer gjennom den, som produserer en indusert strøm.

I denne idérekkefølgen vil andelen av denne induserte strømmen være større eller mindre enn startstrømmen, avhengig av den fysiske konfigurasjonen til systemet.

Eksempler

Prinsippet om elektromagnetisk induksjon er grunnlaget for driften av spenningstransformatorer.

Transformasjonskoeffisienten (reduksjon eller økning) til en spenningstransformator er gitt av antall viklinger i hver transformatorvikling.

Avhengig av antall spoler kan sekundærspenningen således være høy (forsterkningstransformator) eller lav (nedstrøms transformator), avhengig av applikasjonen i det sammenkoblede elektriske systemet.

Tilsvarende driver turbiner som genererer elektrisitet ved vannkraftverk også på elektromagnetisk induksjon.

I dette tilfellet beveger turbinbladene rotasjonsaksen som ligger mellom turbinen og generatoren. Dette fører til mobilisering av rotoren.

Rotoren består i sin tur av en serie viklinger som skaper et vekslende magnetfelt når de er i bevegelse.

Sistnevnte driver en elektrisk motor til statoren til generatoren, som er koblet til et system som tillater online generering av energi generert under prosessen.

Ved hjelp av to eksempler som har blitt avslørt så langt, kan vi bestemme i hvilken grad elektromagnetisk induksjon er en elementær del av vårt daglige liv.

Referanser

  1. Elektromagnetisk induksjon (s.f.). Gjenopprettet: electronics-tutorials.ws
  2. Elektromagnetisk induksjon (s.f.). Gjenopprettet fra nde-ed.org
  3. I dag i historien. 29. august 1831: Elektromagnetisk induksjon blir oppdaget. Gjenopprettet: mx.tuhistory.com
  4. Martin, T. og Serrano, A. (s.f.). Magnetisk induksjon. Madrid polytekniske universitet. Spania Madrid. Gjenopprettet: montes.upm.es
  5. Sancler, V. (sf). Elektromagnetisk induksjon. Gjenopprettet: euston96.com
  6. Wikipedia, gratis leksikon (2018). Tesla (enhet). Gjenopprettet fra wikipedia.org

osama

osama

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *