Elektromagnetisk induksjon

Elektromagnetisk induksjon er prosessen der energien til et elektromagnetisk felt overføres til et legeme som blir utsatt på dets radius. For eksempel hva som skjer med magneten

Hva er elektromagnetisk induksjon?

De Elektromagnetisk induksjon Den består av utseendet til en elektrisk strøm i en lukket sjåfør, takket være den relative bevegelsen mellom nevnte sjåfør og en magnetfeltkilde, for eksempel en magnet.

I seg selv, i ro, vil en magnet ikke produsere noen strøm i en nærliggende krets. Imidlertid, hvis magnet eller krets beveger seg, er det mulig å oppdage strømmen eller spenningen gjennom et galvanometer.

Det viktige å lage strømmen, kalt indusert strøm, er at det er et magnetfelt hvis strømning er variabel i tid, i verdensrommet eller begge deler.

Magnetfelt produseres av permanente magneter, men vises også i drivere som en strøm sirkulerer gjennom, siden magnetisme alltid er assosiert med bevegelige belastninger.

Elektromagnetisk induksjonsoppdagelse

Oppdagelsen av elektromagnetisk induksjon skyldes den engelske fysikeren Michael Faraday (1791-1867), en dyktig eksperimentør av beskjeden opprinnelse.

Faraday lurte på om det ville være mulig å skaffe strøm fra magnetisme; Allerede en dansk fysiker, i 1812, hadde funnet magnetisme fra en strøm med strøm.

Faktisk observerte Hans Oersted (1777-1851) at den elektriske strømmen er i stand til å avlede et kompass, akkurat som magneter. Interessert i denne oppdagelsen begynte Faraday å eksperimentere i 1825, koble batterier spoler og prøvde å oppdage en elektrisk strøm.

Men strømmen induseres bare hvis det er endringer i strømmen av magnetfeltet, og Faraday så ikke at galvanometernålen beveget seg, bortsett fra litt i begynnelsen av eksperimentet, når det koblet batteriet til kretsen, eller til slutt, da den ble koblet fra.

Kan tjene deg: elektrisk feltstrømning

Først da observerte jeg at nålen avviket litt, i en retning når jeg snudde.

Da innså han at magnetisme produserer elektrisk strøm bare hvis den magnetiske fluksen gjennom kretsen endres. Ellers vises ingen strøm.

En annen stor eksperimentør, fysikeren Heinrich Lenz (1804-1865), observert, uavhengig av, at den induserte strømmen, eller spenningen hvis den er foretrukket, alltid motsetter seg endringen som produserer den.

Derfor er den elektromagnetiske induksjonsloven kjent som navnet på Faraday-Lenz Law.

Magnetfeltstrømmen

Utseendet til den induserte strømmen avhenger av variasjonen i strømmen av magnetfeltet. Naturligvis produserer et felt som endret seg over tid, nødvendigvis en variabel flyt, så Faraday observerte utseendet til indusert strøm når det kobles til eller koblet fra batteriet.

Imidlertid kan et jevnt magnetfelt også generere en indusert strøm hvis kretsen beveger seg med hensyn til det, på en slik måte at mengden feltlinjer som går gjennom den øker eller reduseres.

En annen måte å endre feltstrømmen varierer det utsatte området av kretsen. Hvis det øker, gjør også flyten, og hvis den avtar, vil strømmen avta i sin tur. I eksemplene beskrevet senere er det flere detaljer.

Magnetiske induksjonsapplikasjoner

Funnene til Faraday og andre forskere førte til store fremskritt innen teknologi fra 1800 -tallet.

På denne måten er den elektromagnetiske induksjonsloven, til og med upåaktet hen av nesten alltid, til stede i en rekke applikasjoner og enheter for daglig bruk: energien som når det innenlandske skuddet, telefoner, medisinsk utstyr, inne i bilen, trådløse mikrofoner, trådløse ovner og Kjøkken og mer.

Kan tjene deg: spakarm

Nedenfor er tre interessante induksjonsapplikasjoner:

Elektrisitetsgeneratoren

Dette er en av de viktigste applikasjonene: en enhet som er i stand til å transformere mekanisk energi til elektrisk energi. Den grunnleggende ideen til generatoren er å sette en trådspole (eller bedre, n spoler) for å vri inne i et magnetfelt.

På denne måten varierer feltstrømmen kontinuerlig i spolen, og produserer en indusert strøm som kan samles for å tenne en pære, blant annet.

Dinamo lommelykt

En Dinamo lommelykt trenger ikke batterier eller kabler for å fungere, siden den er manuelt ladbar. I motsetning til en felles lommelykt, er det en magnet som er i stand til å bevege seg gjennom en sløyfe, og lansere elektromagnetisk induksjon.

En Dinamo lommelykt. Kilde: Wikimedia Commons

Når du rører lommelykten, er den skiftende magnetiske fluksen til magneten som kommer og induserer en vekslende (svingende) strøm i en sløyfe. Strømmen blir utbedret med en veldig enkel likeretterkrets (å rette strømmen som forhindrer at den endrer retning).

Etter dette fortsetter strømmen en kondensator eller kondensator, og når lommelykten er lukket en annen krets slik at kondensatoren lastes ned. Denne kretsen inneholder en veldig lavt forbruk LED -diode, som slår på å produsere lyset.

Flyplassens sikkerhetssystemer

På flyplasser passerer passasjerer under en bue som fungerer som en metalldetektor. Deretter aktiveres et system som sender strømmer til en spole som veksler raskt, og produserer rundt personen et magnetfelt hvis strøm er variabel.

Hvis personen ikke har metallobjekter, blir det ikke registrert noen indusert strøm, men ellers opprettes en indusert strøm som aktiverer en alarm.

Eksempler på elektromagnetiske induksjon

1. Spole ekstrahert fra et jevnt magnetfelt

Anta at et jevnt magnetfelt som går fra venstre til høyre. Å trekke ut spolen fra feltregionen, induseres en strøm i den, siden magnetfluksen synker.

Det kan tjene deg: fritt fall: konsept, ligninger, løste øvelser

Den induserte strømmen opphører så snart spolen forlater helt fra feltet, og kommer tilbake hvis spolen kommer inn igjen, og kansellerer når spolen er helt nedsenket.

2. I bevegelsesmagnet

Hvis du har en hvilende spole, men en magnet beveger seg gjennom den, induseres en strøm i spolen også.

3. Glidende generator

Du har et jevnt magnetfelt, og en krets som består av en U -formet riel og en metallstang i den andre enden, for å lukke den. Feltet er vinkelrett på området som er låst av kretsen.

Skyv baren for å øke området utsatt for feltet, induseres en strøm som sirkulerer langs skinnen og baren. Det samme skjer hvis baren glir for å redusere området.

4. Rotasjonsspole i et jevnt magnetfelt

Hvis en ødelagt spole midt i et jevnt magnetfelt, endrer den normale vektoren til dets plan kontinuerlig vinkelen som dannes med feltet. I dette tilfellet er den magnetiske fluksen som krysser spiraen maksimal og forårsaker suksessivt, og genererer dermed en vekselstrøm.

5. Et variabelt magnetfelt i tid

Et magnetfelt kan alltid holdes vinkelrett på en løkkeplan, og ingenting skjer.

Men hvis intensiteten øker eller avtar over tid, selv om sløyfen er i ro, vil den magnetiske strømmen også gjøre det, og derfor vil en indusert strøm vises.

Referanser

1. Bauer, w. (2011). Fysikk for ingeniørfag og vitenskap. Volum 2. Mc Graw Hill.
2. Giambattista, a. (2010). Fysikk. 2. Ed. McGraw Hill.
3. Giancoli, d. (2006). Fysikk: Prinsipper med applikasjoner. 6. Ed Prentice Hall.
4.  Katz, d. (2013). Fysikk for forskere og ingeniører. Grunnlag og tilkoblinger. Cengage Learning.
5. Hewitt, p. (2012). Konseptuell fysisk vitenskap. 5. plass. Ed. Pearson.