De elektromagnetisk induksjon Det er definert som induksjon av en elektromotorisk kraft (spenning) i et nærliggende medium eller kropp på grunn av tilstedeværelsen av et variabelt magnetfelt. Dette fenomenet ble oppdaget av den britiske fysikeren og kjemikeren Michael Faraday i løpet av året 1831 gjennom Faradays lov om elektromagnetisk induksjon..
Faraday utførte eksperimentelle tester med en permanent magnet omgitt av en trådspole og observerte induksjon av en spenning på spolen og sirkulasjonen av en underliggende strøm.
Denne loven sier at den induserte spenningen på en lukket sløyfe er direkte proporsjonal med endringshastigheten til magnetstrømmen når den passerer gjennom en overflate, med hensyn til tid. Dermed er det mulig å indusere tilstedeværelsen av en spenningsforskjell (spenning) på et tilstøtende legeme på grunn av påvirkning av variable magnetfelt..
I sin tur gir denne induserte spenningen sirkulasjon av en strøm som tilsvarer den induserte spenningen og impedansen til objektet for analyse. Dette fenomenet er virkningsprinsippet til kraftsystemer og enheter til daglig bruk, for eksempel: motorer, generatorer og elektriske transformatorer, induksjonsovner, induktorer, batterier, etc..
Artikkelindeks
Den elektromagnetiske induksjonen som ble observert av Faraday ble delt med vitenskapens verden gjennom matematisk modellering som gjør det mulig å replikere denne typen fenomen og forutsi dens oppførsel..
For å beregne de elektriske parametrene (spenning, strøm) assosiert med fenomenet elektromagnetisk induksjon, er det først nødvendig å definere hva som er verdien av magnetisk induksjon, for tiden kjent som magnetfeltet..
For å vite hva som er magnetisk strømning som passerer gjennom en bestemt overflate, må produktet av magnetisk induksjon av nevnte område beregnes. A) Ja:
Hvor:
Φ: Magnetisk strømning [Wb]
B: Magnetisk induksjon [T]
S: Overflate [mto]
Faradays lov indikerer at den elektromotoriske kraften som induseres på nærliggende kropper er gitt av endringshastigheten til den magnetiske strømmen med hensyn til tid, som beskrevet nedenfor:
Hvor:
ε: Elektromotorisk kraft [V]
Ved å erstatte verdien av den magnetiske fluxen i det forrige uttrykket, har vi følgende:
Hvis integraler påføres begge sider av ligningen for å avgrense en endelig bane for området assosiert med magnetstrømmen, oppnås en mer presis tilnærming av den nødvendige beregningen..
Videre er beregningen av elektromotorisk kraft i en lukket krets også begrenset på denne måten. Når man bruker integrering på begge sider av ligningen, oppnås det således at:
Magnetisk induksjon måles i det internasjonale systemet for enheter (SI) i Teslas. Denne måleenheten er representert med bokstaven T, og tilsvarer settet til de følgende basisenhetene.
Én tesla tilsvarer den ensartede magnetiske induksjonen som produserer en magnetisk strøm av 1 weber over en overflate på en kvadratmeter..
I følge Cegesimal System of Units (CGS) er måleenheten for magnetisk induksjon gauss. Ekvivalensforholdet mellom begge enhetene er som følger:
1 tesla = 10.000 gauss
Den magnetiske induksjonsmåleenheten er oppkalt etter den serbokroatiske ingeniøren, fysikeren og oppfinneren Nikola Tesla. Det ble kalt slik på midten av 1960-tallet..
Det kalles induksjon fordi det ikke er noen fysisk sammenheng mellom primær- og sekundærelementene; følgelig skjer alt gjennom indirekte og immaterielle forbindelser.
Fenomenet elektromagnetisk induksjon oppstår gitt samspillet mellom kraftlinjene til et variabelt magnetfelt på de frie elektronene til et nærliggende ledende element.
For dette må gjenstanden eller mediet som induksjonen foregår på, arrangeres vinkelrett på magnetfeltets kraftlinjer. På denne måten er kraften som utøves på de frie elektronene større, og følgelig er den elektromagnetiske induksjonen mye sterkere..
I sin tur er sirkulasjonsretningen for den induserte strømmen gitt av retningen gitt av kraftlinjene til det variable magnetfeltet.
På den annen side er det tre metoder som magnetfeltstrømmen kan varieres for å indusere en elektromotorisk kraft på en nærliggende kropp eller gjenstand:
1- Modifiser modulen til magnetfeltet gjennom variasjoner i intensiteten til strømmen.
2- Endre vinkelen mellom magnetfeltet og overflaten.
3- Endre størrelsen på den iboende overflaten.
Så snart et magnetfelt er modifisert, induseres en elektromotorisk kraft i nabobjektet, som avhengig av motstanden mot strømmen som den har (impedans), vil produsere en indusert strøm.
I den rekkefølgen av ideer vil andelen av den induserte strømmen være større eller mindre enn den primære strømmen, avhengig av den fysiske konfigurasjonen til systemet..
Prinsippet for elektromagnetisk induksjon er driften av elektriske spenningstransformatorer.
Transformasjonsforholdet til en spenningstransformator (nedstigning eller oppstigning) er gitt av antall viklinger som hver transformatorvikling har.
Avhengig av antall spoler, kan spenningen i sekundæren således være høyere (trinnvis opptransformator) eller lavere (nedstrøms transformator), avhengig av applikasjonen i det sammenkoblede elektriske systemet..
På samme måte fungerer strømgenererende turbiner i vannkraftanlegg også takket være elektromagnetisk induksjon..
I dette tilfellet mobiliserer turbinbladene rotasjonsaksen som er plassert mellom turbinen og generatoren. Dette oversettes til mobilisering av rotoren.
Rotoren består i sin tur av en serie viklinger som, når de er i bevegelse, gir opphav til et variabelt magnetfelt..
Sistnevnte induserer en elektromotorisk kraft i generatorstatoren, som er koblet til et system som gjør at energien som genereres under prosessen kan transporteres online.
Gjennom de to eksemplene som er beskrevet ovenfor, er det mulig å oppdage hvordan elektromagnetisk induksjon er en del av våre liv i elementære anvendelser av hverdagen..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.