The elektromagnetická indukce Je definována jako indukce elektromotorické síly (napětí) v blízkém médiu nebo těle v důsledku přítomnosti proměnného magnetického pole. Tento jev objevil britský fyzik a chemik Michael Faraday v průběhu roku 1831 prostřednictvím Faradayova zákona elektromagnetické indukce..
Faraday provedl experimentální testy s permanentním magnetem obklopeným cívkou drátu a sledoval indukci napětí na uvedené cívce a cirkulaci proudu pod ním.
Tento zákon stanoví, že indukované napětí v uzavřené smyčce je přímo úměrné rychlosti změny magnetického toku při jeho průchodu povrchem s ohledem na čas. Je tedy možné vyvolat přítomnost rozdílu napětí (napětí) na sousedním těle vlivem proměnných magnetických polí..
Toto indukované napětí zase vede k cirkulaci proudu odpovídajícího indukovanému napětí a impedanci předmětu analýzy. Tento jev představuje princip působení energetických systémů a zařízení každodenního použití, jako jsou: motory, generátory a elektrické transformátory, indukční pece, induktory, baterie atd..
Rejstřík článků
Elektromagnetická indukce pozorovaná Faradayem byla sdílena se světem vědy prostřednictvím matematického modelování, které umožňuje replikovat tento typ jevu a předvídat jeho chování..
Pro výpočet elektrických parametrů (napětí, proud) spojených s fenoménem elektromagnetické indukce je nejprve nutné definovat, jaká je hodnota magnetické indukce, v současné době známé jako magnetické pole..
Abychom věděli, jaký je magnetický tok, který prochází určitým povrchem, je třeba vypočítat produkt magnetické indukce uvedenou oblastí. A) Ano:
Kde:
Φ: Magnetický tok [Wb]
B: Magnetická indukce [T]
S: Povrch [mdva]
Faradayův zákon naznačuje, že elektromotorická síla indukovaná na sousední tělesa je dána rychlostí změny magnetického toku vzhledem k času, jak je podrobně uvedeno níže:
Kde:
ε: Elektromotorická síla [V]
Nahrazením hodnoty magnetického toku v předchozím výrazu máme následující:
Pokud se na obě strany rovnice použijí integrály, aby se ohraničila konečná trajektorie pro oblast spojenou s magnetickým tokem, získá se přesnější aproximace požadovaného výpočtu..
Dále je tímto způsobem omezen výpočet elektromotorické síly v uzavřeném obvodu. Při aplikaci integrace na obě strany rovnice se tedy získá, že:
Magnetická indukce se měří v mezinárodním systému jednotek (SI) v Teslase. Tato měrná jednotka je reprezentována písmenem T a odpovídá množině následujících základních jednotek.
Jedna tesla je ekvivalentní uniformní magnetické indukci, která produkuje magnetický tok 1 weber na ploše jednoho metru čtverečního..
Podle Cegesimal System of Units (CGS) je jednotkou měření magnetické indukce gauss. Vztah ekvivalence mezi oběma jednotkami je následující:
1 tesla = 10 000 gaussů
Jednotka pro měření magnetické indukce je pojmenována podle srbsko-chorvatského inženýra, fyzika a vynálezce Nikoly Tesly. Takto byl pojmenován v polovině 60. let..
Nazývá se indukce, protože neexistuje žádné fyzické spojení mezi primárním a sekundárním prvkem; v důsledku toho se vše děje prostřednictvím nepřímých a nehmotných spojení.
Fenomén elektromagnetické indukce nastává vzhledem k interakci siločar sil proměnného magnetického pole na volné elektrony blízkého vodivého prvku.
Za tímto účelem musí být předmět nebo médium, na kterém dochází k indukci, uspořádáno kolmo k silovým čarám magnetického pole. Tímto způsobem je síla vyvíjená na volné elektrony větší a v důsledku toho je elektromagnetická indukce mnohem silnější..
Směr oběhu indukovaného proudu je zase dán směrem daným siločarami proměnného magnetického pole.
Na druhou stranu existují tři metody, kterými lze měnit tok magnetického pole tak, aby indukoval elektromotorickou sílu na blízké tělo nebo předmět:
1- Modifikujte modul magnetického pole změnami intenzity toku.
2- Změňte úhel mezi magnetickým polem a povrchem.
3- Upravte velikost inherentního povrchu.
Poté, jakmile bylo magnetické pole změněno, je v sousedním objektu indukována elektromotorická síla, která v závislosti na odporu vůči proudové cirkulaci, kterou má (impedance), vytvoří indukovaný proud.
V tomto pořadí myšlenek bude podíl uvedeného indukovaného proudu větší nebo menší než primární proud, v závislosti na fyzické konfiguraci systému..
Principem elektromagnetické indukce je provozní základ transformátorů elektrického napětí.
Transformační poměr napěťového transformátoru (krok dolů nebo krok nahoru) je dán počtem vinutí, která má každé vinutí transformátoru.
V závislosti na počtu cívek tedy může být napětí v sekundárním obvodu vyšší (zesilovací transformátor) nebo nižší (zesilovací transformátor) v závislosti na aplikaci v propojeném elektrickém systému..
Podobně turbíny vyrábějící elektřinu ve vodních centrech fungují také díky elektromagnetické indukci..
V tomto případě lopatky turbíny mobilizují osu otáčení, která je umístěna mezi turbínou a generátorem. To se pak promítne do mobilizace rotoru.
Rotor je zase tvořen řadou vinutí, která, když jsou v pohybu, vyvolávají proměnlivé magnetické pole..
Ten indukuje elektromotorickou sílu ve statoru generátoru, který je připojen k systému, který umožňuje online přenos energie generované během procesu.
Prostřednictvím dvou výše uvedených příkladů je možné zjistit, jak je elektromagnetická indukce součástí našeho života v elementárních aplikacích každodenního života..
Zatím žádné komentáře