Induksi elektromagnet

Induksi elektromagnetik adalah proses di mana tenaga medan elektromagnet dipindahkan ke badan yang terdedah pada jejarinya. Contohnya, apa yang berlaku dengan magnet

Apakah induksi elektromagnetik?

The Induksi elektromagnet Ia terdiri daripada kemunculan arus elektrik dalam pemandu tertutup, terima kasih kepada pergerakan relatif antara pemandu tersebut dan sumber medan magnet, seperti magnet.

Dengan sendirinya, berehat, magnet tidak akan menghasilkan arus di litar berdekatan. Walau bagaimanapun, jika magnet atau litar bergerak, adalah mungkin untuk mengesan arus atau voltan melalui galvanometer.

Perkara penting untuk mencipta arus, yang dipanggil arus yang disebabkan, Adakah terdapat medan magnet yang alirannya berubah dalam masa, di ruang atau kedua -duanya.

Medan magnet dihasilkan oleh magnet kekal, tetapi juga muncul dalam pemandu di mana beredar semasa, kerana magnet selalu dikaitkan dengan beban bergerak.

Penemuan Induksi Elektromagnetik

Penemuan induksi elektromagnetik adalah disebabkan oleh ahli fizik Inggeris Michael Faraday (1791-1867), penguji yang mahir dari asalnya.

Faraday tertanya -tanya apakah mungkin untuk mendapatkan elektrik dari magnet; Sudah menjadi ahli fizik Denmark, pada tahun 1812, telah menemui kemagnetan dari arus dengan arus.

Sesungguhnya, Hans Oersted (1777-1851) mengamati bahawa arus elektrik mampu mengalihkan kompas, seperti magnet. Berminat dengan penemuan ini, Faraday mula bereksperimen pada tahun 1825, menghubungkan gegelung bateri dan cuba mengesan arus elektrik.

Tetapi arus hanya disebabkan jika terdapat perubahan dalam aliran medan magnet, dan Faraday tidak melihat bahawa jarum galvanometer bergerak, kecuali sedikit pada permulaan eksperimen, apabila ia menghubungkan bateri ke litar, atau Akhirnya, apabila ia terputus.

Boleh melayani anda: aliran medan elektrik

Hanya dengan itu saya melihat bahawa jarum menyimpang sedikit, dalam satu arah ketika beralih.

Kemudian dia menyedari bahawa magnet menghasilkan arus elektrik hanya jika fluks magnet melalui litar berubah. Jika tidak, tidak ada arus yang muncul.

Seorang lagi penguji hebat, ahli fizik Heinrich Lenz (1804-1865), diperhatikan, secara bebas, bahawa arus yang diinduksi, atau voltan jika disukai, selalu menentang perubahan yang menghasilkannya.

Oleh itu, undang -undang induksi elektromagnet dikenali sebagai nama Undang-undang Faraday-Lenz.

Aliran medan magnet

Kemunculan arus yang diinduksi bergantung kepada variasi aliran medan magnet. Secara semulajadi, medan yang berubah dari masa ke masa, semestinya menghasilkan aliran berubah -ubah, jadi Faraday mengamati penampilan arus teraruh apabila disambungkan atau terputus bateri.

Walau bagaimanapun, medan magnet seragam juga boleh menjana arus yang diinduksi jika litar bergerak berkenaan dengannya, sedemikian rupa sehingga jumlah garis medan yang melalui ia meningkat atau berkurangan.

Cara lain untuk mengubah aliran medan berbeza -beza kawasan yang terdedah di litar. Jika ia meningkat, begitu pula aliran, dan jika ia berkurangan, aliran akan berkurang pula. Dalam contoh yang diterangkan kemudian terdapat lebih banyak maklumat.

Aplikasi induksi magnet

Penemuan Faraday dan saintis lain membawa kepada kemajuan besar dalam teknologi dari abad ke -19.

Dengan cara ini, undang -undang induksi elektromagnet, bahkan tidak disedari oleh hampir selalu, hadir dalam banyak aplikasi dan peranti untuk kegunaan harian: tenaga yang mencapai pukulan domestik, telefon, peralatan perubatan, di dalam kereta, mikrofon tanpa wayar, ketuhar tanpa wayar dan ketuhar tanpa wayar dan ketuhar dan ketuhar tanpa wayar dan dapur dan banyak lagi.

Boleh melayani anda: lengan tuil

Berikut adalah tiga aplikasi induksi yang menarik:

Penjana elektrik

Ini adalah salah satu aplikasi yang paling penting: peranti yang mampu mengubah tenaga mekanikal menjadi tenaga elektrik. Idea asas penjana adalah meletakkan gegelung dawai (atau lebih baik, gegelung n) untuk memasuki medan magnet.

Dengan cara ini aliran medan berbeza secara berterusan di dalam gegelung, menghasilkan arus terinduksi yang dapat dikumpulkan untuk menyalakan mentol, antara lain.

Lampu suluh Dinamo

Lampu suluh dinamo tidak memerlukan bateri atau kabel untuk berfungsi, kerana ia boleh dicas semula secara manual. Tidak seperti lampu suluh biasa, di dalamnya terdapat magnet yang mampu bergerak melalui gelung, melancarkan induksi elektromagnetik.

Lampu suluh dinamo. Sumber: Wikimedia Commons

Apabila mengaduk lampu suluh, perubahan magnet magnet yang berubah dan menginduksi arus berselang (osilatory) dalam gelung. Arus diperbetulkan dengan litar penerus yang sangat mudah (membetulkan cara semasa menghalangnya daripada berubah arah).

Selepas ini, arus terus memuat kapasitor atau kapasitor, dan apabila lampu suluh ditutup litar lain supaya kapasitor dimuat turun. Litar ini mengandungi diod LED penggunaan yang sangat rendah, yang menghidupkan cahaya.

Sistem Keselamatan Lapangan Terbang

Di lapangan terbang, penumpang lulus di bawah arka yang berfungsi sebagai pengesan logam. Sistem kemudian diaktifkan yang menghantar arus ke gegelung yang berganti dengan cepat, menghasilkan di sekitar orang medan magnet yang alirannya berubah.

Sekiranya orang itu tidak membawa objek logam, tiada arus teraruh dicatatkan, tetapi sebaliknya arus terinduksi dibuat yang mengaktifkan penggera.

Contoh induksi elektromagnet

1. Gegelung yang diekstrak dari medan magnet seragam

Katakan medan magnet seragam yang pergi dari kiri ke kanan. Mengekstrak gegelung dari rantau medan, arus diinduksi di dalamnya, kerana fluks magnet menurun.

Ia boleh melayani anda: Kejatuhan Percuma: Konsep, Persamaan, Latihan yang Diselesaikan

Arus yang diinduksi berhenti sebaik sahaja gegelung meninggalkan sepenuhnya dari medan, dan kembali jika gegelung masuk lagi, membatalkan apabila gegelung itu benar -benar direndam.

2. Dalam magnet gerakan

Sekiranya anda mempunyai gegelung berehat, tetapi magnet bergerak melaluinya, arus dalam gegelung juga disebabkan.

3. Penjana gelongsor

Anda mempunyai medan magnet seragam, dan litar yang terdiri daripada riel berbentuk U dan bar logam di hujung yang lain, untuk menutupnya. Bidang ini berserenjang dengan kawasan yang dikunci oleh litar.

Meluncur bar untuk meningkatkan kawasan yang terdedah kepada medan, arus diinduksi yang beredar di sepanjang rel dan bar. Perkara yang sama berlaku jika bar tergelincir untuk mengurangkan kawasan tersebut.

4. Gegelung putaran dalam medan magnet seragam

Sekiranya gegelung patah di tengah -tengah medan magnet seragam, vektor biasa ke pesawatnya terus mengubah sudut yang terbentuk dengan medan. Dalam kes ini, fluks magnet yang melintasi sira adalah maksimum dan menyebabkan berturut -turut, dengan itu menghasilkan arus bergantian.

5. Medan magnet yang berubah -ubah tepat pada waktunya

Medan magnet sentiasa boleh disimpan tegak lurus ke satah gelung, dan tidak ada yang berlaku.

Tetapi jika intensitinya meningkat atau berkurangan dari masa ke masa, walaupun gelung itu berehat, aliran magnet juga akan berbuat demikian, dan oleh itu arus yang diinduksi akan muncul.

Rujukan

1. Bauer, w. (2011). Fizik untuk Kejuruteraan dan Sains. Jilid 2. MC Graw Hill.
2. GiMbattista, a. (2010). Fizik. 2. Ed. McGraw Hill.
3. Giancoli, d. (2006). Fizik: Prinsip dengan aplikasi. 6th. Ed Prentice Hall.
4.  Katz, d. (2013). Fizik untuk saintis dan jurutera. Asas dan sambungan. Pembelajaran Cengage.
5. Hewitt, ms. (2012). Sains Fizikal Konsep. 5th. Ed. Pearson.