Електромагнитна индукционна формула и единици, как работи и примери



на електромагнитна индукция то се определя като индукция на електродвижеща сила (напрежение) в близката среда или тяло поради наличието на променливо магнитно поле. Този феномен е открит от британския физик и химик Майкъл Фарадей през 1831 г. по закона на Фарадей за електромагнитна индукция.

Фарадей извършва експериментални тестове с постоянен магнит, заобиколен от намотка от проводник и наблюдава индукцията на напрежение на споменатата бобина и циркулацията на основния ток.

Този закон показва, че напрежението, индуцирано в затворен контур, е право пропорционално на скоростта на промяна на магнитния поток при пресичане на повърхността, по отношение на времето. По този начин е възможно да се предизвика наличие на разлика в напрежението (напрежение) на съседно тяло поради влиянието на променливите магнитни полета.

От своя страна това индуцирано напрежение води до циркулация на ток, съответстващ на индуцираното напрежение и импеданса на обекта на анализ. Това явление е принципът на действие на силовите системи и устройствата за ежедневна употреба, като: двигатели, генератори и електрически трансформатори, индукционни пещи, дросели, батерии и др..

индекс

  • 1 Формула и единици
    • 1.1 Формула
    • 1.2 Единица за измерване
  • 2 Как работи?
  • 3 Примери
  • 4 Препратки

Формула и единици

Електромагнитната индукция, наблюдавана от Фарадей, беше споделена със света на науката чрез математическо моделиране, което позволява да се възпроизведе този тип явления и да се предскаже тяхното поведение..

формула

За да изчислим електрическите параметри (напрежение, ток), свързани с явлението електромагнитна индукция, първо трябва да определим каква е стойността на магнитната индукция, известна като магнитно поле.

За да се знае какъв е магнитният поток, който пресича определена повърхност, тогава продуктът на магнитната индукция трябва да се изчисли от споменатата област. по следния начин:

когато:

Φ: Магнитен поток [Wb]

Б: Магнитна индукция [T]

S: Повърхност [m2]

Законът на Фарадей показва, че индуцираната от околните тела електродвижеща сила се определя от скоростта на промяна на магнитния поток по отношение на времето, както е описано по-долу:

когато:

ε: Електромоторна сила [V]

При замяна на стойността на магнитния поток в предишния израз имаме следното:

Ако интеграли са приложени към двете страни на уравнението, за да се ограничи крайната траектория за областта, свързана с магнитния поток, се получава по-точно приближение на изискваното изчисление..

В допълнение, изчислението на електродвижещата сила в затворена верига също е ограничено по този начин. Така, когато се прилага интеграция в двата члена на уравнението, се получава, че:

Единица за измерване

Магнитната индукция се измерва в Международната система от единици (SI) в Теслас. Тази единица за измерване е представена от буквата T и съответства на множеството от следните основни единици.

Тесла е еквивалентна на магнитна индукция с единен характер, която произвежда магнитен поток от 1 weber на повърхност от един квадратен метър..

Според Системата от единици (CGS) единицата за измерване на магнитна индукция е гаус. Съотношението на еквивалентност между двете единици е следното:

1 тесла = 10 000 гауса

Единицата за измерване на магнитната индукция дължи името си на инженер, физик и изобретател сърбохърватски Никола Тесла. Така е наречена така в средата на 1960 година.

Как работи?

Тя се нарича индукция, защото няма физическа връзка между първичните и вторичните елементи; следователно всичко става чрез непреки и нематериални връзки.

Явлението електромагнитна индукция възниква при взаимодействието на силовите линии на променливото магнитно поле върху свободните електрони на близкия проводим елемент.

За тази цел, обектът или средствата, на които се осъществява индукцията, трябва да бъдат разположени перпендикулярно по отношение на силовите линии на магнитното поле. По този начин силата, упражнявана върху свободните електрони, е по-голяма и следователно електромагнитната индукция е много по-силна..

На свой ред посоката на циркулация на индуцирания ток се определя от посоката, определена от силовите линии на променливото магнитно поле.

От друга страна, има три метода, чрез които потокът на магнитното поле може да се променя, за да предизвика електромоторна сила върху тялото или близкия обект:

1- Модифицирайте модула на магнитното поле чрез промени в интензитета на потока.

2- Промяна на ъгъла между магнитното поле и повърхността.

3- Промяна на размера на присъщата повърхност.

След това, след като магнитното поле е модифицирано, в съседния обект се предизвиква електромоторна сила, която, в зависимост от съпротивлението на токовия поток, който притежава (импеданс), ще предизвика индуциран ток..

В този ред на идеите делът на този индуциран ток ще бъде по-голям или по-малък от основния, в зависимост от физическата конфигурация на системата.

Примери

Принципът на електромагнитната индукция е в основата на работата на трансформаторите на електрическо напрежение.

Коефициентът на трансформация на трансформатор на напрежение (редуктор или асансьор) се определя от броя на намотките, които всяка намотка на трансформатора има.

Така, в зависимост от броя на намотките, напрежението във вторичното може да бъде по-високо (увеличаващ се трансформатор) или по-ниско (понижаващ трансформатор), в зависимост от приложението в взаимно свързаната електрическа система..

По подобен начин турбините, генериращи електроенергия в хидроелектрическите центрове, също работят благодарение на електромагнитната индукция.

В този случай лопатките на турбината движат оста на въртене, която е разположена между турбината и генератора. След това това води до мобилизиране на ротора.

На свой ред роторът е съставен от серия от намотки, които, когато са в движение, водят до променливо магнитно поле.

Последното предизвиква електрозадвижване в статора на генератора, който е свързан към система, която позволява енергията, генерирана по време на процеса, да бъде транспортирана онлайн..

Чрез двата примера по-горе е възможно да се открие как електромагнитната индукция е част от нашия живот в елементарните приложения на ежедневието.

препратки

  1. Електромагнитна индукция (s.f.). Изтеглено от: electronics-tutorials.ws
  2. Електромагнитна индукция (s.f.). Получено от: nde-ed.org
  3. Днес в историята 29 август 1831: Открита е електромагнитна индукция. Получено от: mx.tuhistory.com
  4. Martín, T., и Serrano, A. (s.f.). Магнитна индукция Политехнически университет в Мадрид. Мадрид, Испания Изтеглено от: montes.upm.es
  5. Sancler, V. (s.f.). Електромагнитна индукция Изтеглено от: euston96.com
  6. Уикипедия, Свободната енциклопедия (2018). Тесла (единица). Изтеглено от: en.wikipedia.org