Znanstvenik Michael Faraday je bil odkrit in objavil Electromagnetic indukcija leta 1831. Leta 1832 je bil neodvisno odkrit ameriški znanstvenik Joseph Henry. Osnovni koncept elektromagnetne indukcije je vzet iz ideje o silah. Čeprav so znanstveniki v času odkrivanja njegove ideje preprosto zavrgli, ker niso bile ustvarjene matematično. James Clerk Maxwell je Faradayeve ideje uporabil kot osnovo svoje kvantitativne elektromagnetne teorije. Leta 1834 je Heinrich Lenz izumil zakon, ki pojasnjuje pretok skozi celotno vezje. Inducirano smer ef je mogoče sprejeti iz Lenzovega zakona in trenutne rezultate iz elektromagnetne indukcije.
Kaj je elektromagnetna indukcija?
Definicija elektromagnetne indukcije je ustvarjanje napetosti ali elektromotorne sile za voznika znotraj spremenljivega magnetnega polja. Michael Faraday je na splošno prepoznan z inovacijo indukcije leta 1831. James Clerk Maxwell je to znanstveno opisal med Faradayevim zakonom indukcije. Smer induciranega polja lahko odkrijemo po Lenzovem zakonu. Nato je Faradayev zakon posplošil enačbo Maxwella-Faradaya. Uporaba elektromagnetne indukcije vključuje električne komponente kot transformatorji, induktorji , kot tudi naprave, kot so generatorji in motorji .
Faradayev indukcijski zakon in Lenzov zakon
Faradayev zakon indukcije uporablja ΦB-magnetni tok skozi vesoljsko območje, obdano z žično zanko. Tu lahko tok opišemo s površinskim integralom.
magnetni tok
Kjer je „dA“ površinski element
Oznaka „Σ“ je zaprta z žično zanko
„B“ je magnetno polje.
„B • dA“ je pikčast izdelek, ki komunicira s količino magnetnega pretoka.
Magnetni tok skozi žično zanko je lahko sorazmeren št. magnetnih tokov, ki presegajo celotno zanko.
Kadar koli se tok med površino spremeni, Faradayev zakon določa, da žična zanka pridobi EMF (elektromotorna sila). Najpogostejši zakon določa, da je inducirani EMF znotraj katerega koli zaprtega kroga lahko enakovreden hitrosti spremembe magnetnega pretoka, ki ga vključuje vezje.
Kjer je 'ε' EMR, 'ΦB' pa magnetni tok. Smer elektromotorne sile lahko poda Lenzov zakon in ta zakon določa, da inducirani tok, ki bo tekel na način, ki se bo upiral pretvorbi, ki ga je ustvarila. To je zaradi negativnega signala v prejšnji enačbi.
Da bi povečali nastalo elektromagnetno silo, je običajen pristop razviti pretočno povezavo z izdelavo tesno navite zanke iz žice, zbrane z N enakimi zvitki, od katerih ima vsak podoben magnetni tok. Potem bo dobljeni EMF N-krat večji od 1-žice.
ε = -N δΦB / ∂t
EMF lahko ustvarimo z odstopanjem magnetnega pretoka po celotni površini žične zanke, ki ga lahko dobimo na številne načine.
- Magnetno polje (B) se spremeni
- Zanka žice se lahko popači in spremeni se površina (Σ).
- Smer površine (dA) se spremeni in katera koli zgornja kombinacija
Lenzov zakon Elektromagnetna indukcija
Lenzov zakon o elektromagnetni indukciji pravi, da kadar koli elektromagnetna sila nastane s prilagajanjem magnetnega pretoka na podlagi Faradayevega zakona, potem inducirana polarnost EMS ustvari tok in magnetno polje se upira spremembi, ki jo generira.
ε = -N δΦB / ∂t
V zgornji enačbi elektromagnetne indukcije negativni signal kaže, da ima inducirana emf, kot tudi, da ima spremenjeni magnetni tok (δΦB) povratne signale.
Kje,
Ε je inducirana emf
δΦB je spremenjen v magnetnem toku
N je št. zasukov znotraj tuljave
Maxwell-Faradayeva enačba
Na splošno lahko razmerje med elektromagnetno silo, ki je znana kot ε v žični zanki okoli površine, kot je Σ, in električnim poljem (E) v žici dajemo z
električno polje v maksvelu
V zgornji enačbi je 'dℓ' element krivulje površine, ki je znan kot 'Σ', in to združuje z definicijo toka.
Integralno obliko Maxwell-Faradayeve enačbe lahko zapišemo kot
magnetni tok
Zgornja enačba je ena izmed Maxwellove enačbe iz štirih enačb in ima zato pomembno vlogo v klasični teoriji elektromagnetizma.
integral-oblika-maxwellove-enačbe po Faradayu
Faradayev zakon in relativnost
Faradayev zakon navaja dve različni dejstvi. Ena je elektromagnetna sila, ki jo lahko generiramo z magnetno silo na gibljivo žico, pa tudi EMF transformatorja EMF lahko zaradi spremembe magnetnega polja ustvarimo z električno silo.
Leta 1861 je James Clerk Maxwell opozoril na ločeno fizično opazno dejstvo. To lahko štejemo za ekskluziven primer v fizikalnih konceptih povsod, kjer je postavljen takšen temeljni zakon, da razjasnimo dve tako različni dejstvi.
Alberta Einsteina so opazili, da sta oba pogoja sporočala primerjalno gibanje med magnetom in dirigentom, rezultat pa je bil nespremenjen s potovanjem. To je bil eden glavnih pasov, zaradi katerega je razširil določeno relativnost.
Poskus elektromagnetne indukcije
Vemo, da lahko elektriko prenaša tok elektronov, sicer tok. Ena glavnih in zelo uporabnih lastnosti toka je ta, da ustvari lastno magnetno polje, ki se uporablja v več vrstah motorjev in naprav. Tu bomo dali idejo o tem konceptu z razlago poskusa elektromagnetne indukcije.
elektromagnetno-indukcijski eksperiment
Zahtevani materiali tega poskusa vključujejo predvsem tanko bakreno žico, 12V baterijo za luč, dolg kovinski žebelj, 9V baterijo, preklopno stikalo, rezalnike žic, električni trak in sponke za papir.
- Povezave in deluje
- Vzemite veliko žico in priključite na pozitivni o / p preklopnega stikala.
- Žico obrnite najmanj 50-krat okoli kovinskega žeblja, da naredite magnet.
- Ko je zvijanje žice končano, priključite žico na negativni priključek akumulatorja.
- Vzemite kos žice in ga povežite s pozitivnim priključkom akumulatorja in negativnim priključkom preklopnega stikala.
- Aktivirajte stikalo.
- Namestite sponke blizu kovinskega žeblja.
Pretok toka znotraj vezje bo naredil kovinski žebelj magnetnim, pa tudi magnetizem sponk. Tu bo 12V baterija ustvarila močnejši magnet v primerjavi z 9V baterijo.
Aplikacije
Načela elektromagnetne indukcije se lahko uporabljajo v številnih napravah in sistemih. Nekateri primeri elektromagnetne indukcije vključujejo naslednje.
- Transformatorji
- Indukcijski motorji
- Električni generatorji
- Elektromagnetno oblikovanje
- Merilniki učinka Hall
- Trenutna objemka
- Indukcijsko kuhanje
- Magnetni merilniki pretoka
- Grafična tablica
- Indukcijsko varjenje
- Induktivno polnjenje
- Induktorji
- Svetilka, ki se napaja mehansko
- Rowlandov obroč
- Prevzemi
- Transkranialna magnetna stimulacija
- Brezžični prenos energije
- Indukcijsko tesnjenje
Tu gre torej za to Elektromagnetna indukcija . To je metoda, pri kateri se vodnik nahaja znotraj spremenljivega magnetnega polja, kar bo povzročilo izum napetosti na vodniku. To bo povzročilo električni tok. Načelo elektromagnetne indukcije se lahko uporablja v različnih aplikacijah, kot so transformatorji, induktorji itd. To je temelj vseh vrst elektromotorjev in generatorjev, ki se lahko uporabljajo za proizvodnjo električne energije iz gibanja električne energije. Tukaj je vprašanje za vas, kdo je odkril elektromagnetno indukcijo?
