Elektromagnetisk induktion

Elektromagnetisk induktion är processen genom vilken energin i ett elektromagnetiskt fält överförs till en kropp som exponeras på dess radie. Till exempel, vad händer med magneten

Vad är elektromagnetisk induktion?

De Elektromagnetisk induktion Den består av utseendet på en elektrisk ström i en stängd förare, tack vare den relativa rörelsen mellan nämnda förare och en magnetfältkälla, till exempel en magnet.

Av sig själv, i vila, kommer en magnet inte att producera någon ström i en närliggande krets. Men om magneten eller kretsen rör sig är det möjligt att upptäcka strömmen eller spänningen genom en galvanometer.

Det viktiga att skapa den nuvarande, kallad inducerad ström, är att det finns ett magnetfält vars flöde är varierande i tid, i rymden eller båda.

Magnetfält produceras av permanenta magneter, men visas också i förare genom vilka en aktuell cirkulerar, eftersom magnetism alltid är associerad med rörliga belastningar.

Elektromagnetisk induktionsupptäckt

Upptäckten av elektromagnetisk induktion beror på den engelska fysikern Michael Faraday (1791-1867), en skicklig experimenter av blygsamt ursprung.

Faraday undrade om det skulle vara möjligt att få el från magnetism; Redan en dansk fysiker 1812 hade hittat magnetism från en ström med nuvarande.

Hans Oersted (1777-1851) konstaterade faktiskt att den elektriska strömmen kan avleda en kompass, precis som magneter. Intresserad av denna upptäckt började Faraday experimentera 1825, ansluta batterier och försöka upptäcka en elektrisk ström.

Men strömmen induceras endast om det finns förändringar i flödet av magnetfältet, och Faraday såg inte att galvanometernålen rörde sig, utom lite i början av experimentet, när det anslutit batteriet till kretsen, eller I slutändan, när den kopplades bort.

Kan tjäna dig: elektriskt fältflöde

Först då observerade jag att nålen avviker något, i en riktning när jag svängde.

Då insåg han att magnetism producerar elektrisk ström endast om magnetflödet genom kretsen förändras. Annars visas ingen ström.

En annan stor experimenterare, fysikern Heinrich Lenz (1804-1865), observerade, oberoende, att den inducerade strömmen eller spänningen om den föredras alltid motsätter sig förändringen som producerar den.

Därför är den elektromagnetiska induktionslagen känd som namnet på Faraday-Lenz Law.

Magnetfältflödet

Utseendet på den inducerade strömmen beror på variationen i magnetfältets flöde. Naturligtvis, ett fält som förändrats över tid, producerar nödvändigtvis ett variabelt flöde, så Faraday observerade utseendet på inducerad ström när det var anslutet eller kopplat bort batteriet.

Emellertid kan ett enhetligt magnetfält också generera en inducerad ström om kretsen rör sig med avseende på den, på ett sådant sätt att mängden fältlinjer som går igenom det ökar eller minskar.

Ett annat sätt att ändra fältflödet varierar det exponerade området på kretsen. Om det ökar, så gör flödet också, och om det minskar kommer flödet att minska i sin tur. I exemplen som beskrivs senare finns det fler detaljer.

Magnetiska induktionsapplikationer

Upptäckterna från Faraday och andra forskare ledde till stora tekniska framsteg från 1800 -talet.

På detta sätt finns den elektromagnetiska induktionslagen, till och med obemärkt av nästan alltid, i många applikationer och enheter för daglig användning: energin som når det inhemska skottet, telefonerna, medicinsk utrustning, inuti bilen, trådlösa mikrofoner, trådlösa ugnar och kök och mer.

Kan servera dig: spakarm

Nedan följer tre intressanta induktionsapplikationer:

Elgeneratorn

Detta är en av de viktigaste applikationerna: en enhet som kan omvandla mekanisk energi till elektrisk energi. Generatorns grundläggande idé är att sätta en trådspole (eller bättre, n spolar) för att vända inuti ett magnetfält.

På detta sätt varierar fältflödet kontinuerligt i spolen och producerar en inducerad ström som kan samlas in för att tända en glödlampa, bland annat.

Dinamo ficklampa

En dinamo -ficklampa behöver inte batterier eller kablar för att fungera, eftersom det är manuellt laddningsbart. Till skillnad från en vanlig ficklampa, finns det en magnet som kan röra sig genom en slinga som lanserar elektromagnetisk induktion.

En dinamo ficklampa. Källa: Wikimedia Commons

Vid omrörning av ficklampan, det förändrade magnetflödet i magneten som kommer och inducerar en växlande (oscillerande) ström i en slinga. Strömmen korrigeras med en mycket enkel likriktningskrets (korrigering av de nuvarande medel som förhindrar den från att ändra riktning).

Efter detta fortsätter strömmen att ladda en kondensator eller kondensator, och när ficklampan är stängd en annan krets så att kondensatorn laddas ner. Denna krets innehåller en mycket låg konsumtionsleddiod, som tänder på att producera ljuset.

Flygsäkerhetssystem

På flygplatser passerar passagerare under en båge som fungerar som en metalldetektor. Ett system aktiveras sedan som skickar strömmar till en spole som växlar snabbt och producerar runt personen ett magnetfält vars flöde är varierande.

Om personen inte bär metallobjekt registreras ingen inducerad ström, men annars skapas en inducerad ström som aktiverar ett larm.

Elektromagnetiska induktionsexempel

1. Spole extraherad från ett enhetligt magnetfält

Anta ett enhetligt magnetfält som går från vänster till höger. Extrahera spolen från fältregionen induceras en ström i den, eftersom magnetflödet minskar.

Det kan tjäna dig: Free Fall: Concept, Ekvationer, Löst övningar

Den inducerade strömmen upphör så snart spolen lämnar helt från fältet och återgår om spolen kommer in igen och avbryter när spolen är helt nedsänkt.

2. I rörelsemagnet

Om du har en vilspole, men en magnet rör sig genom den, induceras också en ström i spolen.

3. Glidgenerator

Du har ett enhetligt magnetfält och en krets som består av en U -formad Riel och en metallstång i andra änden för att stänga den. Fältet är vinkelrätt mot det område som är låst av kretsen.

Skjutbar stången för att öka området som utsätts för fältet, en ström induceras som cirkulerar längs skenan och baren. Detsamma händer om baren glider för att minska området.

4. Rotationspole inom ett enhetligt magnetfält

Om en trasig spole mitt i ett enhetligt magnetfält ändrar den normala vektorn till dess plan kontinuerligt vinkeln som bildas med fältet. I detta fall är det magnetiska flödet som korsar spira maximalt och orsakar successivt, vilket genererar en växlande ström.

5. Ett variabelt magnetfält i tid

Ett magnetfält kan alltid hållas vinkelrätt mot en slingans plan, och ingenting händer.

Men om dess intensitet ökar eller minskar med tiden, även om slingan är i vila, kommer magnetflödet också att göra det, och därför kommer en inducerad ström att visas.

Referenser

1. Bauer, w. (2011). Fysik för teknik och vetenskap. Volym 2. MC Graw Hill.
2. Giambattista, a. (2010). Fysik. 2: a. Ed. McGraw Hill.
3. Giancoli, D. (2006). Fysik: Principer med applikationer. Sjätte. Ed Prentice Hall.
4.  Katz, D. (2013). Fysik för forskare och ingenjörer. Stiftelser och anslutningar. Cengage Learning.
5. Hewitt, s. (2012). Konceptuell fysisk vetenskap. Femte. Ed. Pearson.