Zinātnieks Maikls Faradejs tika atklāts un publicēja elektromagnētisko indukcija gadā 1831. 1832. gadā neatkarīgi tika atklāts amerikāņu zinātnieks Džozefs Henrijs. Elektromagnētiskās indukcijas pamatjēdziens ir ņemts no spēka līniju idejas. Lai gan atklāšanas laikā zinātnieki vienkārši atmeta viņa idejas, jo tās netika radītas matemātiski. Džeimss Klerks Maksvels ir izmantojis Faradeja idejas kā savas kvantitatīvās elektromagnētiskās teorijas pamatu. 1834. gadā Heinrihs Lencs ir izgudrojis likumu, lai izskaidrotu plūsmu visā ķēdē. Inducēto e.m.f virzienu var saņemt no Lenca likuma un pašreizējos elektromagnētiskās indukcijas rezultātus.
Kas ir elektromagnētiskā indukcija?
Elektromagnētiskās indukcijas definīcija ir sprieguma vai elektromotora spēka radīšana pāri vadītājam mainīgā magnētiskā lauka robežās. Parasti Maikls Faradejs tiek atzīts ar indukcijas jauninājumu 1831. gadā. Džeimss Klerks Maksvels to ir zinātniski aprakstījis, kamēr Faradejas indukcijas likums. Inducēto lauka virzienu var atklāt, izmantojot Lenca likumu. Pēc tam Faradeja likums tika vispārināts Maksvela-Faradeja vienādojums. Elektromagnētiskās indukcijas pielietojums ietver elektriskās sastāvdaļas piemēram, transformatori, induktori , kā arī tādas ierīces kā ģeneratori un motori .
Faradeja Indukcijas likums un Lenca likums
Faradeja indukcijas likums izmanto ΦB-magnētisko plūsmu visā kosmosa zonā, ko ieskauj vadu cilpa. Šeit plūsmu var raksturot ar virsmas integrālu.
magnētiskā plūsma
Kur ‘dA’ ir virsmas elements
‘Σ’ ir noslēgts ar stieples cilpu
‘B’ ir magnētiskais lauks.
‘B • dA’ ir punktveida produkts, kas sazinās ar magnētiskās plūsmas daudzumu.
Magnētiskā plūsma visā stieples cilpā var būt proporcionāla nē. no magnētiskās plūsmas līnijām, kas pārsniedz visu cilpu.
Ikreiz, kad mainās plūsma virsmas laikā, Faradeja likums nosaka, ka stieples cilpa iegūst EMF (elektromotora spēku). Visizplatītākais likums nosaka, ka inducētais EML jebkurā slēgtā kontūrā var būt līdzvērtīgs ķēdes iekļautās magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumam.
Kur ‘ε’ ir EML, un ‘ΦB’ ir magnētiskā plūsma. Elektromotora spēka virzienu var noteikt ar Lenca likumu, un šis likums nosaka, ka inducētā strāva, kas plūst tādā veidā, kas pretosies transformācijai, kas to radīja. Tas ir saistīts ar negatīvo signālu iepriekšējā vienādojumā.
Lai paaugstinātu radīto elektromagnētisko spēku, parastā pieeja ir attīstīt plūsmas savienojumu, izveidojot cieši savītu stieples cilpu, kas savākta ar N vienādiem pagriezieniem, un katram no tiem ir līdzīga magnētiskā plūsma. Tad iegūtais EML būs N reizes lielāks par 1 viengabala vadu.
ε = -N δΦB / ∂t
EML var radīt, novirzot magnētisko plūsmu visā stieples cilpas virsmā, var iegūt daudzos veidos.
- Magnētiskais lauks (B) mainās
- Vada cilpa var būt deformēta, kā arī mainīsies virsma (Σ).
- Virsmas virziens (dA) mainās un jebkura iepriekšminētā kombinācija
Lenca likuma elektromagnētiskā indukcija
Lenca likuma elektromagnētiskā indukcija nosaka, ka ikreiz, kad, regulējot magnētisko plūsmu, pamatojoties uz Faradeja likumu, rodas elektromagnētiskais spēks, tad inducētā emf polaritāte rada strāvu un magnētiskais lauks pretojas izmaiņām, kas to rada.
ε = -N δΦB / ∂t
Iepriekš minētajā elektromagnētiskās indukcijas vienādojumā negatīvais signāls norāda uz inducēto emf, kā arī tiem, kas modificējas magnētiskajā plūsmā (δΦB), ir pretēji signāli.
Kur,
Ε ir inducēts emf
δΦB tiek modificēts magnētiskajā plūsmā
N nav. no pagriezieniem spolē
Maksvela-Faradeja vienādojums
Parasti attiecību starp elektromagnētisko spēku, kas ir pazīstams kā ε stieples cilpā ap tādu virsmu kā Σ, kā arī elektrisko lauku (E) vadā var noteikt pēc:
elektriskais lauks-maxellā
Iepriekš minētajā vienādojumā ‘dℓ’ ir virsmas līknes elements, kas pazīstams kā ‘Σ’, apvienojot to ar plūsmas definīciju.
Maksvela-Faradeja vienādojuma integrālo formu var uzrakstīt šādi
magnētiskā plūsma
Iepriekš minētais vienādojums ir viens no Maksvela vienādojumi no četriem vienādojumiem un tādējādi tai ir būtiska loma klasiskajā elektromagnētisma teorijā.
maxvela – faraday vienādojuma integrālā forma
Faradejas likums un relativitāte
Faradejas likumā ir minēti divi dažādi fakti. Viens no tiem ir elektromagnētiskais spēks, ko var radīt, izmantojot magnētisko spēku pār kustīgu vadu, kā arī transformatora EMF var radīt ar elektrisko spēku magnētiskā lauka izmaiņu dēļ.
1861. gadā Džeimss Klerks Maksvels pievērsa uzmanību atsevišķam fiziski novērojamam faktam. To var uzskatīt par ekskluzīvu piemēru fizikas jēdzienos visur, kur tiek izvirzīts šāds pamatlikums, lai skaidri parādītu divus šādus atšķirīgus faktus.
Albertam Einšteinam tika novērots, ka abi apstākļi bija saistīti ar salīdzinošu kustību starp magnētu un vadītāju, un rezultāts nemainījās ceļojuma laikā. Šī bija viena no galvenajām joslām, kas lika viņam paplašināt īpašu relativitāti.
Elektromagnētiskās indukcijas eksperiments
Mēs zinām, ka elektrību var pārvadāt ar elektronu plūsmu, citādi strāvu. Viena no galvenajām un ļoti noderīgajām strāvas īpašībām ir tā, ka tā rada savu magnētisko lauku, kas ir piemērots vairāku veidu motoriem, kā arī ierīcēm. Šeit mēs sniegsim ideju par šo koncepciju, izskaidrojot elektromagnētiskās indukcijas eksperimentu.
elektromagnētiskais-indukcijas eksperiments
Nepieciešamie šī eksperimenta materiāli galvenokārt ietver plānu vara stiepli, 12 V laternas akumulatoru, garu metāla naglu, 9 V akumulatoru, pārslēdzēju, stieples griezējus, elektrisko lenti un saspraudes.
- Savienojumi un tas darbojas
- Paņemiet garu stieples garumu un pievienojiet pārslēgšanas slēdža pozitīvo o / p.
- Pagrieziet vadu vismaz 50 reizes ap metāla naglu, lai izveidotu solenoīdu.
- Kad vads ir pagriezies, pievienojiet vadu akumulatora negatīvajam spailim.
- Paņemiet vadu un savienojiet to ar akumulatora pozitīvo spaili un pārslēdziet slēdža negatīvo spaili.
- Aktivizējiet slēdzi.
- Novietojiet saspraudes pie metāla naglas.
Strāvas plūsma iekšpusē ķēde padarīs metāla naglu magnētisku, kā arī magnetizēs saspraudes. Šeit 12 V akumulators radīs spēcīgāku magnētu salīdzinājumā ar 9 V akumulatoru.
Pieteikumi
Elektromagnētiskās indukcijas principus var pielietot daudzās ierīcēs, kā arī sistēmās. Daži no elektromagnētiskās indukcijas piemēriem ir šādi.
- Transformatori
- Asinhronie motori
- Elektriskie ģeneratori
- Elektromagnētiskā veidošana
- Zāles efekta mērītāji
- Pašreizējais skava
- Indukcijas gatavošana
- Magnētiskie plūsmas mērītāji
- Grafikas planšetdators
- Indukcijas metināšana
- Induktīvā uzlāde
- Induktori
- Lukturis, kas darbojas mehāniski
- Roulendas gredzens
- Pickups
- Transkraniālā magnētiskā stimulācija
- Bezvadu enerģijas pārnešana
- Indukcijas blīvējums
Tādējādi tas ir viss Elektromagnētiskā indukcija . Tā ir metode, kad vadītājs atrodas mainīgā magnētiskajā laukā, kas izraisīs sprieguma izgudrošanu visā vadītājā. Tas izraisīs elektrisko strāvu. Elektromagnētiskās indukcijas principu var pielietot dažādos pielietojumos, piemēram, transformatoros, induktoros utt. Tas ir visu veidu elektromotoru un ģeneratoru pamats, kurus var izmantot elektroenerģijas ražošanai no elektrības kustības. Šeit ir jautājums jums, kurš atklājāt elektromagnētisko indukciju?
