El científic Michael Faraday va ser descobert i publicat Electromagnetic inducció l'any 1831. L'any 1832, el científic nord-americà Joseph Henry va ser descobert independentment. El concepte bàsic d’inducció electromagnètica s’ha extret de la idea de línies de força. Tot i que en el moment del descobriment, els científics simplement van descartar les seves idees, perquè no es van crear matemàticament. James Clerk Maxwell ha utilitzat les idees de Faraday com a base de la seva teoria electromagnètica quantitativa. L’any 1834, Heinrich Lenz va inventar la llei per explicar el flux al llarg del circuit. La direcció e.m.f induïda es pot rebre a partir de la llei de Lenz i els resultats actuals de la inducció electromagnètica.
Què és la inducció electromagnètica?
La definició d’inducció electromagnètica és la creació de voltatge o una força electromotriu a través a conductor dins d’un camp magnètic variable. En general, Michael Faraday és reconegut amb la innovació de la inducció l’any 1831. James Clerk Maxwell l’ha descrit científicament mentre que la llei de la inducció de Faraday. La direcció del camp induïda es pot descobrir mitjançant la llei de Lenz. Després, la llei de Faraday es va generalitzar l’equació de Maxwell-Faraday. Les aplicacions de la inducció electromagnètica inclouen components elèctrics com transformadors, inductors , així com dispositius com generadors i motors .
Llei d’inducció de Faraday i llei de Lenz
La llei d’inducció de Faraday utilitza el flux magnètic ΦB al llarg d’una àrea de l’espai envoltada d’un bucle de filferro. Aquí el flux es pot descriure mitjançant una integral superficial.
flux magnètic
On ‘dA’ és un element superficial
'Σ' es tanca amb el bucle de filferro
‘B’ és el camp magnètic.
'B • dA' és un producte punt que es comunica amb la quantitat de flux magnètic.
El flux magnètic al llarg del bucle del cable pot ser proporcional al núm. de línies de flux magnètic que superen al llarg del bucle.
Sempre que s’altera el flux durant la superfície, la llei de Faraday estableix que el bucle de fil obté una CEM (força electromotriu). La llei més freqüent estableix que la CEM induïda dins de qualsevol circuit tancat pot ser equivalent a la velocitat de canvi del flux magnètic inclòs pel circuit.
On ‘ε’ és la CEM i ‘ΦB’ és el flux magnètic. La direcció de la força electromotriu la pot donar la llei de Lenz, i aquesta llei estableix que un corrent induït que fluirà a la manera que resistirà la transformació que la va generar. Això es deu al senyal negatiu de l'equació anterior.
Per augmentar la força electromagnètica que es genera, un enfocament ordinari consisteix a desenvolupar una connexió de flux fent un bucle de filferro estretament recollit amb N girs iguals, cadascun amb el flux magnètic similar que els travessa. Aleshores, la CEM resultant serà N vegades superior a la d’un cable únic.
ε = -N δΦB / ∂t
Es pot generar un CEM mitjançant una desviació del flux magnètic a través de la superfície del bucle de filferro que es pot obtenir de nombroses maneres.
- El camp magnètic (B) canvia
- Es pot distorsionar el bucle de filferro i canviar la superfície (Σ).
- La direcció de la superfície (dA) canvia i qualsevol combinació anterior
Inducció electromagnètica de la llei de Lenz
La inducció electromagnètica de la llei de Lenz estableix que sempre que es produeix una força electromagnètica ajustant el flux magnètic basant-se en la llei de Faraday, la polaritat emf induïda genera un corrent i un camp magnètic resisteix el canvi que la genera.
ε = -N δΦB / ∂t
A l’equació d’inducció electromagnètica anterior, el senyal negatiu indica que la cem emf induïda, així com la modificació dins del flux magnètic (δΦB), tenen senyals inverses.
On,
Ε és una EMF induïda
δΦB es modifica en flux magnètic
N és no. de girs dins de la bobina
Equació de Maxwell-Faraday
En general, la relació entre la força electromagnètica que es coneix com ε dins d’un bucle de filferro al voltant d’una superfície com Σ, així com el camp elèctric (E) dins del fil pot ser donada per
camp elèctric al màxim
A l'equació anterior, 'dℓ' és un element corba de la superfície que es coneix com a 'Σ', que uneix això amb la definició de flux.
La forma integral de l’equació de Maxwell-Faraday es pot escriure com
flux magnètic
L'equació anterior és una de les Equacions de Maxwell a partir de les quatre equacions i, per tant, té un paper essencial dins de la teoria clàssica de l’electromagnetisme.
integral-forma-de-l'equació-maxwell-faraday
Llei i relativitat de Faraday
La llei de Faraday estableix dos fets diferents. Una d’elles és que la força electromagnètica es pot generar a través d’una força magnètica sobre un cable en moviment, així com la CEM del transformador La CEM es pot generar amb una força elèctrica a causa d’un canvi de camp magnètic.
L'any 1861, James Clerk Maxwell va avisar del fet físic observable per separat. Això es pot considerar un exemple exclusiu en conceptes de física allà on es planteja una llei tan bàsica per deixar clars dos fets tan diferents.
Albert Einstein es va observar que ambdues condicions es comunicaven cap a un moviment comparatiu entre un imant i un conductor, i que el resultat no canviava pel que es viatjava. Aquest va ser un dels principals carrils que el van portar a expandir la relativitat particular.
Experiment d’inducció electromagnètica
Sabem que l’electricitat pot ser transportada pel flux d’electrons d’una altra manera corrent. Una de les característiques principals i molt útils del corrent és que fabrica el seu propi camp magnètic, que és aplicable a diversos tipus de motors i electrodomèstics. Aquí donarem una idea sobre aquest concepte explicant l’experiment d’inducció electromagnètica.
experiment-d’inducció electromagnètica
Els materials necessaris per a aquest experiment inclouen principalment filferro de coure prim, bateria de llanterna de 12V, clau de metall llarga, bateria de 9V, interruptor alternatiu, talladors de filferro, cinta elèctrica i clips de paper.
- Connexions i funciona
- Agafeu una llarga longitud de cable i connecteu-lo a la posició positiva o / p del commutador.
- Gireu el filferro com a mínim 50 vegades al voltant de l’ungla metàl·lica per fer un solenoide.
- Un cop acabat el gir del cable, connecteu-lo al terminal negatiu de la bateria.
- Agafeu una peça de filferro i connecteu-la al terminal positiu de la bateria i activeu el terminal negatiu del commutador.
- Activeu el commutador.
- Col·loqueu els clips de paper a prop de l’ungla metàl·lica.
El flux de corrent dins el circuit farà que l’ungla metàl·lica sigui magnètica, així com magnetitzarà els clips de paper. Aquí, una bateria de 12V generarà un imant més fort en comparació amb la bateria de 9V.
Aplicacions
Els principis d’inducció electromagnètica es poden aplicar en nombrosos dispositius i sistemes. Alguns dels exemples d’inducció electromagnètica inclouen els següents.
- Transformadors
- Motors d’inducció
- Generadors elèctrics
- Formació electromagnètica
- Mesuradors d'efectes Hall
- Pinça actual
- Cuina per inducció
- Mesuradors de cabal magnètics
- Tauleta gràfica
- Soldadura per inducció
- Càrrega inductiva
- Inductors
- Una llanterna que s’alimenta mecànicament
- Anell Rowland
- Pastilles
- Estimulació magnètica transcranial
- Transferència d'energia sense fils
- Segellat per inducció
Per tant, tot això es tracta Inducció electromagnètica . És un mètode on un conductor es troba dins d’un camp magnètic variable que provocarà la invenció d’una tensió a través del conductor. Això provocarà un corrent elèctric. El principi d’inducció electromagnètica es pot aplicar en diferents aplicacions com transformadors, inductors, etc. Aquest és el fonament de tot tipus de motors i generadors elèctrics que es poden utilitzar per generar electricitat a partir del moviment de l’electricitat. Aquí teniu una pregunta per a vosaltres, qui vau descobrir la inducció electromagnètica?
