Формула и единицы электромагнитной индукции, как это работает и примеры



электромагнитная индукция оно определяется как индукция электродвижущей силы (напряжения) в ближайшей среде или теле из-за наличия переменного магнитного поля. Это явление было открыто британским физиком и химиком Майклом Фарадеем в течение 1831 года по закону электромагнитной индукции Фарадея..

Фарадей провел экспериментальные испытания с постоянным магнитом, окруженным катушкой провода, и наблюдал индукцию напряжения на катушке и циркуляцию нижележащего тока..

Этот закон указывает, что напряжение, создаваемое в замкнутом контуре, прямо пропорционально скорости изменения магнитного потока при пересечении поверхности относительно времени. Таким образом, возможно вызвать наличие разности напряжений (напряжения) на соседнем теле из-за влияния переменных магнитных полей.

В свою очередь, это индуцированное напряжение вызывает циркуляцию тока, соответствующего индуцированному напряжению и импедансу объекта анализа. Это явление является принципом действия энергосистем и устройств повседневного использования, таких как: двигатели, генераторы и электрические трансформаторы, индукционные печи, индукторы, аккумуляторы и т. Д..

индекс

  • 1 Формула и единицы
    • 1.1 Формула
    • 1.2 Единица измерения
  • 2 Как это работает?
  • 3 примера
  • 4 Ссылки

Формула и единицы

Наблюдаемая Фарадеем электромагнитная индукция была передана миру науки с помощью математического моделирования, которое позволяет воспроизвести этот тип явлений и предсказать их поведение..

формула

Чтобы рассчитать электрические параметры (напряжение, ток), связанные с явлением электромагнитной индукции, мы должны сначала определить, какова величина магнитной индукции, в настоящее время известной как магнитное поле.

Чтобы знать, что является магнитным потоком, который пересекает определенную поверхность, тогда произведение магнитной индукции должно быть рассчитано по указанной площади. таким образом:

где:

Φ: магнитный поток [Wb]

B: магнитная индукция [T]

S: поверхность [м2]

Закон Фарадея указывает, что электродвижущая сила, которая индуцируется на окружающие тела, определяется скоростью изменения магнитного потока во времени, как подробно описано ниже:

где:

ε: электродвижущая сила [V]

При замене значения магнитного потока в предыдущем выражении имеем следующее:

Если интегралы применяются к обеим сторонам уравнения для определения конечной траектории для области, связанной с магнитным потоком, получается более точное приближение требуемого расчета.

Кроме того, расчет электродвижущей силы в замкнутом контуре также ограничен таким образом. Таким образом, при применении интегрирования в обоих членах уравнения получается, что:

Единица измерения

Магнитная индукция измеряется в Международной системе единиц (СИ) в Тесла. Эта единица измерения представлена ​​буквой T и соответствует набору следующих основных единиц.

Тесла эквивалентна магнитной индукции однородного характера, которая производит магнитный поток 1 Вебер на поверхности одного квадратного метра.

Согласно Cegesimal System of Units (CGS), единицей измерения магнитной индукции является Гаусс. Отношение эквивалентности между обоими единицами следующее:

1 тесла = 10 000 гаусс

Единица измерения магнитной индукции обязана своим именем инженеру, физику и изобретателю сербо-хорватскому Никола Тесла. Так было названо в середине 1960 года.

Как это работает?

Это называется индукцией, потому что между первичным и вторичным элементами нет физической связи; следовательно, все происходит через косвенные и нематериальные связи.

Явление электромагнитной индукции возникает при взаимодействии силовых линий переменного магнитного поля со свободными электронами соседнего проводящего элемента..

Для этого объект или средство, на котором происходит индукция, должны быть расположены перпендикулярно относительно силовых линий магнитного поля. Таким образом, сила, действующая на свободные электроны, больше, и, следовательно, электромагнитная индукция намного сильнее..

В свою очередь, направление циркуляции индуцированного тока определяется направлением силовых линий переменного магнитного поля..

С другой стороны, существует три метода, с помощью которых поток магнитного поля можно изменять, чтобы вызвать электродвижущую силу на теле или соседнем объекте:

1- Модифицируйте модуль магнитного поля, изменяя интенсивность потока..

2- Измените угол между магнитным полем и поверхностью.

3- Измените размер внутренней поверхности.

Затем, когда магнитное поле было изменено, в соседнем объекте индуцируется электродвижущая сила, которая в зависимости от сопротивления протекающему току (импеданс) будет генерировать индуцированный ток..

В этом порядке идей доля этого индуцированного тока будет больше или меньше первичного, в зависимости от физической конфигурации системы.

примеров

Принцип электромагнитной индукции лежит в основе работы электрических трансформаторов напряжения.

Коэффициент трансформации трансформатора напряжения (редуктора или элеватора) определяется количеством обмоток, которые имеет каждая обмотка трансформатора..

Таким образом, в зависимости от количества катушек, напряжение во вторичной обмотке может быть выше (повышающий трансформатор) или ниже (понижающий трансформатор), в зависимости от применения во взаимосвязанной электрической системе..

Аналогичным образом турбины, вырабатывающие электроэнергию в гидроэлектростанциях, также работают благодаря электромагнитной индукции..

В этом случае лопатки турбины перемещают ось вращения, которая расположена между турбиной и генератором. Затем это приводит к мобилизации ротора.

В свою очередь, ротор состоит из ряда обмоток, которые при движении создают переменное магнитное поле.

Последний индуцирует электродвижущую силу в статоре генератора, который подключен к системе, которая позволяет энергии, генерируемой в процессе, передаваться в режиме онлайн..

С помощью двух приведенных выше примеров можно обнаружить, как электромагнитная индукция является частью нашей жизни в элементарных приложениях повседневной жизни..

ссылки

  1. Электромагнитная индукция (с.ф.). Получено от: electronics-tutorials.ws
  2. Электромагнитная индукция (с.ф.). Получено с: nde-ed.org
  3. Сегодня в истории 29 августа 1831 г. Открыта электромагнитная индукция. Получено с: mx.tuhistory.com
  4. Мартин Т. и Серрано А. (с.ф.). Магнитная индукция Политехнический университет Мадрида. Мадрид, Испания Получено от: montes.upm.es
  5. Санклер В. (с.ф.). Электромагнитная индукция Получено с: euston96.com
  6. Википедия, Свободная энциклопедия (2018). Тесла (единица). Получено с: en.wikipedia.org