Elektromagnetický indukční vzorec a jednotky, jak to funguje a příklady



elektromagnetické indukce to je definováno jako indukce elektromotorické síly (napětí) v blízkém médiu nebo těle kvůli přítomnosti variabilního magnetického pole. Tento fenomén objevil britský fyzik a chemik Michael Faraday v průběhu roku 1831 Faradayovým zákonem elektromagnetické indukce.

Faraday provedl experimentální testy s permanentním magnetem obklopeným cívkou drátu a pozoroval indukci napětí na uvedené cívce a cirkulaci základního proudu.

Tento zákon ukazuje, že napětí indukované na uzavřené smyčce je přímo úměrné rychlosti změny magnetického toku, když přejíždí povrch, s ohledem na čas. Je tedy možné vyvolat přítomnost rozdílu napětí (napětí) na sousedním těle vlivem proměnných magnetických polí.

Toto indukované napětí zase vyvolává cirkulaci proudu odpovídajícího indukovanému napětí a impedanci předmětu analýzy. Tento jev je principem činnosti energetických systémů a zařízení každodenního použití, jako jsou: motory, generátory a elektrické transformátory, indukční pece, induktory, baterie atd..

Index

  • 1 Vzorec a jednotky
    • 1.1 Vzorec
    • 1.2 Měrná jednotka
  • 2 Jak to funguje?
  • 3 Příklady
  • 4 Odkazy

Vzorec a jednotky

Elektromagnetická indukce pozorovaná Faradayem byla sdílena se světem vědy prostřednictvím matematického modelování, které umožňuje replikovat tento typ jevů a předpovídat jejich chování..

Vzorec

Abychom mohli vypočítat elektrické parametry (napětí, proud) spojené s jevem elektromagnetické indukce, musíme nejprve definovat, jaká je hodnota magnetické indukce, která je v současnosti známá jako magnetické pole..

Abychom věděli, jaký je magnetický tok, který prochází určitým povrchem, musí být produkt magnetické indukce vypočítán uvedenou oblastí. Tak:

Kde:

Φ: Magnetický průtok [Wb]

B: Magnetická indukce [T]

S: Povrch [m2]

Zákon Faradaye ukazuje, že elektromotorická síla, která je indukována na okolních tělesech, je dána rychlostí změny magnetického toku s ohledem na čas, jak je popsáno níže:

Kde:

ε: Elektromotorická síla [V]

Při nahrazení hodnoty magnetického toku v předchozím výrazu máme následující:

Jsou-li integrály aplikovány na obě strany rovnice, aby se vymezila konečná trajektorie pro oblast spojenou s magnetickým tokem, získá se přesnější aproximace požadovaného výpočtu..

Dále je tímto způsobem také omezen výpočet elektromotorické síly v uzavřeném okruhu. Při použití integrace v obou členech rovnice je tedy získáno, že:

Měrná jednotka

Magnetická indukce se měří v Mezinárodním systému jednotek (SI) v Teslasu. Tato měrná jednotka je reprezentována písmenem T a odpovídá souboru následujících základních jednotek.

A tesla je ekvivalentní magnetické indukci jednotného charakteru, který produkuje magnetický tok 1 weber na povrchu jednoho čtverečního metru..

Podle Cegesimálního systému jednotek (CGS) je jednotka měření magnetické indukce gauss. Vztah ekvivalence mezi oběma jednotkami je následující:

1 tesla = 10 000 gauss

Jednotka měření magnetické indukce vděčí za svůj název inženýrovi, fyzikovi a vynálezci Serbo-chorvatskému Nikola Teslovi. Tímto způsobem byl pojmenován v polovině roku 1960.

Jak to funguje?

Nazývá se indukce, protože mezi primárním a sekundárním prvkem neexistuje žádné fyzické spojení; v důsledku toho se vše děje prostřednictvím nepřímých a nehmotných spojení.

Fenomén elektromagnetické indukce nastává vzhledem k interakci silových řad proměnného magnetického pole na volných elektronech blízkého vodivého prvku..

Za tím účelem musí být předmět nebo prostředky, na kterých dochází k indukci, uspořádány kolmo vzhledem k silovým silám magnetického pole. Tímto způsobem je síla vyvíjená na volné elektrony větší a v důsledku toho je elektromagnetická indukce mnohem silnější..

Směr cirkulace indukovaného proudu je dán směrem daným silami síly proměnného magnetického pole.

Na druhé straně, tam jsou tři metody přes kterého tok magnetického pole může být měněn k indukci electromotive síla na těle nebo blízkém objektu: \ t

1 - Změňte modul magnetického pole změnami intenzity proudění.

2- Změňte úhel mezi magnetickým polem a povrchem.

3- Změnit velikost vlastního povrchu.

Poté, jakmile bylo magnetické pole modifikováno, indukuje se v sousedním objektu elektromotorická síla, která v závislosti na odporu vůči proudu, který má (impedanci), vytvoří indukovaný proud.

V tomto pořadí myšlenek bude podíl tohoto indukovaného proudu větší nebo menší než primární, v závislosti na fyzické konfiguraci systému.

Příklady

Princip elektromagnetické indukce je základem činnosti elektrických transformátorů napětí.

Transformační poměr transformátoru napětí (reduktoru nebo elevátoru) je dán počtem vinutí, které má každé vinutí transformátoru..

V závislosti na počtu cívek tak může být napětí v sekundárním systému vyšší (zesilovací transformátor) nebo nižší (transformátor s redukčním krokem) v závislosti na aplikaci v propojeném elektrickém systému.

Obdobným způsobem pracují turbíny vyrábějící elektřinu ve vodních elektrárnách také díky elektromagnetické indukci.

V tomto případě lopatky turbíny pohybují osou otáčení, která se nachází mezi turbínou a generátorem. To má za následek mobilizaci rotoru.

Rotor je zase tvořen řadou vinutí, které, když jsou v pohybu, vyvolávají proměnlivé magnetické pole.

Ten indukuje elektromotorickou sílu ve statoru generátoru, který je připojen k systému, který umožňuje, aby energie generovaná během procesu byla transportována online..

Pomocí výše uvedených dvou příkladů je možné zjistit, jak je elektromagnetická indukce součástí našich životů v základních aplikacích každodenního života..

Odkazy

  1. Elektromagnetická indukce (s.f.). Citováno z: electronics-tutorials.ws
  2. Elektromagnetická indukce (s.f.). Zdroj: nde-ed.org
  3. Dnes v historii 29. srpna 1831: Byla objevena elektromagnetická indukce. Zdroj: mx.tuhistory.com
  4. Martín, T., a Serrano, A. (s.f.). Magnetická indukce Polytechnická univerzita v Madridu. Madrid, Španělsko Zdroj: montes.upm.es
  5. Sancler, V. (s.f.). Elektromagnetická indukce Zdroj: euston96.com
  6. Wikipedia, Volná encyklopedie (2018). Tesla (jednotka). Zdroj: en.wikipedia.org