Формула и јединице електромагнетне индукције, како функционише и примери



Тхе електромагнетна индукција дефинише се као индукција електромоторне силе (напона) у оближњем средству или телу због присуства променљивог магнетног поља. Овај феномен открио је британски физичар и хемичар Мицхаел Фарадаи током 1831. године, по Фарадаиевом закону о електромагнетној индукцији.

Фарадаи је извео експерименталне тестове са перманентним магнетом који је био окружен свитком жице и посматрао индукцију напона на наведеном намоту и циркулацију струје испод ње.

Овај закон указује да је напон индукован на затвореној петљи директно пропорционалан брзини промене магнетног флукса при преласку површине, у односу на време. Стога је могуће изазвати присуство разлике напона (напона) на суседном телу услед утицаја променљивих магнетних поља.

С друге стране, овај индуковани напон доводи до циркулације струје која одговара индукованом напону и импеданси објекта анализе. Овај феномен је принцип дјеловања електроенергетских система и уређаја свакодневне употребе, као што су: мотори, генератори и електрични трансформатори, индукционе пећи, индуктори, батерије итд..

Индек

  • 1 Формула и јединице
    • 1.1 Формула
    • 1.2 Мјерна јединица
  • 2 Како функционише?
  • 3 Примери
  • 4 Референце

Формула и јединице

Електромагнетна индукција коју је Фарадаи опазио поделила је свету науке кроз математичко моделирање које омогућава реплицирање ове врсте феномена и предвиђање њиховог понашања..

Формула

Да би се израчунали електрични параметри (напон, струја) повезани са појавом електромагнетске индукције, прво морамо дефинисати која је вредност магнетне индукције, тренутно познате као магнетно поље.

Да би се знало какав је магнетни флукс који прелази одређену површину, онда се производ магнетне индукције мора израчунати наведеном површином. Тако:

Где:

Маг: Магнетни проток [Вб]

Б: Магнетна индукција [Т]

С: Површина [м2]

Фарадаиев закон показује да је електромоторна сила која се индукује на околна тела дата брзином промене магнетног флукса у односу на време, као што је детаљно описано у наставку:

Где:

ε: Електромоторна сила [В]

Када замењујемо вредност магнетног флукса у претходном изразу, имамо следеће:

Ако су интеграли примењени на обе стране једначине да би се ограничила коначна путања за подручје повезано са магнетним флуксом, добија се прецизнија апроксимација траженог израчуна..

Поред тога, прорачун електромоторне силе у затвореном кругу је такође ограничен на овај начин. Дакле, при примени интеграције у оба члана једначине, добија се следеће:

Јединица за мерење

Магнетна индукција се мери у Међународном систему јединица (СИ) у Тесласу. Ова мјерна јединица је представљена словом Т и одговара скупу сљедећих основних јединица.

Тесла је еквивалентна магнетној индукцији једноликог карактера која производи магнетни ток од 1 вебер на површини од једног квадратног метра..

Према Цегесималном систему јединица (ЦГС), јединица за мјерење магнетне индукције је Гаусс. Однос еквиваленције између обе јединице је следећи:

1 тесла = 10 000 гаусс

Јединица за мјерење магнетне индукције своје име дугује инжењеру, физичару и изумитељу српскохрватском Николи Тесли. Тако је названа средином 1960. године.

Како функционише?

То се назива индукција, јер не постоји физичка веза између примарних и секундарних елемената; сходно томе, све се дешава путем индиректних и нематеријалних веза.

Феномен електромагнетне индукције јавља се с обзиром на интеракцију линија силе променљивог магнетног поља на слободне електроне оближњег проводног елемента.

За то, објекат или средство на којем се индукција одвија мора бити постављено окомито у односу на силе силе магнетног поља. На овај начин сила која делује на слободне електроне је већа и, сходно томе, електромагнетна индукција је много јача..

С друге стране, правац циркулације индуковане струје је дат у смеру који дају линије силе променљивог магнетног поља.

С друге стране, постоје три методе путем којих се проток магнетног поља може варирати како би се индуковала електромоторна сила на тело или оближњи објекат:

1- Модификовати модул магнетног поља, варијацијама у интензитету протока.

2 - Промените угао између магнетног поља и површине.

3- Измијените величину површине.

Затим, када је магнетно поље модификовано, индукује се електромоторна сила у суседном објекту, која ће, у зависности од отпора струји коју поседује (импеданса), произвести индуковану струју.

У том редоследу идеја, пропорција ове индуковане струје ће бити већа или мања од примарне, у зависности од физичке конфигурације система.

Примери

Принцип електромагнетне индукције је основа рада електричних трансформатора напона.

Коефицијент трансформације напонског трансформатора (редуктора или лифта) одређен је бројем намотаја које сваки намот трансформатора има.

Тако, у зависности од броја завојница, напон у секундарном може бити виши (степ-уп трансформер) или нижи (степ-довн трансформер), у зависности од примене у међусобно спојеном електричном систему..

На сличан начин, турбине које производе електричну енергију у хидроелектричним центрима раде и захваљујући електромагнетној индукцији.

У том случају, лопатице турбине померају ос ротације која се налази између турбине и генератора. Затим, то резултира мобилизацијом ротора.

Заузврат, ротор се састоји од низа намотаја који, када су у покрету, стварају променљиво магнетно поље.

Потоњи изазива електромоторну силу у статору генератора, који је повезан са системом који омогућава да се енергија генерисана током процеса преноси на мрежи..

Кроз два горе наведена примера могуће је детектовати како је електромагнетна индукција део нашег живота у елементарним применама свакодневног живота..

Референце

  1. Електромагнетна индукција (с.ф.). Добављено из: елецтроницс-туториалс.вс
  2. Електромагнетна индукција (с.ф.). Преузето са: нде-ед.орг
  3. Данас у историји 29. август 1831. Откривена је електромагнетна индукција. Преузето са: мк.тухистори.цом
  4. Мартин, Т., и Серрано, А. (с.ф.). Магнетна индукција Политехнички универзитет у Мадриду. Мадрид, Шпанија Добављено из: монтес.упм.ес
  5. Санцлер, В. (с.ф.). Електромагнетна индукција Преузето са: еустон96.цом
  6. Википедиа, Тхе Фрее Енцицлопедиа (2018). Тесла (јединица). Преузето са: ен.википедиа.орг