Электромагнитная индукция

Удивительное открытие электромагнетизма Эрстедом открыло путь для более практического применения электричества, именно Майкл Фарадей дал нам ключ к практической генерации электричества: электромагнитная индукция . Фарадей обнаружил, что напряжение будет генерироваться на отрезке провода, если на этот провод воздействовать перпендикулярным потоком магнитного поля с изменяющейся интенсивностью.

Простой способ создать магнитное поле изменяющейся интенсивности - переместить постоянный магнит рядом с проволокой или катушкой с проволокой.

Помните: Магнитное поле должно увеличиваться или уменьшаться по напряженности перпендикулярно к проводу (так, чтобы силовые линии «пересекали» дирижер ), иначе не возникнет напряжение.

Фарадей смог математически связать скорость изменения потока магнитного поля с наведенным напряжением (обратите внимание на использование строчной буквы «е» для обозначения напряжения. Это относится к мгновенному напряжение или напряжение в определенный момент времени, а не постоянное стабильное напряжение.):

Термины «d» являются стандартными обозначениями расчетов, представляющими скорость изменения потока во времени. «N» обозначает количество витков или витков в катушке с проволокой (предполагается, что проволока имеет форму катушки для максимальной электромагнитной эффективности).

Это явление используется в конструкции электрических генераторов, которые используют механическую энергию для перемещения магнитного поля мимо катушек с проволокой для генерации напряжения. Однако это отнюдь не единственное практическое применение этого принципа.

Если мы вспомним, что магнитное поле, создаваемое токоведущим проводом, всегда перпендикулярно этому проводу, и что интенсивность потока этого магнитного поля изменяется в зависимости от величины тока, проходящего через него, мы можем видеть, что провод способен индуцировать напряжение по собственной длине просто из-за изменения тока через него. Этот эффект называется самоиндукцией . :изменяющееся магнитное поле, создаваемое изменениями тока через провод, индуцирующее напряжение по длине того же провода. Если поток магнитного поля усиливается путем сгибания проволоки в форме катушки и / или наматывания этой катушки на материал с высокой проницаемостью, этот эффект самоиндуцированного напряжения будет более интенсивным. Устройство, созданное для использования этого эффекта, называется индуктором . , и будет обсуждаться более подробно в следующей главе.

ОБЗОР:

• Магнитное поле изменяющейся интенсивности перпендикулярно проводу будет индуцировать напряжение по всей длине этого провода. Величина индуцированного напряжения зависит от скорости изменения потока магнитного поля и количества витков проволоки (если она свернута), подверженных изменению магнитного потока.
• Уравнение Фарадея для индуцированного напряжения:e =N (dΦ / dt)
• Провод с током будет испытывать наведенное напряжение по всей его длине, если ток изменится (таким образом, изменится поток магнитного поля, перпендикулярного проводу, и возникнет напряжение в соответствии с формулой Фарадея). Устройство, созданное специально для использования этого эффекта, называется индуктором . .

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ТАБЛИЦЫ:

• Расширенный рабочий лист по электромагнетизму и электромагнитной индукции
• Рабочий лист по промежуточному электромагнетизму и электромагнитной индукции
• Базовая таблица электромагнетизма и электромагнитной индукции