Elektromagnetisk induksjonsformel og -enheter, hvordan det fungerer og eksempler



den elektromagnetisk induksjon Det er definert som induksjon av en elektromotorisk kraft (spenning) i et nærliggende medium eller kropp på grunn av tilstedeværelsen av et variabelt magnetfelt. Dette fenomenet ble oppdaget av den britiske fysikeren og kjemiker Michael Faraday i løpet av året 1831 av Faradays lov om elektromagnetisk induksjon.

Faraday utført eksperimentelle prøver med en permanent magnet, omgitt av en trådspole og observerte induksjon av en spenning i spolen, og sirkulasjon av en understrøm.

Denne lov angir at den induserte spenning i en lukket sløyfe er direkte proporsjonal med endringshastigheten for den magnetiske fluks som passerer gjennom en flate, med hensyn til tid. Således er det mulig å indusere tilstedeværelsen av en spenningsforskjell (spenning) på en tilstøtende kropp på grunn av påvirkning av variable magnetfelter.

I sin tur gir denne induserte spenningen opphav til sirkulasjonen av en strøm som svarer til den induserte spenningen og impedansen til objektet for analyse. Dette fenomenet er prinsippet om virkningen av kraftsystemer og dagligdagse innretninger, slik som motorer, generatorer og transformatorer, induksjonsovner, induktorer, batterier etc..

index

  • 1 Formel og enheter
    • 1.1 Formel
    • 1.2 Måleenhet
  • 2 Hvordan fungerer det?
  • 3 eksempler
  • 4 referanser

Formel og enheter

Den elektromagnetiske induksjonen observert av Faraday ble delt i vitenskapens verden gjennom matematisk modellering som gjør det mulig å replikere denne typen fenomener og forutsi deres atferd.

formel

For å beregne de elektriske parametere (spenning, strøm) forbundet med fenomenet elektromagnetisk induksjon, før man må være definert hva som er den verdi av magnetisk induksjon, nå kjent som magnetisk felt.

For å vite hva som er den magnetiske fluxen som krysser en bestemt overflate, må produktet av magnetisk induksjon beregnes av området. slik:

der:

Φ: Magnetisk strømning [Wb]

B: Magnetisk induksjon [T]

S: Overflate [m2]

Faradays lov angir at den elektromotoriske kraft induseres på omkringliggende organer er gitt ved hastigheten for forandring av den magnetiske fluks med hensyn til tid, som følger:

der:

ε: Elektromotorisk kraft [V]

Når du erstatter verdien av den magnetiske fluxen i det forrige uttrykket, har vi følgende:

Hvis den anvendes integralene på begge sider av ligningen for å definere en endelig bane for den magnetiske fluks i forbindelse med området, er en tilnærmelse oppnås mer nøyaktig beregning kreves.

I tillegg er beregningen av elektromotorisk kraft i en lukket krets også begrenset på denne måten. Således når man søker integrering i begge deler av ligningen, oppnås det at:

Måleenhet

Magnetisk induksjon måles i det internasjonale system av enheter (SI) i Teslas. Denne måleenheten er representert ved bokstaven T, og tilsvarer settet med følgende grunnleggende enheter.

En tesla tilsvarer den magnetiske induksjonen av ensartet karakter som produserer en magnetisk flux på 1 weber på en overflate på en kvadratmeter.

Ifølge Cegesimal System of Units (CGS) er måleenheten for magnetisk induksjon gauss. Ekvivalensforholdet mellom begge enhetene er følgende:

1 tesla = 10 000 gauss

Måleenheten for magnetisk induksjon skyldes navnet til ingeniøren, fysikeren og oppfinneren Serbo-kroatiske Nikola Tesla. Det ble oppkalt på denne måten i midten av året 1960.

Hvordan virker det?

Det kalles induksjon fordi det ikke er noen fysisk forbindelse mellom primære og sekundære elementer; Derfor skjer alt gjennom indirekte og immaterielle forbindelser.

Fenomenet elektromagnetisk induksjon oppstår på grunn av vekselvirkningen mellom kraftlinjene av et variabelt magnetisk felt på de frie elektroner i en nabolederelement.

For dette må objektet eller midlene som induksjonen oppstår anordnes vinkelrett med hensyn til magnetfeltets linjer. På denne måten er kraften som utøves på de frie elektronene større, og følgelig er den elektromagnetiske induksjonen mye sterkere.

I sin tur er retningen av sirkulasjonen av den induserte strømmen gitt av retningen gitt av det kraftige magnetfeltets styrker.

I mellomtiden er det tre fremgangsmåter ved hvilke man kan variere det magnetiske felt fluks til å indusere en elektromotorisk kraft på et legeme eller objekt i nærheten:

1- Modifiser magnetfeltmodulen, med variasjoner i intensiteten av strømmen.

2- Endre vinkelen mellom magnetfeltet og overflaten.

3- Endre størrelsen på den innebygde overflaten.

Deretter, etter modifisering av et magnetisk felt, er en elektromotorisk kraft indusert i den tilstøtende gjenstand, avhengig av den motstand mot strømgjennomgang, som de eier (impedans) vil frembringe en indusert strøm.

I den rekkefølgen av ideer vil andelen av denne induserte strømmen være større eller mindre enn den primære, avhengig av systemets fysiske konfigurasjon.

eksempler

Prinsippet for elektromagnetisk induksjon er grunnlaget for driften av elektriske spenningstransformatorer.

Transformasjonsforholdet til en spenningstransformator (reduksjon eller heis) er gitt ved antall viklinger som hver vikling av transformatoren har.

Således, avhengig av antallet av spoler, kan sekundærspenningen blir høyere (transformator) eller mindre (stepdown transformator), avhengig av anvendelsen innenfor det elektriske nettet.

På samme måte opererer turbiner som genererer elektrisitet i de vannkraftige sentrene, takket være den elektromagnetiske induksjonen.

I dette tilfellet beveger bladene av turbinen rotasjonsaksen som ligger mellom turbinen og generatoren. Da resulterer dette i mobilisering av rotoren.

I sin tur består rotoren av en serie viklinger som, når de er i bevegelse, gir anledning til et variabelt magnetfelt.

Sistnevnte inducerer en elektromotorisk kraft i generatorens stator, som er koblet til et system som gjør at energien som genereres under prosessen kan transporteres online..

Gjennom de to eksemplene ovenfor er det mulig å oppdage hvordan elektromagnetisk induksjon er en del av våre liv i grunnleggende anvendelser av hverdagen.

referanser

  1. Elektromagnetisk induksjon (s.f.). Hentet fra: electronics-tutorials.ws
  2. Elektromagnetisk induksjon (s.f.). Hentet fra: nde-ed.org
  3. I dag i historien 29. august 1831: Elektromagnetisk induksjon ble oppdaget. Hentet fra: mx.tuhistory.com
  4. Martín, T. og Serrano, A. (s.f.). Magnetisk induksjon Polytechnic University of Madrid. Madrid, Spania Hentet fra: montes.upm.es
  5. Sancler, V. (s.f.). Elektromagnetisk induksjon Hentet fra: euston96.com
  6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Tesla (enhet). Hentet fra: en.wikipedia.org