Formula dan Unit Induksi Elektromagnetik, Bagaimana Ia Berfungsi dan Contohnya



The induksi elektromagnetik ia ditakrifkan sebagai induksi daya elektromotif (voltan) dalam medium atau badan berhampiran kerana adanya medan magnet yang berubah-ubah. Fenomena ini telah ditemui oleh fizik dan ahli kimia British Michael Faraday, dalam perjalanan tahun 1831, oleh Faraday's hukum induksi elektromagnet.

Faraday melakukan ujian eksperimen dengan magnet kekal yang dikelilingi oleh gegelung dawai dan mengamati induksi voltan pada gegelung tersebut, dan peredaran arus pendasar.

Undang-undang ini menunjukkan bahawa voltan yang diakibatkan pada gelung tertutup adalah berkadar terus dengan kadar perubahan fluks magnet apabila menyeberang permukaan, sehubungan dengan masa. Oleh itu, ia boleh menyebabkan kehadiran perbezaan voltan (voltan) pada badan bersebelahan kerana pengaruh medan magnet yang berubah-ubah.

Sebaliknya, voltan teraruh ini menimbulkan peredaran arus yang bersamaan dengan voltan teraruh dan impedans objek analisis. Fenomena ini adalah prinsip tindakan sistem kuasa dan alat-alat penggunaan sehari-hari, seperti: motor, penjana dan transformator elektrik, tungku induksi, induktor, bateri, dan lain-lain..

Indeks

  • 1 Formula dan unit
    • 1.1 Formula
    • 1.2 Unit pengukuran
  • 2 Bagaimana ia berfungsi?
  • 3 Contoh
  • 4 Rujukan

Formula dan unit

Induksi elektromagnet yang diperhatikan oleh Faraday telah dikongsi dengan dunia sains melalui pemodelan matematik yang membolehkan untuk meniru jenis fenomena ini dan meramalkan tingkah laku mereka.

Formula

Untuk mengira parameter elektrik (voltan, arus) yang berkaitan dengan fenomena induksi elektromagnetik, kita mesti terlebih dahulu menentukan apa yang induksi magnetik, yang kini dikenali sebagai medan magnet.

Untuk mengetahui apakah fluks magnet yang melintasi permukaan tertentu, maka produk induksi magnetik mesti dikira oleh kawasan tersebut. Oleh itu:

Di mana:

Φ: Aliran magnetik [Wb]

B: Induksi magnetik [T]

S: Permukaan [m2]

Undang-undang Faraday menunjukkan bahawa daya elektromotif yang diakibatkan oleh badan-badan di sekeliling diberikan oleh kadar perubahan fluks magnet yang berkaitan dengan masa, seperti yang terperinci di bawah:

Di mana:

ε: Daya elektromotif [V]

Apabila menggantikan nilai fluks magnet dalam ungkapan sebelumnya, kami mempunyai yang berikut:

Jika kamiran digunakan pada kedua-dua belah persamaan untuk menentukan jalan terhingga untuk fluks magnet yang berkaitan dengan kawasan itu, anggaran yang diperolehi pengiraan yang lebih tepat diperlukan.

Di samping itu, pengiraan kuasa elektromotif dalam litar tertutup juga terhad dengan cara ini. Oleh itu, apabila menggunakan integrasi dalam kedua-dua ahli persamaan, diperolehi bahawa:

Unit pengukuran

Induksi magnet diukur dalam Sistem Unit Antarabangsa (SI) di Teslas. Unit pengukuran ini diwakili oleh huruf T, dan sepadan dengan set unit asas berikut.

Tesla adalah bersamaan dengan induksi magnetik sifat seragam yang menghasilkan fluks magnet dari 1 weber pada permukaan satu meter persegi.

Menurut Sistem Cegesimal Unit (CGS), unit pengukuran induksi magnet adalah gauss. Hubungan kesetaraan antara kedua-dua unit adalah seperti berikut:

1 tesla = 10 000 gauss

Unit pengukuran induksi magnet berhutang namanya kepada jurutera, ahli fizik dan pencipta Serbo-Croatian Nikola Tesla. Ia dinamakan dengan cara ini pada pertengahan tahun 1960.

Bagaimana ia berfungsi??

Ia dipanggil induksi kerana tidak ada hubungan fizikal antara elemen primer dan sekunder; akibatnya, semuanya berlaku melalui sambungan tidak langsung dan tidak ketara.

Fenomena induksi elektromagnetik berlaku berikutan interaksi garis kekuatan medan magnet berubah pada elektron bebas unsur konduktif terdekat.

Untuk ini, objek atau cara yang mana induksi itu berlaku mesti diatur dengan tegas berkenaan dengan garis kuasa medan magnet. Dengan cara ini, daya yang dikenakan pada elektron bebas adalah lebih besar dan, oleh itu, induksi elektromagnetik lebih kuat.

Sebaliknya, arah peredaran arus induksi diberikan oleh arah yang diberikan oleh garis-garis kekuatan medan magnet berubah-ubah.

Di sisi lain, terdapat tiga kaedah di mana aliran medan magnet boleh diubah untuk mendorong daya elektromotif pada badan atau objek berdekatan:

1- Mengubah modul medan magnet, dengan variasi keamatan aliran.

2- Mengubah sudut antara medan magnet dan permukaan.

3- Mengubah saiz permukaan yang wujud.

Kemudian, selepas mengubah suai medan magnet, daya elektromotif teraruh dalam objek yang bersebelahan, bergantung kepada rintangan kepada aliran semasa kerana mereka memiliki (impedans) akan menghasilkan arus yang teraruh.

Dalam urutan idea, perkadaran arus teraruh ini akan lebih besar atau kurang daripada yang utama, bergantung kepada konfigurasi fizikal sistem.

Contohnya

Prinsip induksi elektromagnetik adalah dasar pengoperasian transformer voltan elektrik.

Nisbah transformasi pengubah voltan (reducer atau lif) diberikan oleh bilangan belitan yang setiap penggulungan pengubah mempunyai.

Oleh itu, bergantung kepada bilangan gegelung, voltan sekunder boleh menjadi lebih tinggi (transformer) atau lebih kecil (stepdown pengubah), bergantung kepada permohonan itu dalam grid elektrik.

Dengan cara yang sama, turbin yang menjana elektrik di pusat-pusat hidroelektrik juga beroperasi berkat induksi elektromagnetik.

Dalam kes ini, bilah-bilah turbin menggerakkan paksi putaran yang terletak di antara turbin dan penjana. Kemudian, ini menghasilkan penggerak pemutar.

Sebaliknya, pemutar terdiri daripada siri lilitan yang, apabila bergerak, menimbulkan medan magnet berubah-ubah.

Yang terakhir ini mendorong daya elektromotif di stator penjana, yang disambungkan kepada sistem yang membolehkan tenaga yang dijana semasa proses itu diangkut secara dalam talian..

Melalui dua contoh di atas, ia adalah mungkin untuk mengesan bagaimana induksi elektromagnetik adalah sebahagian daripada kehidupan kita dalam penggunaan asas dalam kehidupan seharian.

Rujukan

  1. Induksi elektromagnet (s.f.). Diperolehi daripada: electronics-tutorials.ws
  2. Induksi elektromagnet (s.f.). Diperolehi daripada: nde-ed.org
  3. Hari ini dalam sejarah 29 Ogos 1831: Induksi elektromagnetik telah ditemui. Diperolehi daripada: mx.tuhistory.com
  4. Martín, T., dan Serrano, A. (s.f.). Induksi magnetik Politeknik Universiti Madrid. Madrid, Sepanyol Diperolehi daripada: montes.upm.es
  5. Sancler, V. (s.f.). Induksi elektromagnetik Diperolehi daripada: euston96.com
  6. Wikipedia, Ensiklopedia Percuma (2018). Tesla (unit). Diperolehi daripada: en.wikipedia.org