Electromagnetic induction

Ang hitsura sa induction ng EMF ng konduktor

Kung ilalagay mo magnetic field wire at ilipat ito upang ito ay tumatawid sa mga linya ng field habang ito ay gumagalaw, pagkatapos ay magkakaroon ang wire puwersa ng electromotiveTinatawag na EMF Induction.

Ang isang induction EMF ay magaganap sa konduktor kahit na ang konduktor mismo ay nananatiling nakatigil at ang magnetic field ay gagalaw, tumatawid sa konduktor kasama ang mga linya ng puwersa nito.

Kung ang konduktor kung saan ang induction EMF ay sapilitan ay sarado sa anumang panlabas na circuit, pagkatapos ay sa ilalim ng pagkilos ng EMF na ito ay isang kasalukuyang dadaloy sa circuit, ang tinatawag na kasalukuyang induction.

Ang phenomenon ng EMF induction sa isang conductor kapag tumatawid ito sa mga linya ng magnetic field nito ay tinatawag na electromagnetic induction.

Ang electromagnetic induction ay ang reverse process, iyon ay, ang conversion ng mekanikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya.

Ang phenomenon ng electromagnetic induction ay malawakang ginagamit sa electrical engineering… Ang aparato ng iba't ibang mga de-koryenteng makina ay batay sa paggamit nito.

Ang laki at direksyon ng induction ng EMF

Isaalang-alang natin ngayon kung ano ang magiging magnitude at direksyon ng EMF na sapilitan sa konduktor.

Ang magnitude ng induction EMF ay nakasalalay sa bilang ng mga linya ng puwersa na tumatawid sa wire sa bawat yunit ng oras, ibig sabihin, sa bilis ng paggalaw ng wire sa field.

Ang magnitude ng sapilitan na EMF ay direktang proporsyonal sa bilis ng paggalaw ng konduktor sa isang magnetic field.

Ang magnitude ng induced EMF ay nakasalalay din sa haba ng bahaging iyon ng wire na tinatawid ng mga linya ng field. Kung mas malaki ang bahagi ng konduktor na tinawid ng mga linya ng field, mas malaki ang sapilitan na emf sa konduktor. Sa wakas, mas malakas ang magnetic field, iyon ay, mas malaki ang induction nito, mas malaki ang EMF sa conductor na tumatawid sa field na ito.

Kaya, ang halaga ng EMF ng isang induction na nagaganap sa isang conductor kapag ito ay gumagalaw sa isang magnetic field ay direktang proporsyonal sa induction ng magnetic field, ang haba ng conductor at ang bilis ng paggalaw nito.

Ang pag-asa na ito ay ipinahayag ng formula E = Blv,

kung saan ang E ay ang induction EMF; B - magnetic induction; Ako ang haba ng kawad; v ay ang bilis ng kawad.

Dapat itong maalala na sa isang konduktor na gumagalaw sa isang magnetic field, ang EMF ng induction ay nangyayari lamang kung ang konduktor na ito ay tinawid ng mga linya ng magnetic field ng field. Kung ang konduktor ay gumagalaw kasama ang mga linya ng field, iyon ay, hindi ito tumatawid, ngunit tila dumudulas sa kanila, kung gayon walang EMF ang na-induce dito. Samakatuwid, ang formula sa itaas ay wasto lamang kapag ang wire ay gumagalaw patayo sa mga linya ng magnetic field.

Ang direksyon ng induced emf (pati na rin ang kasalukuyang nasa wire) ay depende sa direksyon kung saan gumagalaw ang wire. Mayroong panuntunan sa kanang kamay para sa pagtukoy ng direksyon ng sapilitan na EMF.

Kung hawakan mo ang palad ng iyong kanang kamay upang ang mga linya ng magnetic field ay pumasok dito, at ang nakabaluktot na hinlalaki ay nagpapahiwatig ng direksyon ng paggalaw ng konduktor, kung gayon ang pinalawak na apat na daliri ay nagpapahiwatig ng direksyon ng pagkilos ng sapilitan na EMF at ang direksyon. ng kasalukuyang nasa konduktor.

Panuntunan ng kanang kamay

EMF induction sa coil

Nasabi na namin na upang lumikha ng isang EMF ng induction sa isang wire, kinakailangan upang ilipat ang alinman sa wire mismo o ang magnetic field sa isang magnetic field. Sa parehong mga kaso, ang wire ay dapat na tumawid sa pamamagitan ng mga linya ng magnetic field ng field, kung hindi, walang emf na mai-induce. Ang sapilitan emf, at samakatuwid ang sapilitan kasalukuyang, ay maaaring mangyari hindi lamang sa isang tuwid na kawad, kundi pati na rin sa isang kawad na pinaikot sa isang likid.

Kapag lumipat sa loob mga coils ng isang permanenteng magnet, ang isang EMF ay sapilitan dito dahil sa ang katunayan na ang magnetic flux ng magnet ay tumatawid sa mga liko ng coil, iyon ay, sa parehong paraan tulad ng kapag gumagalaw ng isang tuwid na kawad sa larangan ng isang magnet.

Kung ang magnet ay dahan-dahang ibinaba sa coil, kung gayon ang EMF na lumalabas dito ay magiging napakaliit na ang karayom ​​ng aparato ay maaaring hindi kahit na lumihis. Kung, sa kabaligtaran, ang magnet ay mabilis na ipinasok sa coil, ang pagpapalihis ng arrow ay magiging malaki. Nangangahulugan ito na ang magnitude ng sapilitan na EMF at, nang naaayon, ang lakas ng kasalukuyang sa likid ay nakasalalay sa bilis ng magnet, iyon ay, sa kung gaano kabilis ang mga linya ng patlang ng patlang ay tumawid sa mga pagliko ng likid. Kung ngayon, halili, sa una ay isang malakas na magnet at pagkatapos ay isang mahinang magnet ay ipinasok sa coil sa parehong bilis, pagkatapos ay mapapansin mo na sa isang malakas na magnet ang karayom ​​ng aparato ay lumihis sa isang mas malaking anggulo.Nangangahulugan ito, ang magnitude ng sapilitan na EMF at, nang naaayon, ang lakas ng kasalukuyang sa likid ay nakasalalay sa magnitude ng magnetic flux ng magnet.

Sa wakas, kung ang parehong magnet ay ipinakilala sa parehong bilis, una sa isang coil na may isang malaking bilang ng mga liko, at pagkatapos ay may isang mas maliit na numero, pagkatapos ay sa unang kaso ang karayom ​​ng aparato ay lumihis ng isang mas malaking anggulo kaysa sa ang ikalawa. Nangangahulugan ito na ang magnitude ng sapilitan na EMF at, nang naaayon, ang lakas ng kasalukuyang sa likid ay nakasalalay sa bilang ng mga liko nito. Ang parehong mga resulta ay maaaring makuha kung ang isang electromagnet ay ginagamit sa halip na isang permanenteng magnet.

Ang direksyon ng induction ng EMF sa coil ay depende sa direksyon ng paggalaw ng magnet. Paano matukoy ang direksyon ng EMF ng induction, sabi ng batas na itinatag ni E. H. Lenz.

Ang batas ni Lenz ng electromagnetic induction

Ang anumang pagbabago sa magnetic flux sa loob ng coil ay sinamahan ng hitsura ng isang EMF ng induction sa loob nito, at ang mas mabilis na pagbabago ng magnetic flux na tumagos sa coil, mas malaki ang EMF sa loob nito.

Kung ang coil kung saan nilikha ang induction EMF ay sarado sa isang panlabas na circuit, kung gayon ang isang induction current ay dumadaloy sa mga liko nito, na lumilikha ng isang magnetic field sa paligid ng wire, dahil sa kung saan ang coil ay nagiging solenoid. Lumalabas na ang pagbabago ng panlabas na magnetic field ay nag-uudyok ng sapilitan na kasalukuyang sa likid, na lumilikha naman ng sarili nitong magnetic field sa paligid ng likid-ang kasalukuyang field.

Sa pag-aaral ng hindi pangkaraniwang bagay na ito, itinatag ni E. H. Lenz ang isang batas na tumutukoy sa direksyon ng kasalukuyang induction sa coil at, nang naaayon, ang direksyon ng induction EMF.Ang emf ng induction na nagaganap sa coil kapag ang magnetic flux ay nagbabago dito ay lumilikha ng isang kasalukuyang sa coil sa direksyon na ang magnetic flux ng coil na nilikha ng kasalukuyang ito ay pumipigil sa panlabas na magnetic flux mula sa pagbabago.

Ang batas ni Lenz ay may bisa para sa lahat ng kaso ng kasalukuyang induction sa mga wire, anuman ang hugis ng mga wire at kung paano nakakamit ang pagbabago sa external magnetic field.

Kapag ang permanenteng magnet ay gumagalaw na may kaugnayan sa wire coil na konektado sa mga terminal ng galvanometer, o kapag ang coil ay gumagalaw na may kaugnayan sa magnet, isang sapilitan na kasalukuyang ay nabuo.

Induction currents sa napakalaking conductor

Ang pagbabago ng magnetic flux ay may kakayahang mag-induce ng EMF hindi lamang sa mga liko ng coil, kundi pati na rin sa napakalaking metal conductor. Ang pagtagos sa kapal ng isang napakalaking konduktor, ang magnetic flux ay nagpapahiwatig ng isang EMF sa loob nito, na lumilikha ng mga induction currents. Ang mga tinatawag na ito maupo na agos kumalat sa isang solidong wire at naka-short-circuited dito.

Ang mga core ng mga transformer, mga magnetic core ng iba't ibang mga de-koryenteng makina at mga aparato ay ang mga malalaking kawad lamang na pinainit ng mga induction currents na nagmumula sa mga ito. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay hindi kanais-nais, samakatuwid, upang mabawasan ang magnitude ng mga induction currents, ang mga bahagi ng Ang mga de-koryenteng makina at ang core ng transpormer ay hindi napakalaking, ngunit binubuo ng mga manipis na sheet na insulated mula sa bawat isa na may papel o isang layer ng insulating varnish. Samakatuwid, ang landas ng pagpapalaganap ng mga eddy currents kasama ang masa ng konduktor ay naharang.

Ngunit kung minsan sa pagsasanay, ang mga eddy current ay ginagamit din bilang mga kapaki-pakinabang na alon. Ang paggamit ng mga agos na ito ay batay sa, halimbawa, sa trabaho induction heating furnaces, metro ng kuryente at ang tinatawag na magnetic damper ng mga gumagalaw na bahagi ng mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal.

Tingnan din: Ang kababalaghan ng electromagnetic induction sa mga kuwadro na gawa