Sähkömagneettinen induktio ja lait

Sähkömagneettinen induktio ja lait

Tutkija Michael Faraday löydettiin ja julkaisi sähkömagneettisen induktio vuonna 1831. Vuonna 1832 amerikkalainen tiedemies Joseph Henry löydettiin itsenäisesti. Sähkömagneettisen induktion peruskäsite on otettu voimajohtojen ideasta. Vaikka tutkimuksen aikana tutkijat vain hylkäsivät hänen ideansa, koska niitä ei luotu matemaattisesti. James Clerk Maxwell on hyödyntänyt Faradayn ideoita kvantitatiivisen sähkömagneettisen teoriansa perustana. Vuonna 1834 Heinrich Lenz on keksinyt lain selittääkseen vuon läpi koko piirin. Indusoitu e.m.f-suunta voidaan saada Lenzin laista ja nykyiset tulokset sähkömagneettisesta induktiosta.



Mikä on sähkömagneettinen induktio?

Sähkömagneettisen induktion määritelmä on jännitteen tai sähkömoottorin voiman luominen poikki kuljettajalle vaihtelevan magneettikentän sisällä. Yleensä Michael Faraday tunnustetaan induktioinnovaatiolla vuonna 1831. James Clerk Maxwell on kuvannut sitä tieteellisesti samalla kun Faradayn induktiolaki. Indusoitu kentän suunta voidaan löytää Lenzin lain kautta. Myöhemmin Faradayn laki yleisti Maxwell-Faradayn yhtälön. Sähkömagneettisen induktion sovelluksia ovat mm sähkökomponentit kuten muuntajat, induktorit sekä laitteita, kuten generaattorit ja moottorit .


Faradayn induktiolaki ja Lenzin laki

Faradayn induktiolaki käyttää ΦB-magneettivuotoa koko langansilmukan ympäröimällä avaruusalueella. Tässä vuon voi kuvata pintaintegraalilla.





magneettinen virtaus

magneettinen virtaus

Missä ’dA’ on pintaelementti
’Σ’ on suljettu lankasilmukan kanssa
’B’ on magneettikenttä.
’B • dA’ on pistetuote, joka kommunikoi magneettivuon määrän kanssa.



Magneettivuo koko lankasilmukassa voi olla verrannollinen no. magneettivuon viivoja, jotka ylittävät koko silmukan.

Aina kun pinnan aikana tapahtuva virtaus muuttuu, Faradayn lain mukaan lankasilmukka saa EMF: n (sähkömoottorin voiman). Yleisimmän lain mukaan indusoitu EMF missä tahansa suljetussa piirissä voi olla sama kuin piirin sisältämän magneettivuon muutosnopeus.


Missä ’ε’ on EMF ja ’ΦB’ on magneettivuo. Sähkömoottorin voiman suunta voidaan antaa Lenzin lailla, ja tässä laissa todetaan, että indusoitu virta, joka virtaa tavalla, joka vastustaa sen synnyttämää muutosta. Tämä johtuu aikaisemman yhtälön negatiivisesta signaalista.

Syntyvän sähkömagneettisen voiman nostamiseksi tavallinen lähestymistapa on kehittää vuonliitäntä tekemällä tiukasti kierretty lankasilmukka, joka on kerätty N: llä yhtä suurella kierteellä, joista jokaisella on samanlainen magneettivuo läpi. Tällöin tuloksena oleva EMF on N kertaa yhden yksittäisen johdon vastaava.

e = -N δΦB / ∂t

EMF voidaan muodostaa magneettivuon poikkeaman kautta koko langansilmukan pinnalle.

  • Magneettikenttä (B) muuttuu
  • Lankasilmukka voi vääristyä ja pinta (Σ) muuttuu.
  • Pinnan suunta (dA) muuttuu ja mikä tahansa yllä oleva yhdistelmä

Lenzin lain sähkömagneettinen induktio

Lenzin lain sähkömagneettinen induktio kertoo, että aina kun sähkömagneettista voimaa tuotetaan säätämällä magneettivuotoa Faradayn lain perusteella, indusoitu emf-napaisuus tuottaa virran ja magneettikenttä vastustaa muutosta, joka tuottaa sen.

e = -N δΦB / ∂t

Yllä olevassa sähkömagneettisessa induktioyhtälössä negatiivinen signaali osoittaa indusoidun emf: n, samoin kuin modifioidun magneettivuon (δΦB) sisällä, on käänteisiä signaaleja.

Missä,

Ε on indusoitu emf

δΦB modifioitu magneettivuossa

N ei ole. kierteistä kelassa

Maxwell-Faraday-yhtälö

Yleensä suhde sähkömagneettisen voiman, joka tunnetaan nimellä ε lankasilmukassa pinnan kuten Σ ympärillä, sekä langan sisällä olevan sähkökentän (E) välillä voidaan antaa

sähkökenttä-maxwellissa

sähkökenttä-maxwellissa

Edellä olevassa yhtälössä 'dℓ' on pinnan käyräelementti, joka tunnetaan nimellä 'Σ', yhdistämällä tämä vuon määrittelyyn.
Maxwell-Faraday-yhtälön kiinteä muoto voidaan kirjoittaa muodossa

magneettinen virtaus

magneettinen virtaus

Yllä oleva yhtälö on yksi Maxwellin yhtälöt neljästä yhtälöstä ja sillä on siten keskeinen rooli klassisessa sähkömagneettisuusteoriassa.

integraali-muoto-of-the-maxwell – faraday-yhtälö

integraali-muoto-of-the-maxwell – faraday-yhtälö

Faradayn laki ja suhteellisuusteoria

Faradayn laissa todetaan kaksi erilaista tosiasiaa. Yksi on sähkömagneettinen voima, joka voidaan tuottaa magneettisen voiman avulla liikkuvan johdon yli, samoin kuin muuntajan EMF voidaan tuottaa sähköisellä voimalla magneettikentän muutoksen vuoksi.

Vuonna 1861 James Clerk Maxwell kiinnitti huomiota erilliseen fyysiseen havaittavaan tosiasiaan. Tätä voidaan pitää yksinomaisena esimerkkinä fysiikan käsitteissä aina, kun tällainen peruslaki nostetaan kahden tällaisen erilaisen tosiasian selvittämiseksi.

Albert Einsteinin havaittiin, että molemmat olosuhteet kommunikoivat kohti vertailevaa liikettä magneetin ja johtimen välillä, ja tulos ei muuttunut siitä, kumpi matkusti. Tämä oli yksi tärkeimmistä kaistoista, joka sai hänet laajentamaan erityistä suhteellisuusteoriaa.

Sähkömagneettinen induktiokoe

Tiedämme, että sähköä voidaan kuljettaa elektronien virtauksella, muuten virta. Yksi virran tärkeimmistä ja erittäin hyödyllisistä ominaisuuksista on, että se muodostaa oman magneettikentänsä, jota voidaan soveltaa monen tyyppisiin moottoreihin ja laitteisiin. Tässä aiomme antaa idean tästä käsitteestä selittämällä sähkömagneettisen induktiokokeilun.

sähkömagneettinen-induktiokokeilu

sähkömagneettinen-induktiokokeilu

Tämän kokeen vaadittavat materiaalit sisältävät pääasiassa ohut kuparilanka, 12 V: n lyhtyakun, pitkän metallinaulan, 9 V: n akun, vaihtokytkimen, lankaleikkurit, sähköteipin ja paperiliittimet.

  • Yhteydet ja se toimii
  • Ota pitkä johdin ja kytke kytkin positiiviseen o / p: hen.
  • Kierrä johtoa vähintään 50 kertaa metallinaulan ympärille solenoidin tekemiseksi.
  • Kun vaijeri on kiertynyt, kytke johto akun miinusnapaan.
  • Ota johdin ja kytke se akun positiiviseen napaan ja kytkin negatiiviseen napaan.
  • Aktivoi kytkin.
  • Aseta paperiliittimet lähelle metallinaulaa.

Virran virtaus sisällä piiri tekee metallikynnestä magneettisen sekä magnetoi paperiliittimet. Tässä 12 V: n akku tuottaa vahvemman magneetin kuin 9 V: n akku.

Sovellukset

Sähkömagneettisen induktion periaatteita voidaan soveltaa lukuisissa laitteissa ja järjestelmissä. Joitakin sähkömagneettisen induktion esimerkkejä ovat seuraavat.

  • Muuntajat
  • Induktiomoottorit
  • Sähkögeneraattorit
  • Sähkömagneettinen muodostus
  • Hall-efektimittarit
  • Nykyinen kiinnitin
  • Induktiokeitto
  • Magneettiset virtausmittarit
  • Grafiikkatabletti
  • Induktiohitsaus
  • Induktiivinen lataus
  • Induktorit
  • Taskulamppu, jota käytetään mekaanisesti
  • Rowland-rengas
  • Mikit
  • Transkraniaalinen magneettinen stimulaatio
  • Langaton energiansiirto
  • Induktiotiiviste

Näin ollen kyse on kaikesta Elektromagneettinen induktio . Se on menetelmä, jossa johdin sijaitsee vaihtelevassa magneettikentässä, mikä aiheuttaa jännitteen keksimisen johtimen yli. Tämä aiheuttaa sähkövirran. Sähkömagneettisen induktion periaatetta voidaan soveltaa erilaisissa sovelluksissa, kuten muuntajissa, induktoreissa jne. Tämä on perusta kaikenlaisille sähkömoottoreille ja generaattoreille, joita voidaan käyttää sähkön tuottamiseen sähkön liikkeestä. Tässä on kysymys sinulle, kuka löysi sähkömagneettisen induktion?