inductie electromagnetica Este definită ca inducerea unei forțe electromotoare (tensiune) într-un mediu sau corp din apropiere datorită prezenței unui câmp magnetic variabil. Acest fenomen a fost descoperit de fizicianul și chimistul britanic Michael Faraday, în cursul anului 1831, prin legea inducției electromagnetice a lui Faraday..
Faraday a efectuat teste experimentale cu un magnet permanent înconjurat de o bobină de sârmă și a observat inducerea unei tensiuni pe bobina menționată și circulația unui curent subiacent..
Această lege afirmă că tensiunea indusă pe o buclă închisă este direct proporțională cu rata de schimbare a fluxului magnetic pe măsură ce trece printr-o suprafață, în raport cu timpul. Astfel, este posibil să se inducă prezența unei diferențe de tensiune (tensiune) pe un corp adiacent datorită influenței câmpurilor magnetice variabile..
La rândul său, această tensiune indusă dă naștere la circulația unui curent corespunzător tensiunii induse și impedanței obiectului de analiză. Acest fenomen este principiul de acțiune al sistemelor de putere și al dispozitivelor de utilizare zilnică, precum: motoare, generatoare și transformatoare electrice, cuptoare cu inducție, inductoare, baterii etc..
Indice articol
Inducția electromagnetică observată de Faraday a fost împărtășită lumii științei prin modelarea matematică care permite replicarea acestui tip de fenomen și prezicerea comportamentului acestuia..
Pentru a calcula parametrii electrici (tensiune, curent) asociați cu fenomenul inducției electromagnetice, mai întâi este necesar să se definească care este valoarea inducției magnetice, cunoscută în prezent ca câmp magnetic..
Pentru a ști care este fluxul magnetic care trece printr-o anumită suprafață, atunci trebuie calculat produsul inducției magnetice prin zona respectivă. A) Da:
Unde:
Φ: Flux magnetic [Wb]
B: Inducție magnetică [T]
S: Suprafață [mDouă]
Legea lui Faraday indică faptul că forța electromotivă care este indusă asupra corpurilor învecinate este dată de rata de schimbare a fluxului magnetic față de timp, după cum este detaliat mai jos:
Unde:
ε: Forța electromotivă [V]
Înlocuind valoarea fluxului magnetic în expresia anterioară, avem următoarele:
Dacă integralele sunt aplicate pe ambele părți ale ecuației pentru a delimita o traiectorie finită pentru aria asociată fluxului magnetic, se obține o aproximare mai precisă a calculului necesar..
Mai mult, calculul forței electromotoare într-un circuit închis este, de asemenea, limitat în acest fel. Astfel, atunci când se aplică integrarea ambelor părți ale ecuației, se obține că:
Inducția magnetică este măsurată în sistemul internațional de unități (SI) din Teslas. Această unitate de măsură este reprezentată de litera T și corespunde setului următoarelor unități de bază.
O tesla este echivalentă cu inducția magnetică uniformă care produce un flux magnetic de 1 weber pe o suprafață de un metru pătrat..
Conform Sistemului Cegesimal de Unități (CGS), unitatea de măsură pentru inducția magnetică este gauss. Relația de echivalență dintre ambele unități este următoarea:
1 tesla = 10.000 gauss
Unitatea de măsurare a inducției magnetice poartă numele inginerului, fizicianului și inventatorului sârbo-croat Nikola Tesla. A fost numit astfel la mijlocul anilor 1960..
Se numește inducție deoarece nu există o legătură fizică între elementele primare și secundare; în consecință, totul se întâmplă prin conexiuni indirecte și intangibile.
Fenomenul inducției electromagnetice are loc având în vedere interacțiunea liniilor de forță ale unui câmp magnetic variabil pe electronii liberi ai unui element conductor din apropiere.
Pentru aceasta, obiectul sau mediul pe care se produce inducția trebuie să fie dispus perpendicular pe liniile de forță ale câmpului magnetic. În acest fel, forța exercitată asupra electronilor liberi este mai mare și, în consecință, inducția electromagnetică este mult mai puternică..
La rândul său, direcția de circulație a curentului indus este dată de direcția dată de liniile de forță ale câmpului magnetic variabil.
Pe de altă parte, există trei metode prin care fluxul câmpului magnetic poate fi variat pentru a induce o forță electromotivă asupra unui corp sau obiect din apropiere:
1- Modificați modulul câmpului magnetic, prin variații ale intensității fluxului.
2- Schimbați unghiul dintre câmpul magnetic și suprafață.
3- Modificați dimensiunea suprafeței inerente.
Apoi, odată ce un câmp magnetic a fost modificat, o forță electromotivă este indusă în obiectul vecin care, în funcție de rezistența la circulația curentului pe care o posedă (impedanță), va produce un curent indus.
În această ordine de idei, proporția respectivului curent indus va fi mai mare sau mai mică decât curentul primar, în funcție de configurația fizică a sistemului..
Principiul inducției electromagnetice este baza de funcționare a transformatoarelor electrice de tensiune.
Raportul de transformare al unui transformator de tensiune (treptat sau treptat) este dat de numărul de înfășurări pe care le are fiecare înfășurare a transformatorului.
Astfel, în funcție de numărul de bobine, tensiunea din secundar poate fi mai mare (transformator step-up) sau mai mică (transformator step-down), în funcție de aplicația din sistemul electric interconectat..
În mod similar, turbinele generatoare de energie electrică în centrele hidroelectrice funcționează și datorită inducției electromagnetice..
În acest caz, palele turbinei mobilizează axa de rotație situată între turbină și generator. Acest lucru se traduce apoi prin mobilizarea rotorului.
La rândul său, rotorul este alcătuit dintr-o serie de înfășurări care, în mișcare, dau naștere unui câmp magnetic variabil..
Acesta din urmă induce o forță electromotoră în statorul generatorului, care este conectată la un sistem care permite transportul energiei generate în timpul procesului online.
Prin cele două exemple prezentate mai sus, este posibil să detectăm modul în care inducția electromagnetică face parte din viața noastră în aplicațiile elementare ale vieții de zi cu zi..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.