Forskeren Michael Faraday blev opdaget og udgivet den elektromagnetiske induktion i året 1831. I året 1832 blev den amerikanske videnskabsmand Joseph Henry uafhængigt opdaget. Det grundlæggende koncept for elektromagnetisk induktion er taget fra ideen om kraftlinjer. Selvom forskere på tidspunktet for opdagelsen simpelthen kasserede hans ideer, fordi de ikke blev skabt matematisk. James Clerk Maxwell har brugt idéerne fra Faraday som basis for hans kvantitative elektromagnetiske teori. I året 1834 har Heinrich Lenz opfundet loven for at forklare strømmen gennem hele kredsløbet. Den inducerede emf-retning kan modtages fra Lenz's lov og de aktuelle resultater fra den elektromagnetiske induktion.
Hvad er elektromagnetisk induktion?
Definitionen af elektromagnetisk induktion er oprettelsen af spænding eller en elektromotorisk kraft på tværs til chaufføren inden for et varierende magnetfelt. Generelt er Michael Faraday anerkendt med innovationen af induktion i året 1831. James Clerk Maxwell har videnskabeligt beskrevet det, mens Faradays lov om induktion. Den inducerede feltretning kan opdages gennem Lenzs lov. Derefter blev Faradays lov generaliseret ligningen af Maxwell-Faraday. Anvendelserne af elektromagnetisk induktion inkluderer elektriske komponenter som transformere, induktorer , såvel som enheder som generatorer og motorer .
Faradays lov om induktion og Lenzs lov
Faradays lov om induktion bruger ΦB-magnetisk flux i et område af rummet omgivet af en trådsløjfe. Her kan fluxen beskrives med en overfladeintegral.
magnetisk flux
Hvor 'dA' er et overfladeelement
'Σ' er lukket med trådsløjfen
'B' er magnetfeltet.
'B • dA' er et punktprodukt, der kommunikerer med mængden af magnetisk flux.
Den magnetiske strømning gennem trådsløjfen kan være proportional med nej. af magnetiske fluxlinjer, der overskrider hele sløjfen.
Når fluxen under overfladen ændres, hedder Faradays lov, at trådsløjfen opnår en EMF (elektromotorisk kraft). Den mest udbredte lov angiver, at den inducerede EMF inden for ethvert lukket kredsløb kan svare til ændringshastigheden for den magnetiske flux, der er inkluderet i kredsløbet.
Hvor 'ε' er EMF, og 'ΦB' er den magnetiske flux. Den elektromotoriske kraftretning kan gives ved Lenzs lov, og denne lov siger, at en induceret strøm, der vil strømme inden for den måde, der vil modstå den transformation, der genererede den. Dette skyldes det negative signal i den tidligere ligning.
For at hæve den elektromagnetiske kraft, der genereres, er en almindelig fremgangsmåde at udvikle fluxforbindelse ved at lave en tæt viklet sløjfe af ledning opsamlet med N lige store drejninger, hver med den samme magnetiske flux, der går gennem dem. Derefter vil den resulterende EMF være N gange den for 1-enkelt ledning.
ε = -N δΦB / ∂t
En EMF kan genereres ved en afvigelse af den magnetiske flux i hele wire-loop overfladen kan opnås på adskillige måder.
- Magnetfeltet (B) ændres
- Trådsløjfen kan forvrænges, såvel som overfladen (Σ) ændres.
- Retningen af overfladen (dA) ændres og enhver ovennævnte kombination
Lenz's lov elektromagnetisk induktion
Lenzs lov elektromagnetiske induktion siger, at når en elektromagnetisk kraft produceres ved at justere magnetisk flux baseret på Faradays lov, så genererer den inducerede emf polaritet en strøm og magnetfelt modstår den ændring, der genererer den.
ε = -N δΦB / ∂t
I ovenstående elektromagnetiske induktionsligning angiver det negative signal, at den inducerede emf såvel som den, der ændres inden for magnetisk flux (δΦB), har omvendte signaler.
Hvor,
Ε er en induceret emf
δΦB modificeres i magnetisk flux
N er nej. af vendinger i spolen
Maxwell-Faraday ligning
Generelt kan forholdet mellem den elektromagnetiske kraft, der er kendt som ε inden for en trådsløjfe omkring en overflade som Σ, såvel som det elektriske felt (E) inden i ledningen gives ved
elektrisk felt-i-maxwell
I ovenstående ligning er 'dℓ' et kurveelement på overfladen, der er kendt som 'Σ', der forener dette med fluxdefinitionen.
Maxwell-Faraday-ligningens integrerede form kan skrives som
magnetisk flux
Ovenstående ligning er en af Maxwell ligninger fra de fire ligninger og spiller derfor en væsentlig rolle inden for den klassiske elektromagnetisme teori.
integral-form-of-the-maxwell – faraday-ligning
Faradays lov og relativitet
Faradays lov angiver to forskellige fakta. Den ene er, at den elektromagnetiske kraft kan genereres gennem en magnetisk kraft over en ledning, såvel som transformatorens EMF kan genereres med en elektrisk kraft på grund af et magnetfeltændring.
I år 1861 gjorde James Clerk Maxwell opmærksom på den separate fysiske observerbare kendsgerning. Dette kan betragtes som et eksklusivt eksempel i fysiske begreber, hvor en sådan grundlæggende lov hæves for at tydeliggøre to sådanne forskellige fakta.
Albert Einstein blev observeret, at de to forhold begge kommunikerede mod en komparativ bevægelse mellem en magnet og en leder, og resultatet var uændret, som man rejste. Dette var en af de vigtigste baner, der førte ham til at udvide særlig relativitet.
Elektromagnetisk induktionseksperiment
Vi ved, at elektricitet kan transporteres af strømmen af elektroner, ellers strøm. En af de vigtigste og meget nyttige træk ved strøm er, at den laver sit eget magnetfelt, som kan anvendes i flere typer motorer såvel som apparater. Her skal vi give en idé om dette koncept ved at forklare elektromagnetisk induktionseksperiment.
elektromagnetisk induktionseksperiment
De krævede materialer i dette eksperiment inkluderer hovedsageligt tynd kobbertråd, 12V lanterne batteri, langt metal søm, 9V batteri, vippekontakt, wire cutters, elektrisk tape og papirclips.
- Forbindelser og det fungerer
- Tag en lang ledningslængde og tilslut til vippekontaktens positive o / p.
- Drej ledningen mindst 50 gange rundt om metalspik for at skabe en solenoid.
- Når ledningen er snoet, skal du slutte ledningen til batteriets minuspol.
- Tag et ledningsstykke, og slut dette til batteriets positive terminal og vippekontaktens negative terminal.
- Aktivér kontakten.
- Placer papirclipsene tæt på metal neglen.
Strømmen af strøm indeni kredsløbet vil gøre metal søm til at være magnetisk såvel som det vil magnetisere papirclips. Her genererer et 12V batteri en stærkere magnet sammenlignet med 9V batteriet.
Ansøgninger
De elektromagnetiske induktionsprincipper kan anvendes i adskillige enheder såvel som systemer. Nogle af de eksempler på elektromagnetisk induktion inkluderer følgende.
- Transformere
- Induktionsmotorer
- Elektriske generatorer
- Elektromagnetisk formning
- Hall-effektmålere
- Nuværende klemme
- Induktion madlavning
- Magnetiske flowmålere
- Grafiktablet
- Induktionssvejsning
- Induktiv opladning
- Spoler
- En lommelygte, der drives mekanisk
- Rowland ring
- Pickups
- Transkraniel magnetisk stimulering
- Trådløs energioverførsel
- Induktionstætning
Således handler det hele om Elektromagnetisk induktion . Det er en metode, hvor en leder er placeret inden for et varierende magnetfelt, som vil forårsage opfindelsen af en spænding på tværs af lederen. Dette vil medføre en elektrisk strøm. Princippet om elektromagnetisk induktion kan anvendes i forskellige applikationer som transformere, induktorer osv. Dette er grundlaget for alle slags elektromotorer og generatorer, som kan bruges til at generere elektricitet fra elektricitetsbevægelse. Her er et spørgsmål til dig, der opdagede elektromagnetisk induktion?
