Електромагнетна индукција се дефинише као индукцији електромоторне силе (напона) у медијуму или близу организма због присуства једног мења магнетног поља. Тај феномен је открио британски физичар и хемичар Мицхаел Фарадаи, током 1831. године, Фарадаиевим законом електромагнетне индукције.
Фарадаи је извршио експериментална испитивања са трајним магнетом окруженим завојницом жице и уочио индукцију напона на наведеној завојници и циркулацију подножја струје.
Мицхаел Фарадаи
Овај закон каже да је индуковани напон у затвореној петљи директно пропорционалан брзини промене магнетног тока током проласка кроз површину, у односу на време. Стога је изводљиво присуство напонске разлике (напона) на суседном телу услед утицаја различитих магнетних поља.
Заузврат, овај индуковани напон ствара циркулацију струје која одговара индукованом напону и импеданцији предмета анализе. Ова појава је принцип деловања електроенергетских система и уређаја свакодневне употребе, као што су: мотори, генератори и електрични трансформатори, индукцијске пећи, индуктори, батерије итд.
Формула и јединице
Електромагнетна индукција коју је приметио Фарадаи делила се са светом науке кроз математичко моделирање које омогућава понављање ове врсте појава и предвиђање њиховог понашања.
Формула
Да би се израчунали електрични параметри (напон, струја) повезани са феноменом електромагнетне индукције, прво је потребно дефинисати која је вредност магнетне индукције, тренутно позната као магнетно поље.
Да бисте знали који је магнетни ток који пролази кроз одређену површину, тада се мора израчунати продукт магнетне индукције по поменутом подручју. Тако:
Где:
Φ: Магнетни ток
Б: Магнетна индукција
С: Површина
Фарадаиев закон указује да се електромоторна сила која се индукује на околна тела даје брзином промене магнетног тока у односу на време, као што је детаљније наведено у наставку:
Где:
ε: Електромоторна сила
Замјеном вриједности магнетског тока у претходном изразу имамо сљедеће:
Ако се интеграли примене на обе стране једначине како би се разграничио коначни пут за подручје повезано са магнетним током, добија се прецизнија апроксимација потребног израчуна.
Надаље, на овај начин је ограничено и израчунавање електромоторне силе у затвореном кругу. Дакле, применом интеграције у оба члана једначине, добија се да:
Јединица мере
Магнетна индукција се мери у Међународном систему јединица (СИ) у Тесласу. Ова мерна јединица представљена је словом Т и одговара скупу следећих основних јединица.
Једна тесла еквивалентна је униформној магнетној индукцији која ствара магнетни ток од 1 вебера на површини од једног квадратног метра.
Према Цегесималном систему јединица (ЦГС), мерна јединица за магнетну индукцију су гауси. Еквивалентни однос између обе јединице је следећи:
1 тесла = 10 000 гауса
Мерна јединица за магнетну индукцију дугује име српскохрватском инжењеру, физичару и проналазачу Николи Тесли. Тако је названа средином 1960-их.
Како то функционише?
Назива се индукцијом јер не постоји физичка веза између примарних и секундарних елемената; према томе, све се дешава посредним и нематеријалним везама.
Појава електромагнетске индукције јавља се с обзиром на интеракцију линија линија променљивог магнетног поља на слободне електроне оближњег проводног елемента.
За то, предмет или медиј на коме се одвија индукција морају бити постављени окомито на линије силе магнетног поља. На овај начин, сила која делује на слободне електроне је већа и, сходно томе, електромагнетна индукција је много јача.
С друге стране, смер циркулације индуковане струје дат је правцем датим линијама променљивог магнетног поља.
Са друге стране, постоје три поступка помоћу којих се ток магнетног поља може мењати како би се индуковала електромоторна сила на оближње тело или објекат:
1- Измените модул магнетног поља, изменама интензитета протока.
2- Промените угао између магнетног поља и површине.
3- Измените величину својствене површине.
Затим, једном кад је магнетно поље модификовано, у суседном објекту се индукује електромоторна сила која ће, зависно од отпора струјања струје (импеданце), произвести индуковану струју.
У том редоследу идеја, удео поменуте индуковане струје биће већи или мањи од примарне струје, зависно од физичке конфигурације система.
Примери
Принцип електромагнетне индукције је основа рада електричних напонских трансформатора.
Коефицијент трансформације напонског трансформатора (пада или повећавање) дат је бројем намотаја које има сваки намот трансформатора.
Према томе, у зависности од броја намотаја, напон на секундарном нивоу може бити већи (појачани трансформатор) или нижи (падајући трансформатор), зависно од примене у међусобно повезаном електричном систему.
На сличан начин турбине за производњу електричне енергије у хидроелектричним центрима такође раде захваљујући електромагнетној индукцији.
У овом случају, лопатице турбине померају осовину ротације која се налази између турбине и генератора. То резултира мобилизацијом ротора.
Заузврат, ротор се састоји од низа намотаја који, када су у покрету, стварају променљиво магнетно поље.
Потоњи индукује електромоторну силу у статору генератора, који је повезан са системом који омогућава да се енергија добијена током процеса транспортује путем интернета.
Кроз два горе приказана примера, могуће је открити како је електромагнетна индукција део нашег живота у елементарним применама свакодневног живота.
Референце
- Електромагнетна индукција (сф). Опоравак од: елецтроницс-туториалс.вс
- Електромагнетна индукција (сф). Опоравак од: нде-ед.орг
- Данас у историји. 29. августа 1831. откривена је електромагнетна индукција. Опоравак од: мк.тухистори.цом
- Мартин, Т. и Серрано, А. (друго). Магнетна индукција. Политехнички универзитет у Мадриду. Мадрид, Шпанија. Опоравак од: монтес.упм.ес
- Санцлер, В. (сф). Електромагнетна индукција. Опоравак од: еустон96.цом
- Википедиа, Слободна енциклопедија (2018). Тесла (јединица). Опоравак од: ес.википедиа.орг