Baza ingineriei electrice moderne - fenomenul de inducție electromagnetică

Fenomenul inducției electromagnetice în ingineria electrică este unul dintre elementele de bază. A fost un mod experimental descoperit în 1831 de către fizicianul englez Michael Faraday. La acea vreme, se cunoștea că are loc o interacțiune între un conductor cu un curent și un magnet din apropiere. Se credea că acuzațiile staționare interacționează printr-un câmp electric, iar mișcarea (curentul) se manifestă printr-un câmp magnetic. Cu toate acestea, perspectiva utilizării practice a acestor cunoștințe asupra rezultatelor experimentului Faraday a fost foarte vagă. De fapt, omul de știință, descoperind fenomenul de inducție electromagnetică, a pus bazele ingineriei electrice moderne.

Experiența în sine era destul de simplă: un bar magnet permanent sa mutat și sa mutat în spațiul central dintre răsucirile bobinei. Conductoarele bobinelor au fost conectate la un dispozitiv sensibil pentru măsurarea valorilor joase ale curentului și tensiunii.

Sa observat că atunci când magnetul se mișcă, acul galvanometrului se abate de la punctul zero. Și abaterea era mai mare, cu atât magnetul se mișca mai mult. Dacă ne amintim că are doi poli și linii de intensitate a câmpului, atunci relația dintre fluxul magnetic și curentul de inducție indus devine evidentă.

Deoarece curentul spontan nu poate apărea în circuit, a fost făcută o concluzie logică cu privire la apariția unei forțe electromotive (EMF), care, la rândul său, permite apariția unui curent. Legea Faraday de inducție electromagnetică ne permite să afirmăm că influența unui câmp magnetic care variază în timp determină apariția unui câmp electric în schimbare și, în prezența unui circuit închis, un curent.

Fenomenul inducției electromagnetice a permis omului de știință să facă o concluzie revoluționară: cauza câmpului electric nu poate fi doar o sarcină, ci și o schimbare câmp magnetic. Mai târziu, el a formulat o generalizare. În acest fel, Legea lui Faraday pentru inducția electromagnetică spune: emf-ul creat de câmpul magnetic este direct dependent de viteza de schimbare a fluxului magnetic. Curentul generat pentru o buclă închisă este calculat în conformitate cu legea lui Ohm.

Fenomenul inducției electromagnetice este caracteristic nu numai conductorilor, ci și corpurilor conductive masive. Deci, un câmp magnetic în schimbare creează în grosimea conductorului (placă de oțel, etc.) curenți turbionari. Acestea determină încălzirea nedorită, prin urmare, diferite metode sunt utilizate pentru a le elimina (în transformatoare, plăci laminate oțel electric). Rețineți că în unele dispozitive sunt utilizate curenți turbionari (contoare de discuri).

Curând, în 1833, fizicianul E. Lenz a derivat o regulă din care inducerea EMF creează un curent de o asemenea direcție pentru a neutraliza cauza apariției sale. De exemplu: un câmp magnetic în schimbare creează un curent în conductor. Este direcționată astfel încât propriul câmp magnetic (este prezent în jurul conductorilor cu curent) contracarează cauza inițială.

Fenomenul de inducție electromagnetică a permis dezvoltarea tehnologiei electrice până la starea sa actuală. Este dificil să se furnizeze o listă completă a echipamentelor care o utilizează. De exemplu, funcționarea generatoarelor în centralele electrice se bazează pe acest fenomen. Cu toate acestea, proiectarea capacității de generare a trecut printr-o schimbare semnificativă de la Faraday, cu toate acestea, principiul general rămâne același: liniile câmpului magnetic se intersectează cu înaltă frecvență înfășurări conductoare a curentului electric, rezultând într-o forță electromotoare și, în cazul în buclă închisă curent electric. În plus față de generatoare și motoare, fenomenul de inducție este utilizat, de exemplu, în transformatoare.