Elektromagnetische inductie en wetten

De wetenschapper Michael Faraday werd ontdekt en publiceerde de Electromagnetic inductie in het jaar 1831. In het jaar 1832 werd de Amerikaanse wetenschapper Joseph Henry onafhankelijk ontdekt. Het basisconcept van elektromagnetische inductie is ontleend aan het idee van krachtlijnen. Hoewel wetenschappers op het moment van ontdekken eenvoudigweg zijn ideeën verwierpen, omdat ze niet wiskundig waren gemaakt. James Clerk Maxwell heeft de ideeën van Faraday gebruikt als basis voor zijn kwantitatieve elektromagnetische theorie. In het jaar 1834 heeft Heinrich Lenz de wet uitgevonden om de flux door het circuit te verklaren. De geïnduceerde EMF-richting kan worden ontvangen uit de wet van Lenz en de huidige resultaten van de elektromagnetische inductie.

Wat is elektromagnetische inductie?

De definitie van elektromagnetische inductie is het creëren van spanning of een elektromotorische kracht naar de chauffeur binnen een wisselend magnetisch veld. Over het algemeen wordt Michael Faraday erkend met de innovatie van inductie in het jaar 1831. James Clerk Maxwell heeft het wetenschappelijk beschreven terwijl het de wet van inductie van Faraday was. De geïnduceerde veldrichting kan worden ontdekt door de wet van Lenz. Daarna werd de wet van Faraday veralgemeend tot de vergelijking van Maxwell-Faraday. De toepassingen van elektromagnetische inductie omvatten elektrische componenten zoals transformatoren, smoorspoelen , evenals apparaten zoals generatoren en motoren ​

Faraday's wet van inductie en de wet van Lenz

De inductiewet van Faraday maakt gebruik van de ΦB-magnetische flux door een ruimte omgeven door een draadlus. Hier kan de flux worden beschreven door een oppervlakte-integraal.

magnetische flux

Waar ‘dA’ een oppervlakte-element is
‘Σ’ is omsloten door de draadlus
‘B’ is het magnetische veld.
‘B • dA’ is een puntproduct dat communiceert met de hoeveelheid magnetische flux.

De magnetische flux door de draadlus kan evenredig zijn met de nr. van magnetische fluxlijnen die de hele lus overschrijden.

Telkens wanneer de flux tijdens het oppervlak verandert, stelt de wet van Faraday dat de draadlus een EMF (elektromotorische kracht) krijgt. De meest voorkomende wet stelt dat de geïnduceerde EMF binnen elk gesloten circuit equivalent kan zijn aan de snelheid waarmee de magnetische flux die door het circuit wordt opgenomen, verandert.

Waar ‘ε’ de EMF is en ‘ΦB’ de magnetische flux. De richting van de elektromotorische kracht kan worden gegeven door de wet van Lenz, en deze wet stelt dat een geïnduceerde stroom die binnen de weg zal stromen, de transformatie zal weerstaan ​​die deze opwekte. Dit komt door het negatieve signaal in de eerdere vergelijking.

Om de opgewekte elektromagnetische kracht te verhogen, is een gewone benadering het ontwikkelen van een fluxverbinding door een strak gewikkelde draadlus te maken die is verzameld met N gelijke wendingen, elk met dezelfde magnetische flux die er doorheen gaat. De resulterende EMF is dan N keer die van 1 enkele draad.

ε = -N δΦB / ∂t

Een EMF kan worden gegenereerd door een afwijking van de magnetische flux door het draadlusoppervlak en kan op verschillende manieren worden verkregen.

• Het magnetisch veld (B) verandert
• De draadlus kan worden vervormd en het oppervlak (Σ) wordt gewijzigd.
• De richting van het oppervlak (dA) verandert en elke bovenstaande combinatie

Wet van Lenz Elektromagnetische inductie

De wet van Lenz elektromagnetische inductie stelt dat wanneer een elektromagnetische kracht wordt geproduceerd door de magnetische flux aan te passen op basis van de wet van Faraday, de geïnduceerde emf-polariteit een stroom genereert en het magnetische veld weerstaat aan de verandering die deze genereert.

ε = -N δΦB / ∂t

In de bovenstaande elektromagnetische inductievergelijking geeft het negatieve signaal aan dat de geïnduceerde emf, evenals de, wijzigen binnen magnetische flux (δΦB), omgekeerde signalen hebben.

Waar,

Ε is een geïnduceerde emf

δΦB wordt gewijzigd in magnetische flux

N is nee. van wendingen binnen de spoel

Maxwell-Faraday-vergelijking

Over het algemeen kan de relatie tussen de elektromagnetische kracht die bekend staat als ε binnen een draadlus rond een oppervlak zoals Σ, en het elektrische veld (E) binnen de draad worden gegeven door

elektrisch-veld-in-de maxwell

In de bovenstaande vergelijking is ‘dℓ’ een kromme-element van het oppervlak dat bekend staat als ‘Σ’, dat dit verenigt met de fluxdefinitie.
De integrale vorm van de Maxwell-Faraday-vergelijking kan worden geschreven als

magnetische flux

De bovenstaande vergelijking is een van de Maxwell-vergelijkingen uit de vier vergelijkingen en speelt daarom een ​​essentiële rol binnen de klassieke elektromagnetisme-theorie.

integrale-vorm-van-de-maxwell-faraday-vergelijking

Faraday's Law & Relativity

De wet van Faraday vermeldt twee verschillende feiten. Een daarvan is dat de elektromagnetische kracht kan worden gegenereerd door een magnetische kracht over een bewegende draad, en dat de EMF van de transformator EMF kan worden gegenereerd met een elektrische kracht als gevolg van een verandering in het magnetische veld.

In het jaar 1861 trok James Clerk Maxwell aandacht voor het afzonderlijke fysieke waarneembare feit. Dit kan worden beschouwd als een exclusief voorbeeld in natuurkundige begrippen waar een dergelijke basiswet wordt opgeworpen om twee van dergelijke ongelijke feiten duidelijk te maken.

Albert Einstein werd opgemerkt dat de twee condities beide communiceerden in de richting van een relatieve beweging tussen een magneet en een geleider, en het resultaat was ongewijzigd waardoor men reisde. Dit was een van de belangrijkste wegen die hem ertoe brachten de relativiteitstheorie uit te breiden.

Elektromagnetische inductie-experiment

We weten dat elektriciteit kan worden gedragen door de stroom van elektronen die anders stroom zouden zijn. Een van de belangrijkste en zeer nuttige kenmerken van stroom is dat het zijn eigen magnetisch veld maakt dat van toepassing is op verschillende soorten motoren en apparaten. Hier gaan we een idee geven over dit concept door het elektromagnetische inductie-experiment uit te leggen.

elektromagnetisch-inductie-experiment

De benodigde materialen voor dit experiment zijn voornamelijk dun koperdraad, 12 V lantaarnbatterij, lange metalen spijker, 9 V batterij, tuimelschakelaar, draadkniptang, elektrische tape en paperclips.

• Verbindingen en het werkt
• Neem een ​​lange draad en sluit deze aan op de positieve o / p van de tuimelschakelaar.
• Draai de draad minimaal 50 keer rond de metalen spijker om een ​​solenoïde te maken.
• Zodra het draaien van de draad is voltooid, sluit u de draad aan op de negatieve pool van de accu.
• Neem een ​​stuk draad en sluit dit aan op de pluspool van de accu en de minpool van de schakelaar.
• Activeer de schakelaar.
• Plaats de paperclips in de buurt van de metalen spijker.

De stroom van binnenin het circuit maakt de metalen spijker zowel magnetisch als paperclips. Hier zal een 12V-batterij een sterkere magneet genereren in vergelijking met de 9V-batterij.

Toepassingen

De elektromagnetische inductieprincipes kunnen in tal van apparaten en systemen worden toegepast. Enkele voorbeelden van elektromagnetische inductie omvatten de volgende.

• Transformatoren
• Inductiemotoren
• Elektrische generatoren
• Elektromagnetische vorming
• Hall-effectmeters
• Huidige klem
• Inductie koken
• Magnetische stroommeters
• Grafisch tablet
• Inductielassen
• Inductief opladen
• Inductoren
• Een zaklamp die mechanisch wordt aangedreven
• Rowland ring
• Afhalen
• Transcraniële magnetische stimulatie
• Draadloze energieoverdracht
• Inductie-afdichting

Dit gaat dus allemaal over Elektromagnetische inductie ​Het is een methode waarbij een geleider zich binnen een wisselend magnetisch veld bevindt, waardoor een spanning over de geleider wordt uitgevonden. Dit veroorzaakt een elektrische stroom. Het principe van elektromagnetische inductie kan worden toegepast in verschillende toepassingen zoals transformatoren, inductoren, etc. Dit is de basis van allerlei elektromotoren en generatoren die kunnen worden gebruikt voor het opwekken van elektriciteit uit elektrische beweging. Hier is een vraag voor jou, die elektromagnetische inductie heeft ontdekt?