Ang electromagnetic induction ay tinukoy bilang induction ng isang elektromotikong puwersa (boltahe) sa isang daluyan o malapit sa katawan dahil sa pagkakaroon ng pagbabago ng magnetic field. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay natuklasan ng British pisisista at chemist Michael Faraday, sa kurso ng taon 1831, sa pamamagitan ng batas ng Faraday ng electromagnetic induction.
Isinasagawa ni Faraday ang mga pagsubok sa eksperimento na may isang permanenteng magnet na napapaligiran ng isang likid na kawad at naobserbahan ang induction ng isang boltahe sa sinabi na coil, at ang sirkulasyon ng isang pinagbabatayan na kasalukuyang.
Michael Faraday
Ang batas na ito ay nagsasaad na ang sapilitan na boltahe sa isang saradong loop ay direktang proporsyonal sa rate ng pagbabago ng magnetic flux habang dumadaan ito sa isang ibabaw, na may paggalang sa oras. Sa gayon, posible na mapukaw ang pagkakaroon ng isang pagkakaiba sa boltahe (boltahe) sa isang katabing katawan dahil sa impluwensya ng iba't ibang mga patlang na magnet.
Kaugnay nito, ang sapilitan na boltahe ay nagbibigay ng pagtaas sa sirkulasyon ng isang kasalukuyang naaayon sa sapilitang boltahe at ang impedance ng object of analysis. Ang kababalaghan na ito ay ang prinsipyo ng pagkilos ng mga sistema ng kuryente at aparato ng pang-araw-araw na paggamit, tulad ng: motorsiklo, henerator at elektrikal na mga transpormer, mga kagamitan sa induction, inductors, baterya, atbp.
Pormula at mga yunit
Ang electromagnetic induction na sinusunod ni Faraday ay ibinahagi sa mundo ng agham sa pamamagitan ng pagmomolde ng matematika na nagbibigay-daan sa pagtitiklop ng ganitong uri ng mga phenomena at hulaan ang kanilang pag-uugali.
Pormula
Upang makalkula ang mga de-koryenteng mga parameter (boltahe, kasalukuyang) na nauugnay sa kababalaghan ng electromagnetic induction, una kinakailangan na tukuyin kung ano ang halaga ng magnetic induction, na kasalukuyang kilala bilang magnetic field.
Upang malaman kung ano ang magnetic flux na dumadaan sa isang tiyak na ibabaw, kung gayon ang produkto ng magnetic induction ng nasabing lugar ay dapat kalkulahin. Kaya:
Kung saan:
Φ: Magnetic flux
B: Magnetic induction
S: Ibabaw
Ipinapahiwatig ng Batas ng Faraday na ang puwersa ng elektromotiko na naapektuhan sa mga kalapit na katawan ay binibigyan ng rate ng pagbabago ng magnetic flux na may paggalang sa oras, tulad ng detalyado sa ibaba:
Kung saan:
force: lakas ng elektromotiko
Sa pamamagitan ng paghahalili ng halaga ng magnetic flux sa nakaraang expression, mayroon tayong mga sumusunod:
Kung ang mga integral ay inilalapat sa magkabilang panig ng equation upang matanggal ang isang may hangganan na landas para sa lugar na nauugnay sa magnetic flux, isang mas tumpak na pag-asa ng kinakailangang pagkalkula ay nakuha.
Bukod dito, ang pagkalkula ng puwersa ng elektromotiko sa isang saradong circuit ay limitado rin sa ganitong paraan. Kaya, kapag nag-aaplay ng pagsasama sa parehong mga miyembro ng ekwasyon, nakuha ito na:
Yunit ng pagsukat
Sinusukat ang magnetikong induction sa International System of Units (SI) sa Teslas. Ang yunit ng pagsukat na ito ay kinakatawan ng letrang T, at tumutugma sa hanay ng mga sumusunod na pangunahing yunit.
Ang isang tesla ay katumbas ng pare-parehong magnetic induction na gumagawa ng isang magnetic flux na 1 weber sa isang ibabaw ng isang square meter.
Ayon sa Cegesimal System of Units (CGS), ang yunit ng pagsukat para sa magnetic induction ay ang mga gaus. Ang ugnayan ng pagkakapareho sa pagitan ng parehong mga yunit ay ang mga sumusunod:
1 tesla = 10,000 gaus
Ang yunit ng pagsukat para sa magnetic induction ay may utang sa pangalan nito sa engineer ng Serbo-Croatian, pisiko at imbentor na si Nikola Tesla. Ito ay pinangalanan sa ganitong paraan noong kalagitnaan ng 1960s.
Paano ito gumagana?
Ito ay tinatawag na induction dahil walang pisikal na koneksyon sa pagitan ng pangunahing at pangalawang elemento; dahil dito, ang lahat ay nangyayari sa pamamagitan ng hindi tuwirang at hindi nasasalat na mga koneksyon.
Ang kababalaghan ng electromagnetic induction ay nangyayari dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga linya ng puwersa ng isang variable na magnetic field sa mga libreng elektron ng isang malapit na pagsasagawa ng elemento.
Para sa mga ito, ang bagay o daluyan kung saan nagaganap ang induction ay dapat na isagawa patayo sa mga linya ng puwersa ng magnetic field. Sa ganitong paraan, ang lakas na ipinatupad sa mga libreng elektron ay mas malaki at, dahil dito, ang elektromagnetic induction ay mas malakas.
Kaugnay nito, ang direksyon ng sirkulasyon ng sapilitan kasalukuyang ay ibinibigay ng direksyon na ibinigay ng mga linya ng puwersa ng variable na magnetic field.
Sa kabilang banda, mayroong tatlong mga pamamaraan kung saan maaaring mag-iba ang magnetic field flux upang magawa ang isang elektromotikong puwersa sa isang kalapit na katawan o bagay:
1- Baguhin ang modyul ng magnetic field, sa pamamagitan ng mga pagkakaiba-iba sa intensity ng daloy.
2- Baguhin ang anggulo sa pagitan ng magnetic field at sa ibabaw.
3- Baguhin ang laki ng likas na ibabaw.
Pagkatapos, kapag ang isang magnetic field ay nabago, isang puwersa ng elektromotibo ay sapilitan sa kalapit na bagay na, depende sa paglaban sa kasalukuyang sirkulasyon na tinataglay nito (impedance), ay gagawa ng isang sapilitan na kasalukuyang.
Sa pagkakasunud-sunod ng mga ideya, ang proporsyon ng sinabi na sapilitan kasalukuyang ay mas malaki o mas mababa kaysa sa pangunahing kasalukuyang, depende sa pisikal na pagsasaayos ng system.
Mga halimbawa
Ang prinsipyo ng electromagnetic induction ay ang batayan ng pagpapatakbo ng mga de-koryenteng transpormador ng boltahe.
Ang ratio ng pagbabagong-anyo ng isang transpormer ng boltahe (step-down o step-up) ay ibinibigay ng bilang ng mga paikot-ikot na mayroon ng bawat pag-ikot ng transpormer.
Kaya, depende sa bilang ng mga coils, ang boltahe sa pangalawang ay maaaring mas mataas (step-up transpormer) o mas mababa (step-down transpormer), depende sa application sa loob ng magkakaugnay na sistema ng elektrikal.
Sa isang katulad na paraan, ang mga turbina na bumubuo ng kuryente sa mga sentro ng hydroelectric ay nagpapatakbo din salamat sa electromagnetic induction.
Sa kasong ito, ang mga blades ng turbine ay gumagalaw sa axis ng pag-ikot na matatagpuan sa pagitan ng turbine at generator. Pagkatapos nito ay nagreresulta sa pagpapakilos ng rotor.
Kaugnay nito, ang rotor ay binubuo ng isang serye ng mga paikot-ikot na, kapag kumikilos, ay magbabangon sa isang variable na magnetic field.
Ang huli ay nagtutulak ng isang elektromotikong puwersa sa stator ng generator, na kung saan ay konektado sa isang system na nagpapahintulot sa enerhiya na nabuo sa panahon ng proseso na maipadala online.
Sa pamamagitan ng dalawang halimbawa na itinakda sa itaas ay magagawa upang makita kung paano ang electromagnetic induction ay bahagi ng ating buhay sa mga pang-elemental na aplikasyon ng pang-araw-araw na buhay.
Mga Sanggunian
- Electromagnetic induction (sf). Nabawi mula sa: electronics-tutorials.ws
- Electromagnetic induction (sf). Nabawi mula sa: nde-ed.org
- Ngayon sa kasaysayan. Agosto 29, 1831: Natuklasan ang elektromagnetikong induction. Nabawi mula sa: mx.tuhistory.com
- Martín, T., at Serrano, A. (nd). Magnetic induction. Polytechnic University ng Madrid. Madrid, Spain. Nabawi mula sa: montes.upm.es
- Sancler, V. (sf). Electromagnetic induction. Nabawi mula sa: euston96.com
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Tesla (yunit). Nabawi mula sa: es.wikipedia.org