Sähkömagneettinen induktio: Materiaalit, sovellukset, kaavat ja esimerkit

Sähkömagneettinen induktio: Määritelmä, sovellus ja kaavat sekä täydelliset esimerkit ongelmista - Tiedätkö mitä tarkoitetaan sähkömagneettisella induktiolla??? Jos et tiedä sitä, olet oikeaan aikaan vierailla guru Pendidikan.com -sivustolla. Koska tässä yhteydessä keskustelemme sähkömagneettisen induktion merkityksestä, sähkömagneettisen induktion soveltamisesta ja sähkömagneettisen induktion kaavasta sekä esimerkkejä täydellisistä kysymyksistä. Siksi katsotaanpa alla olevat arvostelut.

Elektromagneettinen induktio

Määritelmä sähkömagneettinen induktio

Pikalukulistanäytä
1.Määritelmä sähkömagneettinen induktio
2.Sähkömagneettisen induktion prosessi
2.1.Sähkömagneettisen induktion käyttö (indusoidun emf: n käyttö jokapäiväisessä elämässä)
2.2.Sähkögeneraattori
2.3.Muuntaja
3.Muuntajien tyypit
3.1.Ihanteellinen muuntaja
3.2.Muuntajan tehokkuus
3.3.Kela
3.4.Induktorityypit
3.5.Induktorin symboli
3.6.Induktorien käyttö elektronisissa järjestelmissä
3.7.Magneettikentän esiintyminen
3.8.Yksisuuntainen induktanssi
3.9.Vaihtuva induktanssi
instagram viewer
3.10.Induktorin lataus
3.11.Induktorin purkaus
3.12.Induktorin impedanssin laskeminen
3.13.Sähkömagneettinen induktiokaava
3.13.1.1. Magneettinen virtaus
3.13.2.Faradayn laki
3.13.3.2. Lenzin laki
3.14.Tekijät, jotka aiheuttavat sähkömoottorin voiman induktion
3.15.Induktanssi
3.16.Esimerkkejä sähkömagneettisista induktio-ongelmista
3.17.Jaa tämä:
3.18.Aiheeseen liittyvät julkaisut:

Sähkömagneettinen induktio on sähkövirran esiintyminen magneettivuon muutoksesta johtuen. Magneettivuo on tason läpi kulkevien magneettisten voimajohtojen määrä. Saksalainen tiedemies nimeltä Michael Faraday oli ajatus, että magneettikenttä voisi tuottaa sähkövirran. Vuonna 1821 Michael Faraday osoitti, että muuttuva magneettikenttä voi tuottaa sähkövirtaa.


Galvanometri on työkalu, jonka avulla voidaan määrittää, onko virtausvirta. Sähkömagneettista voimaa, joka syntyy magneettisten voimajohtojen määrän muutoksesta, kutsutaan emf: ksi induktio, kun taas virtaavaa virtaa kutsutaan indusoiduksi virraksi ja tapahtumaa kutsutaan induktioksi sähkömagneettinen.


Tekijöitä, jotka vaikuttavat indusoidun emf: n suuruuteen, ovat: (1) magneettikentän muutosnopeus, mitä nopeammin magneettikenttä muuttuu, sitä suurempi on indusoitu emf. (2) Kierrosten lukumäärä, mitä enemmän käännöksiä, sitä suurempi indusoitu emf syntyy. (3) Magneetin voimakkuus, mitä vahvemmat magneettiset oireet, sitä suurempi on indusoitu emf.


Sähkömagneettisen induktion prosessi

Sähkömagneettinen induktio on oire sähkömoottorin voiman syntymisestä kelassa / johtimessa, kun johtimen magneettivuo muuttuu tai kun johdin liikkuu kenttään nähden magneettinen.

Prosessi-esiintyminen-sähkömagneettinen-induktio

Kuva 1. Faradayn kokeilukuva

Kun magneetin pohjoisnapa siirretään kelaan, galvanometrin neula poikkeaa yhdestä suunnasta (esim. Oikealle). Galvanometrin neula osoittaa välittömästi takaisin nollaan (ei poikkea), kun magneetti jätetään hetkeksi kelaan. Kun tankomagneetti poistetaan, galvaanimittarin neula poikkeaa vastakkaiseen suuntaan (esim. Vasemmalle). Galvanometrin neula poikkeaa kelassa virtaavan virran vuoksi. Sähkövirta syntyy, koska kelan päissä syntyy potentiaaliero, kun tankomagneettia siirretään sisään tai ulos kelasta. Tätä potentiaalieroa kutsutaan Tyyli Gcrack Lvaimo Minäinduktio (indusoitu emf).


Kun tankomagneetti siirretään sisään, kelan ylittävien magneettisten voimajohtojen määrä kasvaa (galvanometri poikkeaa tai virtaa virtaa). Kun tankomagneetti on paikallaan hetken, galvaanimittarin neula palaa nollaan (virtaa ei virtaa). Kun tankomagneetti poistetaan, kelan yli leikkaavien magneettisten voimajohtojen määrä vähenee (galvanometri eroaa vastakkaiseen suuntaan). Joten kelan leikkaavien magneettisten voimajohtojen lukumäärän muutosten vuoksi kelan molemmissa päissä syntyy mahdollinen eroavaisuus tai indusoitu emf. Kelaa ylittävien magneettisten voimajohtojen lukumäärän muutoksesta johtuvaa sähkövirtaa kutsutaan indusoitu virta.


EMF: n määrittävät tekijät. Indusoidun emf: n suuruus riippuu kolmesta tekijästä, nimittäin;

  • kelan kierrosten määrä
  • magneetin sisääntulon ja poistumisen nopeus kelasta
  • käytetyn tankomagneetin vahvuus

Sähkömagneettisen induktion käyttö (indusoidun emf: n käyttö jokapäiväisessä elämässä)

Sähkömagneettisessa induktiossa tapahtuu muutos kineettisen energian muodossa sähköenergiaksi. Sähkömagneettista induktiota käytetään sähköenergian tuottamiseen. Sähkömagneettista induktiota käyttävät sähköenergiantuottajat ovat generaattoreita ja dynamoja.

Generaattorin ja dynamon sisällä on keloja ja magneetteja. Pyörivä kela tai magneetti aiheuttaa muutoksen kelan magneettisten voimajohtojen määrässä. Nämä muutokset aiheuttavat kelassa indusoidun emf: n.

Generaattorin ja dynamon tarjoama mekaaninen energia muunnetaan pyörimisliikeenergiaksi. Tämä aiheuttaa indusoidun emf: n syntymisen jatkuvasti kaavalla, joka toistuu säännöllisesti.

Sähkögeneraattori

Generaattori on laite, jolla mekaaninen energia muunnetaan sähköenergiaksi. Generaattoreita on kahta tyyppiä, nimittäin tasavirta- (DC) generaattorit tai dynamot ja vaihtovirta (AC) generaattorit tai vaihtovirtageneraattorit. Generaattori toimii sähkömagneettisen induktion periaatteella, nimittäin kiertämällä kelaa magneettikentässä niin, että indusoitunut emf syntyy.

AC-generaattori

Kuva 9. AC-generaattori

Jos N-kierrosta kelaa pyöritetään kulmanopeudella w, generaattorin tuottama indusoitu emf on:

= B.A.ω.N.sinθ

Indusoitu emf on suurin, jos = 90o tai sin = 1, niin että:

max = B.A.ω.N, joten yllä oleva yhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti:

= suurin synti

= indusoitu emf (Volt); max = suurin indusoitu emf (volttia)

N = kelan kierrosten lukumäärä; B = magneettinen induktio (T); A = kelan pinta-ala (m2)

= kelan kulmanopeus (rad / s); t = aika (t); = .t = kulma (o)


Muuntaja

Muuntaja tai muuntaja on työkalu vaihtamaan (lisätä tai laskea) vaihtojännitettä perustuen Sähkömagneettisen induktion periaate on siirtää sähköenergia induktiolla primäärikäämin läpi kelaan toissijainen. Muuntaja aiheuttaa emf: n sekundäärikäämeessä virran virtauksesta johtuvan muuttuvan magneettikentän vuoksi vaihtamalla sähköä primäärikäämeessä, jonka pehmeä rauta indusoi sekundäärikäämin.

Vaihdemuuntaja

Kuva 10. Vaihdemuuntaja

Muuntajia on kahta tyyppiä, nimittäin porrastetut ja alamuuntajat. Porrasmuuntajan tarkoituksena on lisätä vaihtovirtajännitelähdettä, toissijaisen kelan kierrosten määrä on enemmän kuin ensiökäämin kierrosten määrä. Vaihemuuntaja palvelee vaihtovirtajännitelähteen laskemista, sekundäärikäämityksen määrä on pienempi.

Muuntajan kaava

Np = ensiöjännite; Ns = toissijainen jännite

Pp = ensisijainen teho (wattia); Ps = toissijainen teho (wattia)

Ip = primäärivirran voimakkuus (A); Is = toisiovirta (A)


Muuntajien tyypit

Jos lähtöliittimen jännite on suurempi kuin muunnettu jännite, käytetty muuntaja toimii jännitteen tehostimena. Kääntäen, jos lähtöliitännän jännite on pienempi kuin muunnettu jännite, käytetty muuntaja toimii jännitteen alentajana. Täten muuntaja (muuntaja) on jaettu kahteen, nimittäin tehostemuuntajaan ja alamuuntajaan.

Tehostava muuntaja on muuntaja, joka toimii vaihtojännitteen lisäämiseksi. Tällä muuntajalla on seuraavat ominaisuudet:

  1. primäärikierrosten lukumäärä on pienempi kuin sekundäärikierrosten lukumäärä
  2. ensiöjännite on pienempi kuin toissijainen jännite,
  3. ensiövirta on suurempi kuin toisiovirta.

Vaihemuuntaja on muuntaja, joka toimii vaihtovirran alentamiseksi. Tällä muuntajalla on seuraavat ominaisuudet:

  1. kierrosluku ensiöosassa on suurempi kuin kierrosten määrä toissijaisessa
  2. ensiöjännite on suurempi kuin toissijainen jännite,
  3. ensiövirta on pienempi kuin toisiovirta.

  1. Ihanteellinen muuntaja

Muuntajan jännitteen ja virran suuruus riippuu kierrosten lukumäärästä. Jännite on verrannollinen kierrosten lukumäärään. Mitä enemmän kierroksia on, sitä suurempi jännite syntyy. Tämä koskee ensiö- ja toisiokäämiä. Ensiö- ja sekundäärikäämien lukumäärän suhde ensiö- ja toisiojännitteisiin muotoillaan rms12: ksi. Muuntajan sanotaan olevan ihanteellinen, jos energiaa ei menetetä lämpöön, toisin sanoen kun ensiökäämin sisään tulevan energian määrä on yhtä suuri kuin toissijaisesta kelasta poistuvan energian määrä. Ensiö- ja toissijaisten kelojen jännitteen ja virran suhde on muotoiltu rms2If: ksi jaettuna t: llä saadaan kaava rms3 Tässä tapauksessa kerroin (V × I) on teho (P) muuntaja.


Yllä olevien kaavojen perusteella ensiö- ja sekundäärikäämien lukumäärän suhde ensiövirtaan ja toissijainen voidaan formuloida rms4: ksi. Näin ollen ihanteelliselle muuntajalle sovelletaan seuraavaa yhtälöä. rms5 Kanssa:

Vp = ensiöjännite (tulojännite = Vi) voltteina (V)

Vs = toissijainen jännite (lähtöjännite = Vo) voltteina (V)

Np = ensisijaisten kierrosten lukumäärä

Ns = toissijaisten käännösten lukumäärä

Ip = primäärivirran vahvuus (tulovirran vahvuus = Ii) ampeereina (A)

Is = vahva sekundäärivirta (lähtövirta = Io) ampeereina (A)

  1. Muuntajan tehokkuus

Edellisessä osassa olet tutkinut ihanteellista muuntajaa tai muuntajaa. Todellisuudessa muuntaja ei ole koskaan ihanteellinen. Jos käytetään muuntajaa, lämpöenergiaa syntyy aina. Täten primäärikäämin sisään tuleva sähköenergia on aina suurempi kuin toissijaisesta kelasta tuleva energia. Tämän seurauksena ensisijainen teho on suurempi kuin toissijainen teho. Muuntajan tehon ja sähköenergian väheneminen määräytyy muuntajan hyötysuhteen suuruuden mukaan. Toissijaisen tehon ja primääritehon tai sekundaarienergian ja primäärienergian prosenttiosuuden välistä vertailua kutsutaan muuntajan hyötysuhteeksi. Muuntajan tehokkuus ilmaistaan.


Kela

Elektroniikassa Induktori on komponentti, joka toimii magneettisen induktion perusteella. Induktorit, joka tunnetaan myös nimellä kelat, on valmistettu ohuesta emaloidusta langasta. Induktori on valmistettu kuparista, annettu symboli L ja yksikkö Henry on lyhennetty H. Päätoiminto kela on luoda magneettikenttä. Induktori on lanka, joka on kierretty niin, että siitä tulee kela. Induktorin kykyä tuottaa magneettikenttää kutsutaan johtavuudeksi.

Induktanssin yksikkö on henry (H) tai sähkö (mH). Induktanssin lisäämiseksi materiaali työnnetään kelaan ytimenä. Rautasydämellä varustettua kelaa kutsutaan sähkömagneettiksi. Induktorilla on ominaisuus kestää AC-virtaa ja se johtaa DC-virtaa.

Induktorityypit

Erilaiset induktorit ydinmateriaalin mukaan voidaan jakaa neljään

Induktori ilmalla

Induktorin symboli

Induktorin symboli

Induktorien käyttö elektronisissa järjestelmissä

Sähkö- tai elektronipiirien induktoreita voidaan käyttää piireihin:

Induktorien käyttö elektronisissa järjestelmissä

Induktori toimii seuraavasti:

  1. missä magneettinen voima tapahtuu.
  2. jännitteen kerroin.
  3. värähtelygeneraattori.

Induktorit työskentelevät sen käytön perusteella:

  1. korkea taajuus antennikelassa ja oskillaattorissa.
  2. keskitaajuus MF-kelalla.
  3. matala taajuus tulomuuntajassa, lähtömuuntajassa, kaiutinkelassa, tehomuuntajassa, rele- ja suodatinkelassa.

Magneettikentän esiintyminen

Yksisuuntainen induktanssi

Kun johdamme sähkövirran kaapelin läpi, on magneettisia voimajohtoja. Kun kuljemme virtaa kelatuista lankoista tehdyn kelan tai kelan (kelan) läpi, samaan suuntaan tulee voimajohteita, jotka tuottavat magneettikentän. Magneettikentän voimakkuus on yhtä suuri kuin magneettisten voimajohtojen lukumäärä ja on suoraan verrannollinen kelassa olevien kelojen lukumäärän ja kelan läpi kulkevan sähkövirran tuloon.

Induktori kytketty DC-jännitelähteeseen
Induktori kytketty DC-jännitelähteeseen

Vaihtuva induktanssi

Jos nämä kaksi kelaa sijoitetaan lähelle toisiaan ja yhdelle keloista (L1) annetaan vaihtovirta, L1: ssä tapahtuu magneettivuo. Tämä magneettivuo kulkee toisen kelan (L2) läpi ja tuottaa emf (sähkömoottorivoiman) L2-kelalle. Tällaista vaikutusta kutsutaan keskinäiseksi induktioksi. Tällaisia ​​asioita kohtaamme yleensä tehomuuntajissa.

Induktori on kytketty vaihtovirtajännitelähteeseen
Induktori on kytketty vaihtovirtajännitelähteeseen

Kelan aikaansaamaa vastusta kutsutaan induktiiviseksi reaktanssiksi. Induktiiviselle reaktanssille annetaan symboli XL ohmina.

XL = 2πfL

Tiedot:

π = 3.14

F = vaihtovirran taajuus (Hz)

L = induktanssi (Henry)

= kulmanopeus (2πfL)

XL = induktiivinen reaktanssi ()


Induktorin lataus

Kun ohitamme sähkövirran I, on olemassa magneettisia voimajohtoja. Kun siirrämme virran kelatuista lankoista tehdyn kelan tai kelan (kelan) läpi, samassa suunnassa on voimajohtoja, jotka tuottavat magneettikentän. Magneettikentän voimakkuus on yhtä suuri kuin magneettisten voimajohtojen lukumäärä ja on suoraan verrannollinen kelassa olevien kelojen lukumäärän ja kelan läpi kulkevan sähkövirran tuloon. Esimerkkiverkko:

Induktiivinen latauspiiri DC-jännitteellä
Induktiivinen latauspiiri DC-jännitteellä

Kun vaihtovirta virtaa induktorissa, syntyy indusoitu sähkömoottorivoima (emf) tarkoittaa, että virta ja jännite eroavat vaiheittain / 2 = 900 ja virta viivästyy jännitteestä 900: sta. 2Лf on vastus virran virtaukselle.

Induktanssilatauspiiri vaihtovirralla
Induktanssilatauspiiri vaihtovirralla

Induktorin purkaus

Kun sähkövirta l on täyttänyt käämityksen, virta liikkuu latausprosessia vastakkaiseen suuntaan siten, että magneettikentän muodostuminen sama magneettisen voiman linja suorittaa käämityksen toiminnon, mitä suurempi tuotetun L: n (induktanssin) arvo on, sitä pidempi prosessi sen tyhjennys.

Induktanssin purkauspiiri
Induktanssin purkauspiiri

Induktorin impedanssin laskeminen

Kun XL-arvo on saatu, impedanssi voidaan laskea:

Z: tä kutsutaan sarjan impedanssiksi yksiköillä (ohmia).


Sähkömagneettinen induktiokaava

1. Magneettinen virtaus

Magneettivuo määritellään magneettikentän B (lue: magneettikenttä) tulona kentän A pinta-alalla, joka on kohtisuorassa magneettiseen induktioon. Matemaattisesti vuokaava on

= BA

magneettinen virtaus

Itse asiassa magneettinen induktio B ei ole aina kohtisuorassa tasoon nähden, se voi muodostaa tietyn kulman. Oletetaan, että on indusoitu magneettikenttä, joka muodostaa kulman teetan normaalin viivan kanssa, jolloin tuloksena olevan magneettivuon suuruus on

= BA cos

= Magneettivuo
B = magneettinen induktio
A = alue
= magneettisen induktiosuunnan B ja tason normaaliviivan suunnan välinen kulma

Faradayn laki

Faradayn tekemien kokeiden tulokset johtivat lakiin, joka kuuluu:

  • Kun kelaan tulevan magneettivuon määrä muuttuu, kelan päissä on indusoitu sähkömoottori (indusoitu emf).
  • Indusoidun sähkömoottorin voiman suuruus riippuu vuon muutosnopeudesta ja kierrosten lukumäärästä.

Matemaattisesti saatu emf voidaan määrittää kaavan avulla

= -N (ΔΦ / Δt)

(negatiivinen merkki osoittaa induktiosuunnan)

kanssa

= indusoitu emf (volttia)
N = käännösten lukumäärä
/ Δt = magneettivuon muutosnopeus

Edellä esitetystä kaavasta johtuen magneettivuon muutoksen aikaansaamiseksi indusoidun emf: n tuottamiseksi se voidaan tehdä useilla tavoilla, mukaan lukien:

  • suurentaa magneettisen induktion B muutosta
  • vähentää A-kentän pintaa, jonka läpi magneettikenttä kulkee.
  • vähentää kulmaa

2. Lenzin laki

Lenzin lain mukaan "indusoitu virta ilmestyy siihen suuntaan, että induktion suunta vastustaa tuloksena olevaa muutosta. Toisin sanoen johtimessa esiintyvän indusoidun virran suunta luo magneettikentän, joka vastustaa muuttuvan magneettikentän syytä. Katso alla olevaa kuvaa

lentz-laki

Yllä olevan kuvan perusteella

  • suunta v on muutoksen syyn suunta
  • lorentz-voiman FL suunta on aina vastakkainen v: n suuntaan
  • oikean käden säännön avulla saamme suunnan I P: stä Q: een

Lenzin lain kaava

= B. l v

Itseinduktio EMF (Henryn laki)
Jos johtimessa virtaava virta muuttuu joka kerta, tapahtuu johtimen itse aiheuttama emf ja Josep Henry muotoillaan seuraavasti:

= -L (dI / s)

kanssa:

= itse aiheuttama emf (volttia)
L = itseinduktanssi
dI / dt = virran muutoksen suuruus aikayksikköä kohti (A / s)

Itseinduktio (L) on emf, joka esiintyy johtimessa ja nykyinen voimakkuus muuttuu 1 A sekunnissa. Johtimen itsensä induktion suuruus on muotoiltu seuraavasti:

L = N2 / I

kanssa:
L = itseinduktanssi
N = kelan kierrosten lukumäärä
= magneettivuo (Wb)
I = nykyinen vahvuus


Tekijät, jotka aiheuttavat sähkömoottorin voiman induktion

Indusoidun emf: n pääasiallinen syy on lankasilmukan sulkeman magneettivuon muutos. Magneettivuon suuruus on ilmoitettu yhtälössä (1). Siten on kolme tekijää, jotka aiheuttavat emf: n kelassa, nimittäin:

  1. Sähkömoottori, joka johtuu kelan laajenemisesta sähkömagneettisessa kentässä

Kuva 5. Käämin laajeneminen sähkömagneettisessa kentässä

Oletetaan, että kenttä B on kohtisuorassa U-muotoisen johtimen rajoittaman pinnan kanssa. Toinen johdin, joka voi liikkua nopeudella v, on kiinnitetty johtimeen U. Ajassa t liikkuva johtaja kulkee matkan:

x = v

Siten kelan pinta-ala kasvaa:

A = l. x = l .v .Δt

Faradayn lain perusteella on indusoitu emf, jonka suuruus ilmaistaan ​​yhtälössä:

= B. l . v


  1. Induktiosähkömoottori, joka johtuu muutoksista kelan kulmassa suuntaan kohti sähkömagneettista kenttää
Induktiosähkömoottori, joka johtuu kelan kulman suuntauksen muutoksesta

Kuva 6. Käämin kulman suuntauksen muutos sähkömagneettista kenttää vastaan

Magneettisen induktion B ja normaalitason suunnan välisen kulman muutokset voivat aiheuttaa indusoidun emf: n, jonka suuruus voidaan määrittää yhtälöllä (4). Koska B: n ja A: n arvot ovat vakioita, se saadaan:

Tiedot:

= indusoitu emf (volttia)

N = käännösten lukumäärä

B = magneettinen induktio (Wb / m2)

A = kelan pinta-ala (m2)

= kulmanopeus (rad / s)


  1. Induktiosähkömagneettinen voima johtuen magneettisen induktion muutoksista

Muutokset magneettisessa induktiossa voivat myös aiheuttaa indusoidun emf: n vakiolla kelakentän alueella, joka ilmaistaan ​​seuraavasti:

Induktio johtuu magneettisen induktion muutoksista

Kuva 7. Induktioemf johtuu magneettisen induktion muutoksista


Induktanssi

Itseinduktanssi

Kuva 8. Itseinduktanssi

Käämi loisteputken kanssa rinnakkain on kytketty jännitelähteeseen (akku). Kun kytkin on suljettu, lamppu ei syty, koska virta virtaa kelaan, joten loisteputken läpi kulkee hyvin vähän tai ei lainkaan virtaa. Kelan läpi virran läsnäolo luo kelan ympärille magneettikentän. Tehtyjen havaintojen perusteella käy ilmi, että kun virta katkaistaan ​​avaamalla kytkin, valo syttyy hetkeksi, sitten himmenee ja sammuu.


Kun kytkin avataan, kelan virta katoaa yhtäkkiä, mikä johtaa sen ympärillä olevan magneettivuon muutokseen nykyisestä olemattomaan. Joten syntyy mikä osoittaa indusoidun GG: n läsnäolon kelassa itsessään ja sytyttää loisteputken. Syntyvää emf: ää kutsutaan kelan itse aiheuttamaksi emf: ksi (koska se syntyy itse kelasta). "Itse aiheuttaman emf: n suuruus on verrannollinen nykyisen voimakkuuden muutosnopeuteen ajan myötä."


Muotoiltu seuraavasti:

E = - L

L = Itseinduktio, yksikkö on Henry

E = indusoitu emf, yksikkö on Volt

= virran muutosnopeus, yksikkö ampeeria sekunnissa

Negatiivinen merkki osoittaa, että indusoitu emf on indusoidun emf: n vastainen (Lenzin laki). Koska kelan virran muutos tarkoittaa muutosta kelan magneettivuossa,

silloin Faradayn lakia E = - N voidaan käyttää:

- L = - N = L di = N dϕ tai L i = Nϕ

Sitten L =

1 Henry: n johtimen itsensä induktanssi määritellään 1 ampeerin sekunnin virran voimakkuuden muutokseksi säännöllisesti, mikä aiheuttaa itsensä aiheuttaman 1 voltin emf: n. Jos kela on solenoidi tai kilpirauhasen, sen itseinduktanssi voidaan määrittää seuraavasti

Magneettinen induktio solenoidin keskellä

B =o n i =o

Vaikka = B A =o

Koska L = =, niin L =

L = solenoidi tai toroidi-induktanssi

μo = Tyhjiön läpäisevyys

N = käännösten lukumäärä

A = Solenoidin tai toroidin poikkipinta-ala

? = solenoidin tai toroidin pituus

Induktoriin varastoitu energia

Olemme nähneet, että johtimen tuottama teho, jonka kautta virta i kulkee, on P = Ei, tässä tapauksessa E = L; P = Li i, kun taas P =, sitten = Li i; dW = L di

Induktorissa olevan työn / energian saamiseksi niin kauan kuin virta muutetaan nollasta 1: een, = L

W = L L i2


Esimerkkejä sähkömagneettisista induktio-ongelmista

1. Käämi, jossa on 100 kierrosta 0,01 sekunnissa, aiheuttaa muutoksen magneettivuossa 10-4 Wb, mikä on indusoitu emf kelan päissä?

a. 1 volttia c. 50 volttia E. 300 volttia
b. 5 volttia d. 7,5 volttia

Keskustelu

Tunnetaan
N = 100 kierrosta
dΦ / dt = 10-4 Wb / 0,01 s = 10-2 Wb / s
= -N (dΦ / s)
ε = – 100 (10-2)
= -1 volttia
(negatiivinen merkki osoittaa vain indusoidun virran suunnan)

Niin kelan päissä syntyvä sähkömagneetin aiheuttama kokonaisemf on 1 voltti


Johtopäätös

Sähkövoiman (emf) syntyminen kelaan vain, kun magneettisten voimajohtojen lukumäärä muuttuu. Sähkömagneettista voimaa, joka syntyy magneettisten voimajohtojen määrän muutoksesta, kutsutaan emf: ksi induktio, kun taas virtaavaa virtaa kutsutaan indusoiduksi virraksi ja tapahtumaa kutsutaan induktioksi sähkömagneettinen. On useita tekijöitä, jotka vaikuttavat indusoidun emf: n suuruuteen:

  1. Magneettikentän muutosnopeus. Mitä nopeammin magneettikenttä muuttuu, sitä suurempi indusoitu emf syntyy.
  2. Kierrosten lukumäärä Mitä enemmän käännöksiä, sitä suurempi indusoitu emf syntyy.
  3. Magneettinen vahvuus Mitä vahvempi magneetti on, sitä suurempi on indusoitu emf.

Sähkömagneettisen induktion käsitettä voidaan soveltaa sellaisissa teknologisissa tuotteissa kuin;

  1. Generaattori on laite, joka muuntaa kineettisen energian sähköenergiaksi. Käytetty periaate on kulman muutos Faradayn lain mukaan siten, että magneettivuo muuttuu.
  2. Muuntaja tai muuntaja on työkalu vaihtamaan (lisätä tai laskea) vaihtojännitettä perustuen Sähkömagneettisen induktion periaate on siirtää sähköenergia induktiolla primäärikäämin läpi kelaan toissijainen.
  3. Induktori on komponentti, jonka toimintatapa perustuu magneettiseen induktioon. Induktorit, joka tunnetaan myös nimellä kelat, on valmistettu ohuesta emaloidusta langasta. Induktori on lanka, joka on kierretty niin, että siitä tulee kela. Induktorin kykyä tuottaa magneettikenttää kutsutaan johtavuudeksi.
Bibliografia
Crowell, B., 2006. Käsitteellinen fysiikka. s.l.:s.n.
Handayani, S., 2009. Fysiikka lukioluokalle XII. Jakarta: Kansallisen opetusministeriö.

Se on materiaaliarvio Täydellinen sähkömagneettinen induktioToivottavasti yllä tarkasteltu on hyödyllistä. Siinä kaikki ja kiitos.

Lue myös muita aiheeseen liittyviä artikkeleita täältä:

  • Sähkömagneettiset aallot: määritelmä, ominaisuudet, tyypit ja kaavat sekä esimerkkejä täydellisistä ongelmista
  • Tasavirtasähkö: Määritelmä ja lähteet sekä täydelliset esimerkit ongelmista