אינדוקציה אלקטרומגנטית: חומרים, יישומים, נוסחאות ודוגמאות

אינדוקציה אלקטרומגנטית: הגדרה, יישום ונוסחאות יחד עם דוגמאות מלאות לבעיות - האם אתה יודע מה הכוונה באינדוקציה אלקטרומגנטית??? אם אינך יודע זאת, אתה נמצא בזמן הנכון לבקר אצל גורו Pendidikan.com. מכיוון שבהזדמנות זו נדון במשמעות של אינדוקציה אלקטרומגנטית, יישום אינדוקציה אלקטרומגנטית והנוסחה לאינדוקציה אלקטרומגנטית יחד עם דוגמאות לשאלות שלמות. לכן, בואו נסתכל על הביקורות למטה.

השראות אלקטרומגנטית

הגדרת אינדוקציה אלקטרומגנטית

רשימת קריאה מהירההופעה
1.הגדרת אינדוקציה אלקטרומגנטית
2.תהליך האינדוקציה האלקטרומגנטית
2.1.יישום אינדוקציה אלקטרומגנטית (יישום של emf המושרה בחיי היומיום)
2.2.גנרטור חשמלי
2.3.שַׁנַאי
3.סוגי רובוטריקים
3.1.שנאי אידיאלי
3.2.יעילות שנאי
3.3.מַשׁרָן
3.4.סוגי משרנים
3.5.סמל משרן
3.6.שימושים במשרנים במערכות אלקטרוניות
3.7.התרחשות של שדה מגנטי
3.8.השראות חד כיוונית
3.9.השראות מתחלפות
3.10.טעינת משרן
3.11.פריקה של משרן
3.12.חישוב עכבה משרן
3.13.נוסחת אינדוקציה אלקטרומגנטית
3.13.1.1. שטף מגנטי
3.13.2.חוק פאראדיי
3.13.3.2. חוק לנץ
3.14.גורמים הגורמים להשראת כוח אלקטרו
3.15.הַשׁרָאוּת
3.16.דוגמאות לבעיות אינדוקציה אלקטרומגנטית
3.17.שתף זאת:
3.18.פוסטים קשורים:
instagram viewer

אינדוקציה אלקטרומגנטית היא התרחשות של זרם חשמלי עקב שינוי בשטף המגנטי. שטף מגנטי הוא מספר קווי הכוח המגנטיים העוברים במישור. מדען מגרמניה בשם מייקל פאראדיי היה הרעיון ששדה מגנטי יכול לייצר זרם חשמלי. בשנת 1821 הוכיח מייקל פאראדי ששדה מגנטי משתנה יכול לייצר זרם חשמלי.


גלוונומטר הוא כלי שניתן להשתמש בו כדי לקבוע אם זרם חשמלי זורם. הכוח האלקטרו-מנוע שנוצר עקב שינוי במספר קווי הכוח המגנטיים נקרא emf אינדוקציה, בעוד שהזרם הזורם נקרא זרם מושרה והאירוע נקרא אינדוקציה אלקטרומגנטית.


גורמים המשפיעים על גודל emf המושרה הם: (1) מהירות השינוי בשדה המגנטי, ככל שהשדה המגנטי משתנה מהר יותר, כך emf המושרה גדול יותר. (2) מספר הסיבובים, ככל שיותר סיבובים, כך גדל EMF המושרה שעולה. (3) חוזק המגנט, ככל שהתופעה המגנטית חזקה יותר, כך גדל EMF המושרה.


תהליך האינדוקציה האלקטרומגנטית

אינדוקציה אלקטרומגנטית היא סימפטום להופעת כוח אלקטרומוטורי בסליל / מוליך כאשר יש שינוי בשטף המגנטי במוליך או כאשר המוליך נע יחסית לשדה מַגנֶטִי.

תהליך-התרחשות-אינדוקציה אלקטרומגנטית

תמונה 1. איור הניסוי של פאראדיי

כאשר הקוטב הצפוני של המגנט מועבר לסליל, מחט הגלוונומטר חורגת לכיוון אחד (למשל ימינה). מחט הגלוונומטר מכוונת מיד לאפס (אינה חורגת) כאשר המגנט נותר לרגע בסליל. כאשר מסלקים את מגנט הבר, מחט הגלוונומטר תסטה בכיוון ההפוך (למשל שמאלה). מחט הגלוונומטר חורגת עקב הזרם הזורם בסליל. זרם חשמלי מתעורר מכיוון שבקצות הסליל נוצר הבדל פוטנציאלי כאשר מגנט הבר נע או נכנס אל מחוץ לסליל. ההבדל הפוטנציאלי הזה נקרא סִגְנוֹן זסדק לאשה אניאינדוקציה (emf מושרה).


כאשר מגנט הבר מועבר פנימה, יש עלייה במספר קווי הכוח המגנטיים החוצים את הסליל (הגלוונומטר חורג או שזרם זורם). כאשר מגנט הבר עומד לרגע אז מחט הגלוונומטר חוזרת לאפס (אין זרם זורם). כאשר מסלקים את מגנט הבר יש הפחתה במספר קווי הכוח המגנטיים החוצים את הסליל (הגלוונומטר מתפנה בכיוון ההפוך). לכן, בגלל שינויים במספר קווי הכוח המגנטיים החותכים את הסליל, אז בשני קצוות הסליל מתעורר הבדל פוטנציאלי אוֹ emf המושרה. הזרם החשמלי הנגרם על ידי שינוי במספר קווי הכוח המגנטיים החוצים את הסליל נקרא זרם המושרה.


גורמים הקובעים את EMF. גודל EMF המושרה תלוי בשלושה גורמים, כלומר;

  • מספר סיבובי סליל
  • מהירות כניסה ויציאה של המגנט מהסליל ומחוצה לו
  • חוזק מגנט הבר המשמש

יישום אינדוקציה אלקטרומגנטית (יישום של emf המושרה בחיי היומיום)

באינדוקציה אלקטרומגנטית חל שינוי בצורת האנרגיה הקינטית לאנרגיה חשמלית. אינדוקציה אלקטרומגנטית משמשת לייצור אנרגיה חשמלית. מחוללי אנרגיה חשמלית המפעילים אינדוקציה אלקטרומגנטית הם גנרטורים ודינמו.

בתוך הגנרטור והדינמו יש סלילים ומגנטים. הסליל או המגנט המסתובבים גורמים לשינוי במספר קווי הכוח המגנטיים בסליל. שינויים אלה גורמים ל- emf המושרה בסליל.

האנרגיה המכנית שמספק הגנרטור והדינמו מומרת לאנרגיית תנועה סיבובית. זה גורם להיווצרות EMF המושרה באופן רציף עם דפוס שחוזר על עצמו מעת לעת.

גנרטור חשמלי

גנרטור הוא מכשיר להמרת אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. ישנם שני סוגים של גנרטורים, כלומר גנרטורים לזרם ישר (DC) או דינמו וגנרטורים או גנרטורים לזרם חילופין (AC). הגנרטור עובד על בסיס עקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית, כלומר על ידי סיבוב סליל בשדה מגנטי כך שייווצר EMF המושרה.

גנרטור AC

איור 9. גנרטור AC

אם הסליל עם סיבובי N מסתובב במהירות זוויתית w, אז EMF המושרה המיוצר על ידי הגנרטור הוא:

= B.A.ω.N.sinθ

EMF המושרה יהיה מקסימלי אם = 90o או חטא = 1, כך:

max = B.A.ω.N, ולכן ניתן לכתוב את המשוואה הנ"ל:

= מקסימום חטא

= emf מושרה (וולט); מקסימום = emf מושרה מקסימלי (וולט)

N = מספר סיבובי הסליל; B = אינדוקציה מגנטית (T); A = שטח הסליל (מ"ר)

= מהירות זוויתית של הסליל (rad / s); t = זמן (ים); = .t = זווית (o)


שַׁנַאי

שנאי או שנאי הוא כלי לשנות (להגדיל או להקטין) מתח AC על סמך העיקרון של אינדוקציה אלקטרומגנטית הוא העברת אנרגיה חשמלית על ידי אינדוקציה דרך הסליל הראשוני לסליל מִשׁנִי. השנאי גורם ל- emf בסליל המשני עקב השדה המגנטי המשתנה עקב זרימת הזרם חשמל לסירוגין בסליל הראשוני המושרה על ידי ברזל רך לסליל המשני.

שנאי מדורג

איור 10. שנאי מדורג

ישנם שני סוגים של שנאים, כלומר שנאים מדורגים ומדרגים. שנאי העלייה משמש להגדלת מקור מתח ה- AC, מספר הסיבובים בסליל המשני הוא יותר ממספר הסיבובים בסליל הראשוני. שנאי צעד למטה משמש להורדת מקור מתח AC, מספר הפיתול המשני קטן יותר.

פורמולת שנאי

Np = מתח ראשוני; Ns = מתח משני

Pp = כוח ראשוני (וואט); Ps = כוח משני (וואט)

Ip = חוזק זרם ראשוני (A); האם = זרם משני (A)


סוגי רובוטריקים

אם מתח מסוף היציאה גדול מהמתח המומר, השנאי המשמש משמש כמאיץ מתח. לעומת זאת, אם מתח מסוף המוצא קטן מהמתח שהומר, השנאי המשמש משמש כמפחית מתח. לפיכך, השנאי (שנאי) מחולק לשניים, כלומר שנאי מעלה ושנאי למטה.

שנאי מעלה הוא שנאי המתפקד להגברת מתח ה- AC. לשנאי זה המאפיינים הבאים:

  1. מספר הפניות בפריימריס קטן ממספר הפניות במשני
  2. המתח הראשוני נמוך מהמתח המשני,
  3. הזרם הראשוני גדול מהזרם המשני.

שנאי למטה הוא שנאי המתפקד להורדת מתח ה- AC. לשנאי זה המאפיינים הבאים:

  1. מספר הפניות בפריימריס גדול ממספר הפניות במשני
  2. המתח הראשוני גדול מהמתח המשני,
  3. הזרם הראשוני קטן מהזרם המשני.

  1. שנאי אידיאלי

גודל המתח והזרם בשנאי תלוי במספר הסיבובים. המתח פרופורציונלי למספר הסיבובים. ככל שמספר הסיבובים רב יותר, כך המתח המיוצר גדול יותר. זה חל על פיתולים ראשוניים ומשניים. הקשר בין מספר הפיתולים הראשוניים והמשניים עם המתח הראשוני והמשני מנוסח כ- rms12. אומרים שנאי הוא אידיאלי אם לא הולכת לאיבוד אנרגיה לחום, כלומר כאשר כמות האנרגיה הנכנסת לסליל הראשוני שווה לכמות האנרגיה שעוזבת את הסליל המשני. הקשר בין מתח לזרם בסלילים הראשוניים והמשניים מנוסח כ- rms2If מחולק ב- t, אנו מקבלים את הנוסחה rms3 במקרה זה הגורם (V × I) הוא כוח (P) שַׁנַאי.


בהתבסס על הנוסחאות לעיל, הקשר בין מספר הפיתולים הראשוניים והמשניים לבין הזרם הראשוני ו- ניתן לנסח משני כ- rms4. לכן עבור שנאי אידיאלי המשוואה הבאה תחול. rms5 עם:

Vp = מתח ראשוני (מתח כניסה = Vi) בוולט (V)

Vs = מתח משני (מתח יציאה = Vo) בוולט (V)

Np = מספר סיבובים ראשוניים

Ns = מספר סיבובים משניים

Ip = חוזק זרם ראשוני (חוזק זרם קלט = Ii) באמפר (A)

האם = זרם משני חזק (זרם פלט = Io) באמפר (A)

  1. יעילות שנאי

בחלק הקודם למדת את השנאי או השנאי האידיאלי. עם זאת, במציאות השנאי לעולם אינו אידיאלי. אם משתמשים בשנאי, נוצרת תמיד אנרגיית חום. לפיכך, האנרגיה החשמלית שנכנסת לסליל הראשוני תמיד גדולה יותר מהאנרגיה שיוצאת מהסליל המשני. כתוצאה מכך, הכוח הראשוני גדול מהעוצמה המשנית. הפחתת ההספק והאנרגיה החשמלית בשנאי נקבעת על פי גודל יעילות השנאי. ההשוואה בין הספק משני לעוצמה ראשונית או המנה בין אנרגיה משנית לאנרגיה ראשונית המתבטאת באחוזים נקראת יעילות שנאי. היעילות של השנאי מתבטאת ב.


מַשׁרָן

באלקטרוניקה, משרן הוא רכיב שעובד על בסיס אינדוקציה מגנטית. משרנים, המכונים גם סלילים, עשויים חוט אמייל דק. המשרן עשוי נחושת, נתון לסמל L והיחידה הנרי מקוצרת כ- H. פונקציה עיקרית מַשׁרָן זה ליצור שדה מגנטי. המשרן הוא חוט שנפער כך שהוא הופך לסליל. היכולת של משרן לייצר שדה מגנטי נקראת מוליכות.

יחידת ההשראות היא הנרי (H) או אלקטרוניה (mH). כדי להגדיל את ההשראות, החומר מוחדר לסליל כליבה. משרן עם ליבת ברזל נקרא אלקטרומגנט. למשרן יש את המאפיין לעמוד בזרם זרם חילופין והוא מוליך לזרם DC.

סוגי משרנים

ניתן לחלק סוגים שונים של משרנים על פי חומר הליבה ל -4, כלומר:

משרן עם ליבת אוויר

סמל משרן

סמל משרן

שימושים במשרנים במערכות אלקטרוניות

משרנים במעגלים חשמליים או אלקטרוניים ניתן להחיל על מעגלים:

שימושים במשרנים במערכות אלקטרוניות

המשרן מתפקד כ:

  1. היכן שהכוח המגנטי מתרחש.
  2. מכפיל מתח.
  3. מחולל רטט.

על סמך השימוש בו משרנים עובדים על:

  1. בתדירות גבוהה על סליל האנטנה ומתנד.
  2. תדר בינוני בסליל MF.
  3. תדר נמוך על שנאי קלט, שנאי פלט, סליל רמקולים, שנאי כוח, סליל ממסר וסליל פילטר.

התרחשות של שדה מגנטי

השראות חד כיוונית

כאשר אנו מעבירים זרם חשמלי דרך כבל, ישנם קווי כוח מגנטיים. כאשר אנו מעבירים זרם דרך סליל או סליל (סליל) העשויים מחוטים מפותלים, יהיו קווי כוח באותו כיוון המייצרים שדה מגנטי. חוזק השדה המגנטי שווה למספר קווי הכוח המגנטיים, והוא פרופורציונלי ישירות לתוצר של מספר הסלילים בסליל והזרם החשמלי דרך הסליל.

משרן המחובר למקור מתח DC
משרן המחובר למקור מתח DC

השראות מתחלפות

אם שני הסלילים ממוקמים אחד ליד השני ואחד מהסלילים (L1) מקבל זרם זרם חילופין, יהיה שטף מגנטי ב- L1. שטף מגנטי זה יעבור דרך הסליל השני (L2) וייצור EMF (כוח אלקטרו-מנוע) על סליל L2. אפקט מסוג זה נקרא אינדוקציה הדדית. דברים כאלה אנו נתקלים בדרך כלל בשנאי כוח.

המשרן מחובר למקור מתח AC
המשרן מחובר למקור מתח AC

ההתנגדות שהסליל מספק נקראת תגובת אינדוקציה. תגובת אינדוקציה ניתנת לסמל XL באום.

XL = 2πfL

מידע:

π = 3.14

F = תדר זרם חילופין (הרץ)

L = השראות (הנרי)

= מהירות זוויתית (2πfL)

XL = תגובה אינדוקטיבית ()


טעינת משרן

כאשר אנו מעבירים זרם חשמלי I, יהיו קווים מגנטיים של כוח. כאשר אנו מעבירים זרם דרך סליל או סליל (סליל) העשויים מחוטים מפותלים, יהיו קווי כוח באותו כיוון ויוצרים שדה מגנטי. חוזק השדה המגנטי שווה למספר קווי הכוח המגנטיים והוא פרופורציונלי ישירות לתוצר של מספר הסלילים בסליל והזרם החשמלי דרך הסליל. רשת לדוגמא:

מעגל טעינת השראות עם מתח DC
מעגל טעינת השראות עם מתח DC

כאשר זרם חילופין זורם במשרן, ייווצר כוח אלקטרומוטרי המושרה (EMF) פירושו שהזרם והמתח נבדלים בשלב / 2 = 900 והזרם משתרך (פיגור) מהמתח מתוך 900. 2Лf הוא ההתנגדות לזרימה הנוכחית.

מעגל טעינת השראות עם מתח AC
מעגל טעינת השראות עם מתח AC

פריקה של משרן

כאשר הזרם החשמלי l מילא את המתפתל, הזרם ינוע בכיוון ההפוך לתהליך הטעינה כך שייצור שדה מגנטי עם אותו קו של כוח מגנטי יבצע את הפונקציה של הסלילה, ככל שערך ה- L (השראות) גבוה יותר, כך התהליך ארוך יותר התרוקנותה.

מעגל פריקת השראות
מעגל פריקת השראות

חישוב עכבה משרן

לאחר קבלת ערך ה- XL ניתן לחשב את העכבה:

Z נקרא עכבת הסדרה עם יחידות של (אוהם).


נוסחת אינדוקציה אלקטרומגנטית

1. שטף מגנטי

שטף מגנטי מוגדר כתוצר של השדה המגנטי B (קרא: שדה מגנטי) עם שטח השדה A הניצב לאינדוקציה המגנטית. מתמטית נוסחת השטף היא

= BA

שטף מגנטי

למעשה, האינדוקציה המגנטית B לא תמיד מאונכת למישור, היא יכולה ליצור זווית מסוימת. נניח שיש שדה מגנטי המושרה היוצר זווית תטא עם הקו הרגיל ואז גודל השטף המגנטי שנוצר הוא

= BA cos

= שטף מגנטי
B = אינדוקציה מגנטית
A = שטח
= זווית בין כיוון האינדוקציה המגנטית B לכיוון הקו הרגיל של המישור

חוק פאראדיי

תוצאות הניסויים שערך פאראדיי הביאו לחוק הקובע:

  • כאשר כמות השטף המגנטי הנכנס לסליל משתנה, אז בקצות הסליל קיים כוח אלקטרומוטיבי המושרה (EMF המושרה).
  • גודל הכוח החשמלי המושרה תלוי בקצב שינוי השטף ובמספר הסיבובים.

מתמטית ניתן לקבוע את EMF שנוצר באמצעות הנוסחה

= -N (ΔΦ / Δt)

(סימן שלילי מציין כיוון אינדוקציה)

עם

= emf המושרה (וולט)
N = מספר סיבובים
/ Δt = קצב שינוי השטף המגנטי

מהנוסחה שלעיל, כדי לגרום לשינוי בשטף המגנטי לייצור EMF המושרה, ניתן לעשות זאת בכמה דרכים, כולל:

  • להגדיל את השינוי באינדוקציה המגנטית B
  • להקטין את שטח השדה של A שדרכו עובר השדה המגנטי.
  • להקטין זווית

2. חוק לנץ

החוק של לנץ קובע "זרם המושרה יופיע בכיוון כזה שכיוון האינדוקציה מתנגד לשינוי שנוצר. במילים אחרות, כיוון הזרם המושרה המתרחש במוליך יוצר שדה מגנטי המתנגד לסיבה לשדה המגנטי המשתנה. הבט בתמונה שלמטה

חוק לנץ

בהתבסס על התמונה לעיל,

  • כיוון v הוא כיוון הגורם לשינוי
  • כיוון כוח לורנץ FL תמיד יהיה הפוך מכיוון v
  • באמצעות הכלל הימני, אנו מקבלים את הכיוון I מ- P ל- Q

נוסחת החוק של לנץ

= B. אני נ

אינדוקציה עצמית EMF (חוק הנרי)
אם הזרם הזורם במוליך משתנה בכל פעם, אזי EMF המושרה על ידי המוליך עצמו יתרחש ועל ידי ג'וזף הנרי מנוסח כך:

= -L (dI / s)

עם:

= EMF המושרה על ידי עצמו (וולט)
L = השראות עצמית
dI / dt = גודל השינוי בזרם ליחידת זמן (A / s)

אינדוקציה עצמית (L) היא ה- EMF המתרחש במוליך ויש שינוי בכוח הנוכחי של 1 A בכל שנייה. גודל האינדוקציה העצמית במוליך מנוסח כך:

L = NΦ / I

עם:
L = השראות עצמית
N = מספר סיבובי סליל
= שטף מגנטי (Wb)
אני = חוזק זרם


גורמים הגורמים להשראת כוח אלקטרו

הגורם העיקרי ל- emf המושרה הוא השינוי בשטף המגנטי הסגור על ידי לולאת חוט. גודל השטף המגנטי נקבע במשוואה (1). לפיכך, ישנם שלושה גורמים הגורמים ל- emf בסליל, כלומר:

  1. כוח אלקטרומוטיבי עקב התרחבות הסליל בשדה אלקטרומגנטי

איור 5. הרחבת סלילים בשדה אלקטרומגנטי

אנו מניחים כי השדה B מאונך למשטח שתוחם על ידי מוליך בצורת U. מוליך אחר שיכול לנוע במהירות v מחובר למוליך U. בזמן t המוליך הנע עובר את המרחק:

x = v.Δt

לפיכך, שטח הסליל גדל ב:

A = l. x = l .v .Δt

בהתבסס על החוק של פאראדיי, יהיה שם גודש מושרה שגודלו מתבטא במשוואה:

= B. l . v


  1. אינדוקציה כוח אלקטרומוטיבי עקב שינויים בכיוון זווית הסליל לכיוון השדה האלקטרומגנטי
כוח אינדוקציה אינדוקטיבי עקב שינוי כיוון זווית סליל

איור 6. שינוי כיוון זווית סליל כנגד שדה אלקטרומגנטי

שינויים בזווית בין האינדוקציה המגנטית B לכיוון המישור הרגיל עלולים לגרום ל- emf המושרה, שאת גודלו ניתן לקבוע על ידי משוואה (4). מכיוון שהערכים של B ו- A קבועים, זה יתקבל:

מידע:

= emf המושרה (וולט)

N = מספר סיבובים

B = אינדוקציה מגנטית (Wb / m2)

A = שטח הסליל (מ '2)

= מהירות זוויתית (rad / s)


  1. אינדוקציה כוח אלקטרומוטיבי עקב שינויים באינדוקציה מגנטית

שינויים באינדוקציה מגנטית יכולים גם לגרום ל- emf המושרה באזור שדה סליל קבוע, המתבטא כדלקמן:

אינדוקציה עקב שינויים באינדוקציה מגנטית

איור 7. אינדוקציה emf עקב שינויים באינדוקציה מגנטית


הַשׁרָאוּת

השראות עצמית

הספרה 8. השראות עצמית

סלילים במקביל למנורות פלורסנט מחוברים למקור מתח (סוללה). כאשר המתג סגור המנורה אינה נדלקת מכיוון שזרם יזרום לסליל, כך שמעט מאוד או כמעט ללא זרם עובר דרך מנורת הפלואורסצנט. נוכחות הזרם דרך הסליל יוצרת שדה מגנטי סביב הסליל. מהתצפיות שבוצעו מתברר שכאשר מנותקים את הזרם באמצעות פתיחת המתג, האור נדלק לרגע ואז מתעמעם ונכבה.


כאשר המתג נפתח, הזרם בסליל הולך לאיבוד פתאום, וכתוצאה מכך שינוי בשטף המגנטי סביבו, מהווה לחסר. אז זה מתעורר המציין נוכחות של GG המושרה בסליל עצמו ומאיר את מנורת הפלואורסצנט. ה- EMF שנוצר נקרא EMF המושרה על ידי הסליל (כי הוא נוצר על ידי הסליל עצמו). "גודל EMF המושרה על ידי עצמו הוא פרופורציונלי לקצב השינוי של חוזק הזרם עם הזמן".


מנוסח כך:

E = - L

L = אינדוקציה עצמית, היחידה היא הנרי

E = emf המושרה, היחידה היא וולט

= קצב שינוי הזרם, אמפר יחידה / שנייה

הסימן השלילי מציין כי EMF המושרה מנוגד ל- EMF המושרה (חוק לנץ). מכיוון ששינוי בזרם בסליל פירושו שינוי בשטף המגנטי בסליל,

אז חוק פאראדיי E = - N יכול לשמש כ:

- L = - N = L di = N dϕ או L i = Nϕ

ואז L =

ההשראה העצמית של מוליך של הנרי 1 מוגדרת כשינוי בחוזק הזרם של אמפר אחד בכל שנייה באופן קבוע שגורם ל- emf המושרה על ידי וולט 1. אם הסליל הוא סולנואיד או בלוטת התריס, ניתן לקבוע את ההשראות העצמיות שלו באופן הבא

אינדוקציה מגנטית במרכז הסולנואיד

B =o n i =o

בעוד = B A =o

מכיוון ש- L = =, אז L =

L = השראות עצמית סולנואיד או טורואיד

μo = חדירות ואקום

N = מספר סיבובים

A = שטח חתך של סולנואיד או טורואיד

? = אורך סולנואיד או טורואיד

אנרגיה המאוחסנת במשרן

ראינו שההספק שמופק על ידי המוליך דרכו עובר הזרם i הוא P = E i, במקרה זה E = L; P = Li i בעוד P =, ואז = Li i; dW = L i di

כדי להשיג את העבודה / האנרגיה הקיימת במשרן כל עוד הזרם משתנה מאפס ל -1 אז = L

W = L L i2


דוגמאות לבעיות אינדוקציה אלקטרומגנטית

1. סליל עם 100 סיבובים ב 0.01 שניות גורם לשינוי השטף המגנטי של 10-4 וואט, מהו EMF המושרה בקצות הסליל?

א. 1 וולט ג. 50 וולט E. 300 וולט
ב. 5 וולט ד. 7.5 וולט

דִיוּן

ידוע
N = 100 סיבובים
dΦ / dt = 10-4 Wb / 0.01 s = 10-2 Wb / s
= -N (dΦ / s)
ε = – 100 (10-2)
= -1 וולט
(הסימן השלילי מציין רק את כיוון הזרם המושרה)

כך סך EMF המושרה על ידי אלקטרומגנט שנוצר בקצות הסליל הוא 1 וולט


סיכום

הופעתו של כוח חשמלי (EMF) על הסליל רק כאשר חל שינוי במספר קווי הכוח המגנטיים. הכוח האלקטרו-מנוע שנוצר עקב שינוי במספר קווי הכוח המגנטיים נקרא emf אינדוקציה, בעוד שהזרם הזורם נקרא זרם מושרה והאירוע נקרא אינדוקציה אלקטרומגנטית. ישנם מספר גורמים המשפיעים על גודל EMF המושרה, כלומר:

  1. קצב השינוי של השדה המגנטי. ככל שהשדה המגנטי משתנה מהר יותר, כך גדל EMF המושרה.
  2. מספר סיבובים ככל שיותר סיבובים, כך גדל EMF המושרה שעולה.
  3. חוזק מגנטי ככל שמגנטיות חזקה יותר, כך גדל EMF המושרה.

את המושג אינדוקציה אלקטרומגנטית ניתן ליישם במוצרים טכנולוגיים כגון;

  1. גֵנֵרָטוֹר הוא מכשיר הממיר אנרגיה קינטית לאנרגיה חשמלית. העיקרון המשמש הוא שינוי זווית המבוסס על חוק פאראדיי כך שיש שינוי בשטף המגנטי.
  2. שנאי או שנאי הוא כלי לשנות (להגדיל או להקטין) מתח AC על סמך העיקרון של אינדוקציה אלקטרומגנטית הוא העברת אנרגיה חשמלית על ידי אינדוקציה דרך הסליל הראשוני לסליל מִשׁנִי.
  3. משרן הוא רכיב שאופן עבודתו מבוסס על אינדוקציה מגנטית. משרנים, המכונים גם סלילים, עשויים חוט אמייל דק. המשרן הוא חוט שנפער כך שהוא הופך לסליל. היכולת של משרן לייצר שדה מגנטי נקראת מוליכות.
בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה
קרואל, ב ', 2006. פיזיקה מושגית. s.l.:s.n.
Handayani, S., 2009. פיזיקה לכיתות י"ב. ג'קרטה: משרד החינוך הלאומי.

זה הסקירה החומרית בנושא אינדוקציה אלקטרומגנטית מלאהאני מקווה שנדון לעיל הוא שימושי. זה הכל ותודה.

קרא גם הפניות למאמרים קשורים אחרים כאן:

  • גלים אלקטרומגנטיים: הגדרה, מאפיינים, סוגים ונוסחאות יחד עם דוגמאות לבעיות שלמות
  • חשמל זרם ישר: הגדרה, מקורות יחד עם דוגמאות מלאות לבעיות