電磁誘導：材料、アプリケーション、式、例
電磁誘導：問題の完全な例とともに、定義、アプリケーション、および式 –電磁誘導の意味を知っていますか？ あなたがそれを知らないならば、あなたは教祖Pendidikan.comを訪問する適切な時期です。 この機会に、電磁誘導の意味、電磁誘導の応用、電磁誘導の公式について、完全な質問の例とともに説明します。 したがって、以下のレビューを見てみましょう。
電磁誘導の定義
電磁誘導は、磁束の変化による電流の発生です。 磁束は、平面を通過する磁力線の数です。 マイケルという名前のドイツの科学者 ファラデー 磁場が電流を生み出すことができるという考えを持っていました。 1821年、マイケルファラデーは、変化する磁場が電流を生成できることを証明しました。
検流計は、電流が流れているかどうかを判断するために使用できるツールです。 磁力線の数の変化によって生じる起電力は、emfと呼ばれます。 流れる電流は誘導電流と呼ばれ、イベントは誘導と呼ばれます。 電磁。
誘導起電力の大きさに影響を与える要因は次のとおりです。（1）磁場の変化速度が速いほど、誘導起電力は大きくなります。 （2）ターン数が多いほど、発生する誘導起電力は大きくなります。 （3）磁石の強度が強いほど、磁気現象が強くなり、発生する誘導起電力が大きくなります。
電磁誘導のプロセス
電磁誘導は、コイル/導体に起電力が発生した場合の症状です。 導体内の磁束に変化があるか、導体がフィールドに対して移動するとき 磁気。
写真1. ファラデーの実験イラスト
磁石のN極がコイル内に移動すると、検流計の針が一方向（右など）にずれます。 磁石がコイル内にしばらく置かれると、検流計の針はすぐにゼロに戻ります（ずれません）。 棒磁石を取り外すと、検流計の針が反対方向（左など）にずれます。 コイルに流れる電流により、検流計の針がずれます。 コイルの両端で棒磁石がコイルの内外に移動すると電位差が生じるため、電流が発生します。 この電位差は スタイル G亀裂 L妻 私誘導（誘導起電力）。
棒磁石が移動すると、コイルを横切る磁力線の数が増加します（検流計がずれているか、電流が流れています）。 棒磁石が一瞬静止すると、検流計の針はゼロに戻ります（電流は流れません）。 棒磁石が取り外されると、コイルを横切る磁力線の数が減少します（検流計は反対方向に発散します）。 したがって、コイルを切断する磁力線の数の変化により、コイルの両端に発生します 電位差 または 誘導起電力. コイルを横切る磁力線の数の変化によって引き起こされる電流は、 誘導電流.
EMFを決定する要因。 誘導起電力の大きさは、次の3つの要因に依存します。
- コイルの巻数
- コイルからの磁石の出入りの速度
- 使用する棒磁石の強度
電磁誘導の応用（日常生活における誘導起電力の応用）
電磁誘導では、運動エネルギーの形が電気エネルギーに変化します。 電磁誘導は、電気エネルギーの生成に使用されます。 電磁誘導を適用する電気エネルギー発電機は、発電機とダイナモです。
発電機と発電機の内部にはコイルと磁石があります。 回転するコイルまたは磁石は、コイル内の磁力線の数を変化させます。 これらの変化により、コイルに誘導起電力が発生します。
発電機と発電機によって提供される機械的エネルギーは、回転運動エネルギーに変換されます。 これにより、誘導起電力が周期的に繰り返されるパターンで連続的に生成されます。
発電機
発電機は、機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する装置です。 発電機には、直流（DC）発電機またはダイナモと交流（AC）発電機またはオルタネーターの2種類があります。 発電機は、電磁誘導の原理に基づいて動作します。つまり、磁場内でコイルを回転させて、誘導起電力を発生させます。
図9。 AC発電機
Nターンのコイルが角速度wで回転する場合、発電機によって生成される誘導起電力は次のようになります。
=B.A.ω.N.sinθ
= 90の場合、誘導起電力は最大になりますo またはsin = 1であるため、次のようになります。
max =B.A.ω.Nなので、上記の式は次のように書くことができます。
=最大の罪
=誘導起電力（ボルト）; max =最大誘導起電力（ボルト）
N =コイルの巻き数。 B =磁気誘導（T）; A =コイルの面積（m2）
=コイルの角速度（rad / s）; t =時間; = .t =角度（o）
変成器
変圧器または変圧器は、に基づいてAC電圧を変更（増加または減少）するためのツールです。 電磁誘導の原理は、一次コイルを介した誘導によって電気エネルギーをコイルに伝達することです。 二次。 変圧器は、電流の流れによる磁場の変化により、二次コイルに起電力を引き起こします 軟鉄によって二次コイルに誘導される一次コイルの交流電気。
図10。 降圧トランス
変圧器には、昇圧変圧器と降圧変圧器の2種類があります。 ステップアップトランスはAC電圧源を増加させるのに役立ち、2次コイルの巻数は1次コイルの巻数よりも多くなります。 降圧トランスはAC電圧源を下げる働きをし、二次巻線の数は少なくなります。
Np =一次電圧; Ns =二次電圧
Pp =一次電力（ワット）; Ps =二次電力（ワット）
Ip =一次電流強度（A）; Is =二次電流（A）
変圧器の種類
出力端子電圧が変換された電圧よりも大きい場合、使用されるトランスは電圧ブースターとして機能します。 逆に、出力端子電圧が変換電圧よりも小さい場合、使用するトランスは減電圧器として機能します。 このように、変圧器（変圧器）は、昇圧変圧器と降圧変圧器の2つに分けられます。
ステップアップトランスは、AC電圧を上げるように機能するトランスです。 このトランスには次の特徴があります。
- プライマリのターン数がセカンダリのターン数よりも少ない
- 一次電圧が二次電圧よりも低い、
- 一次電流は二次電流よりも大きいです。
降圧トランスは、AC電圧を下げるように機能するトランスです。 このトランスには次の特徴があります。
- プライマリのターン数がセカンダリのターン数よりも多い
- 一次電圧が二次電圧よりも大きい、
- 一次電流は二次電流よりも小さいです。
理想的なトランス
トランスの電圧と電流の大きさは、巻数によって異なります。 電圧は巻数に比例します。 巻数が多いほど、発生する電圧は大きくなります。 これは一次巻線と二次巻線に適用されます。 一次巻線と二次巻線の数と一次および二次電圧との関係は、rms12として定式化されます。 変圧器は、熱によってエネルギーが失われない場合、つまり、一次コイルに入るエネルギーの量が二次コイルから出るエネルギーの量と等しい場合に理想的であると言われます。 一次コイルと二次コイルの電圧と電流の関係は、rms2Ifとして定式化されます。 tで割ると、式rms3が得られます。この場合、係数（V×I）は電力（P）です。 変成器。
上記の式に基づいて、一次巻線と二次巻線の数と一次電流との関係 二次側はrms4として定式化できます。したがって、理想的なトランスの場合、次の式が適用されます。 rms5あり：
Vp =一次電圧（入力電圧= Vi）（ボルト（V））
Vs =二次電圧（出力電圧= Vo）（ボルト（V））
Np =一次ターン数
Ns =二次ターン数
Ip =一次電流強度（入力電流強度= Ii）（アンペア（A））
Is =アンペア（A）単位の強い二次電流（出力電流= Io）
変圧器の効率
前のセクションでは、理想的なトランスまたはトランスについて学習しました。 ただし、実際にはトランスは理想的ではありません。 変圧器を使用すると、常に熱エネルギーが発生します。 したがって、一次コイルに入る電気エネルギーは、二次コイルから出るエネルギーよりも常に大きくなります。 その結果、一次電力は二次電力よりも大きくなります。 変圧器の電力と電気エネルギーの減少は、変圧器の効率の大きさによって決まります。 二次電力と一次電力の比較、または二次エネルギーと一次エネルギーの商をパーセントで表したものを変圧器効率と呼びます。 トランスの効率はで表されます。
インダクタ
エレクトロニクスでは、 インダクタは 磁気誘導に基づいて機能するコンポーネントの1つ。 スプールとも呼ばれるインダクタは、細いエナメル線でできています。 インダクタは銅でできており、記号Lが与えられ、単位ヘンリーはHと省略されます。 主な機能 インダクタ 磁場を作ることです。 インダクターはコイルになるように巻かれたワイヤーです。 インダクタが磁場を生成する能力は、コンダクタンスと呼ばれます。
インダクタンスの単位は、ヘンリー（H）またはエレクトリ（mH）です。 インダクタンスを大きくするために、材料はコアとしてコイルに挿入されます。 鉄心のインダクタは電磁石と呼ばれます。 インダクタはAC電流に耐える性質があり、DC電流に導電性があります。
インダクタの種類
コアの材質に応じて、さまざまな種類のインダクタを4つに分けることができます。
インダクタ記号
電子システムでのインダクタの使用
電気回路または電子回路のインダクタは、次の回路に適用できます。
インダクタは次のように機能します。
- 磁力が発生する場所。
- 電圧マルチプライヤ。
- 振動発生器。
その使用に基づいて、インダクタは以下に取り組みます。
- アンテナスプールと発振器の高周波。
- MFスプールの中周波数。
- 入力トランス、出力トランス、スピーカースプール、電源トランス、リレースプール、フィルタースプールの低周波。
磁場の発生
一方向インダクタンス
ケーブルに電流を流すと、磁力線があります。 コイル状のワイヤーでできたスプールまたはコイル（コイル）に電流を流すと、同じ方向に磁場を発生させる力線ができます。 磁場の強さは磁力線の数に等しく、コイル内のコイルの数とコイルを流れる電流の積に正比例します。
交互インダクタンス
2つのコイルを互いに近くに配置し、コイルの1つ（L1）にAC電流を流すと、L1に磁束が発生します。 この磁束は2番目のコイル（L2）を通過し、L2コイルに起電力（起電力）を生成します。 このような効果は相互誘導と呼ばれます。 私たちが通常電源トランスで遭遇するこのようなこと。
コイルが提供する抵抗は、誘導性リアクタンスと呼ばれます。 誘導性リアクタンスには、オームで記号XLが付けられています。
XL =2πfL
情報 ：
π = 3.14
F =交流周波数（Hz）
L =インダクタンス（ヘンリー）
=角速度（2πfL）
XL =誘導性リアクタンス（）
インダクタの充電
電流Iを流すと、磁力線ができます。 コイル状のワイヤーでできたスプールまたはコイル（コイル）に電流を流すと、同じ方向に力線が発生して磁場が発生します。 磁場の強さは磁力線の数に等しく、コイル内のコイルの数とコイルを流れる電流の積に正比例します。 ネットワークの例：
インダクタに交流電流が流れると、誘導起電力（emf）が発生します これは、電流と電圧の位相が/ 2 = 900だけ異なり、電流が電圧から遅れる（遅れる）ことを意味します 900の。 2Лfは電流の流れに対する抵抗です。
インダクタ放電
電流lが巻線を満たすと、電流は充電プロセスと反対方向に移動するため、 同じ磁力線が巻線の機能を実行し、生成されるL（インダクタンス）の値が高いほど、プロセスが長くなります その空にする。
インダクタインピーダンスの計算
XL値を取得した後、インピーダンスを計算できます。
Zは、（オーム）の単位で直列インピーダンスと呼ばれます。
電磁誘導式
1. 磁束
磁束は、磁場B（読み取り：磁場）と、磁気誘導に垂直な磁場Aの面積の積として定義されます。 数学的には、フラックスの公式は次のとおりです。
= BA
実際、磁気誘導Bは常に平面に垂直であるとは限らず、特定の角度を形成する可能性があります。 法線と角度シータを形成する誘導磁場があるとすると、結果として生じる磁束の大きさは次のようになります。
= BA cos
=磁束
B =磁気誘導
A =面積
=磁気誘導Bの方向と平面の法線の方向との間の角度
ファラデーの法則
ファラデーによって行われた実験の結果は、次のような法律をもたらしました。
- コイルに入る磁束の量が変化すると、コイルの両端に誘導起電力（誘導起電力）が発生します。
- 誘導起電力の大きさは、磁束の変化率と巻数に依存します。
数学的には、結果の起電力は次の式を使用して決定できます。
= -N（ΔΦ/Δt）
（負の符号は誘導の方向を示します）
と
=誘導起電力（ボルト）
N =ターン数
/Δt=磁束の変化率
上記の式から、磁束を変化させて誘導起電力を生成するには、次のようないくつかの方法で行うことができます。
- 磁気誘導の変化を拡大するB
- 磁場が通過するAの磁場の面積を減らします。
- 角度を減らす
2. レンツの法則
レンツの法則は、「誘導電流は、誘導の方向が結果として生じる変化に対抗するような方向に現れるだろう」と述べています。 言い換えれば、導体に発生する誘導電流の方向は、変化する磁場の原因に対抗する磁場を生成します。 下の写真を見てください
上の写真に基づいて、
- 方向vは変化の原因の方向です
- ローレンツ力FLの方向は常にvの方向と反対になります
- 右手の法則を使用することにより、PからQへの方向Iを取得します。
レンツの法則
= B。 l v
自己誘導EMF（ヘンリーの法則）
導体を流れる電流が毎回変化する場合、導体の自己誘導起電力が発生し、JosepHenryによって次のように定式化されます。
= -L（dI / s）
と：
=自己誘導起電力（ボルト）
L =自己インダクタンス
dI / dt =単位時間あたりの電流の変化の大きさ（A / s）
自己誘導（L）は、導体で発生する起電力であり、1秒ごとに1Aの電流強度が変化します。 導体の自己誘導の大きさは次のように定式化されます。
L =NΦ/ I
と：
L =自己インダクタンス
N =コイルの巻き数
=磁束（Wb）
I =現在の強さ
起電力の誘導を引き起こす要因
誘導起電力の主な原因は、ワイヤーループで囲まれた磁束の変化です。 磁束の大きさは式（1）で表されています。 したがって、コイルに起電力を引き起こす3つの要因があります。
- 電磁界内でのコイルの膨張による起電力
図5。 電磁界におけるコイルの膨張
場BはU字型の導体で囲まれた表面に垂直であると仮定します。 速度vで移動できる別の導体が導体Uに取り付けられています。 時間tで、移動する導体は次の距離を移動します。
x =v.Δt
したがって、コイルの面積は次のように増加します：
A = l. x = l .v.Δt
ファラデーの法則に基づいて、大きさが次の方程式で表される誘導起電力があります。
= B。 l . v
- 電磁場に向かうコイル角度の向きの変化による誘導起電力
図6。 電磁界に対するコイル角度の向きの変化
磁気誘導Bと法平面の方向との間の角度の変化は、誘導起電力を引き起こす可能性があり、その大きさは式（4）によって決定できます。 BとAの値は一定であるため、次のようになります。
情報 ：
=誘導起電力（ボルト）
N =ターン数
B =磁気誘導（Wb / m2)
A =コイルの面積（m2)
=角速度（rad / s）
- 磁気誘導の変化による誘導起電力
磁気誘導の変化は、一定のコイル磁場領域で誘導起電力を引き起こす可能性もあります。これは次のように表されます。
図7。 磁気誘導の変化による誘導起電力
インダクタンス
図8。 自己インダクタンス
蛍光灯と並列のコイルは、電圧源（バッテリー）に接続されています。 スイッチを閉じると、コイルに電流が流れるためランプが点灯せず、蛍光灯に電流がほとんどまたはほとんど流れません。 コイルを流れる電流の存在は、コイルの周りに磁場を生成します。 これまでの観察から、スイッチを開いて電流を遮断すると、一瞬点灯した後、暗くなって消えることがわかります。
スイッチを開くと、コイルの電流が突然失われ、その結果、コイルの周囲の磁束が存在する状態から存在しない状態に変化します。 そのため、コイル自体に誘導されたGGが存在することを示し、蛍光灯を点灯させます。 発生する起電力は、コイルの自己誘導起電力と呼ばれます（コイル自体によって生成されるため）。 「自己誘導起電力の大きさは、時間の経過に伴う電流強度の変化率に比例します」。
次のように定式化されます。
E = – L
L =自己誘導、単位はヘンリー
E =誘導起電力、単位はボルト
=電流の変化率、単位アンペア/秒
負の符号は、誘導起電力が誘導起電力に反していることを示します（レンツの法則）。 コイルの電流の変化はコイルの磁束の変化を意味するので、
その場合、ファラデーの法則E = -Nは次のように使用できます。
– L = – N = L di = NdϕまたはL i = Nϕ
次にL =
1ヘンリーの導体の自己インダクタンスは、1アンペアの電流強度が毎秒定期的に変化することとして定義されます。これにより、1ボルトの自己誘導起電力が発生します。 コイルがソレノイドまたは甲状腺の場合、その自己インダクタンスは次のように決定できます。
ソレノイドの中心での磁気誘導
B =o n i =o
一方= B A =o
L = =なので、L =
L =ソレノイドまたはトロイドの自己インダクタンス
μo =真空の透磁率
N =ターン数
A =ソレノイドまたはトロイドの断面積
? =ソレノイドまたはトロイドの長さ
インダクタに蓄えられたエネルギー
電流iが流れる導体によって生成される電力はP = E i、この場合はE = Lであることがわかりました。 P = Li i、P =の場合、= Li i; dW = L i di
電流がゼロから1に変化する限り、インダクタに存在する仕事/エネルギーを取得するには、= L
W = L L i2
電磁誘導問題の例
1. 0.01秒で100回転するコイルは、10-4 Wbの磁束の変化を引き起こします。コイルの両端に誘導される起電力は何ですか？
a。 1ボルトc。 50ボルトE。 300ボルト
b。 5ボルトd。 7.5ボルト
討論
知られている
N = 100ターン
dΦ/ dt = 10-4 Wb / 0.01 s = 10-2 Wb / s
= -N（dΦ/ s）
ε = – 100 (10-2)
= -1ボルト
（負の符号は誘導電流の方向のみを示します）
そう コイルの両端で生成される電磁石によって誘発される起電力の合計は1ボルトです
結論
磁力線の数に変化がある場合にのみ、コイルに起電力（emf）が発生します。 磁力線の数の変化によって生じる起電力は、emfと呼ばれます。 流れる電流は誘導電流と呼ばれ、イベントは誘導と呼ばれます。 電磁。 誘導起電力の大きさに影響を与えるいくつかの要因があります。
- 磁場の変化率。 磁場の変化が速いほど、発生する誘導起電力は大きくなります。
- ターン数ターン数が多いほど、発生する誘導起電力は大きくなります。
- 磁気強度磁気が強いほど、誘導起電力は大きくなります。
電磁誘導の概念は、次のような技術製品に適用できます。
- 発生器 運動エネルギーを電気エネルギーに変換する装置です。 使用される原理は、磁束が変化するようにファラデーの法則に基づく角度の変化です。
- 変圧器または変圧器は、に基づいてAC電圧を変更（増加または減少）するためのツールです。 電磁誘導の原理は、一次コイルを介した誘導によって電気エネルギーをコイルに伝達することです。 二次。
- インダクタは、その動作方法が磁気誘導に基づいているコンポーネントです。 スプールとも呼ばれるインダクタは、細いエナメル線でできています。 インダクターはコイルになるように巻かれたワイヤーです。 インダクタが磁場を生成する能力は、コンダクタンスと呼ばれます。
参考文献
クロウェル、B.、2006年。 概念物理学。 s.l.:s.n。
ハンダヤニ、S.、2009年。 高校のクラスXIIの物理学。 ジャカルタ：国民教育省。
それはについての材料レビューです 完全な電磁誘導うまくいけば、上記でレビューしたことが役立つでしょう。 以上でよろしくお願いします。
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