אינדוקציה אלקטרומגנטית מתייחסת לתופעה כאשר מתרחשים זרם חשמלי, שדה או קיטוב. במקרה זה, יש שינוי במרווח הזמן של השדה המגנטי או התנועה של המדיום החומרי בתוך האחרון. מייסד האינדוקציה האלקטרומגנטית הוא מייקל פאראדיי. הוא ביצע מחקרים רבים כדי לקבוע איזה זרם נקרא אינדוקציה.
תוֹכֶן
- הוראות בסיסיות
- חשיבות האינדוקציה בהנדסת חשמל
- מאפייני עיצוב
- הניסויים של פאראדיי בבית
הוראות בסיסיות
מייקל פאראדיי גילה את התגלית הזו בניסוי. הוא הוכיח את זה השטף המגנטי נוטה להשתנות. כאשר מתרחשות תנודות, מופיע כוח אלקטרו-מוטורי. מהירותו שווה לתנועת השטף המגנטי, העובר דרך כל פני השטח של קו המתאר.
דפוס זה קיבל את השם הרשמי - חוק פאראדיי או אינדוקציה מגנטית. הניסיון מראה בבירור שזרם חשמלי אינדוקציה מתרחש אך ורק במעגל סגור כאשר מתרחשות שינויים בשטף המגנטי.
כדי לקבל את הנוסחה לזרם האינדוקציה, יש צורך לחלק את הערך של הכוח האלקטרו-מוטיבי הפועל לאורך קו מתאר שרירותי על ידי השטף המגנטי. הזרם נוטה לנוע על פני כל פני השטח, וגם מוגבל לקו מתאר מסוים. לפני הנוסחה מופיע הסימן "לה-לה", המשקף את שלטונו של לנץ, פיזיקאי רוסי שגם למד אינדוקציה. באמצעות מחקר, ניסויים וניסויים, הוא יצר כלל משלו. לזרם האינדוקציה הנובע בתוך לולאה מוליכה סגורה יש כיוון מסוים. במקרה זה, השדה המגנטי עוזר לנטרל את השינוי בשטף.
הודות לנוסחה, ניתן לקבוע את EMF של אינדוקציה אלקטרומגנטית, הנעה לאורך קו מתאר השדה בצורה שרירותית, את רמת ההתנגדות וההשראה העצמית.
חשיבות האינדוקציה בהנדסת חשמל
הודות לחוק זה החלו מדענים אחרים לפתח ציוד חשמלי חדש. הם קיבלו חשמל באמצעות פעולת שדה מגנטי. חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית הוא תהליך הפוך. בעזרתו, אנרגיה מכנית מומרת לכוח שדה חשמלי.
כיום, במהלך ייצור מכשירים חשמליים, מיושם העיקרון של אינדוקציה אלקטרומגנטית. הודות לתוכנית זו, מכונות חשמליות שונות מיוצרות. תופעת ההשראה והחוזק המגנטית תלויה בקו שנמצא בשדה. הוא חוצה את המוליך ביחידת זמן אחת. כאשר פעולת הכוח האלקטרו-מוטורי עולה, אז הוא חוצה את השדה המגנטי.
מאפייני עיצוב
כדי להבין את הנוסחה ואת עקרון הפעולה, אתה צריך ללמוד מה הזרם נקרא אינדוקציה. זה מתחיל להתעורר במהלך שינוי בשטף של אינדוקציה מגנטית במעגל מוליך. כדי לקבוע את הכיוון, עליך להשתמש בכלל לנץ.
כאשר הזרימה משתנה, הלולאה מתחילה לפצות על שינויים אלו. אם השדה נוצר בקו מתאר אחר, הכיוון מתחיל להשתנות. יש עלייה בזרימה החיצונית, לכן זרם האינדוקציה הופך את הכיוון.
לסלילים שני קטבים עיקריים - צפון ודרום. הקוטב נקבע בהתאם לכיוון הזרם של הזרם. לפעמים קווי אינדוקציה יכולים לצאת מהקוטב הצפוני. כאשר המגנט מתקרב בהדרגה לסליל, מתרחשת תופעת האינדוקציה המגנטית עם עקרון הדחייה.
זרם אינדוקציה מופיע רק אם יש לולאה סגורה הממוקמת בשדה מגנטי לסירוגין. קו המתאר יכול להיות נייח או נע. ישנן מספר דרכים ליצור זרם אינדוקטיבי:
- הזזת המגנט הקבוע ביחס לסליל;
- שינוי המיקום של הליבה (היא מותקנת בסליל של מגנט חשמלי);
- פתיחה וסגירה של מעגל;
- רגולציה ברמה.
הודות לטכנולוגיות מודרניות באמצעות אינדוקציה, יצרנים מייצרים מכשירי חשמל ביתיים. אלה יכולים להיות דוודים ותנורים.
הניסויים של פאראדיי בבית
להבנה מדויקת יותר של התרחשות ותופעת האינדוקציה האלקטרומגנטית, ניתן לבצע מספר ניסויים. הם מבוצעים בבית או בכיתות פיסיקה. להלן הנפוצים והזמינים ביותר:
-
ניתן לחבר מוליך לגלוונומטר. זה צריך להיות ארוך וגמיש. הוא ממוקם בין הקטבים השונים של המגנט. כאשר המוליך והמגנט נייחים, אין זרם. אם הוא מתחיל לזוז, אז יש מתח במעגל. מחט הגלוונומטר תסטה לכיוונים שונים. - חבר את הסליל לגלוונומטר. ניתן להכניס או להסיר מגנט בתוך השדה. הגלוונומטר יתעד את הופעת הזרם במעגל הסגור של המעגל.
- מהדקים את המגנט בחצובה, הרכיבו את הסליל, חברו לגלוונומטר. הזרם יופיע שוב בסליל, אבל רק אם תהיה תנועה.
ניסויים אלה צריכים להתבצע עם מורה או מבוגרים שיכולים ליצור נכון את כל החיבורים הדרושים. חשוב לעבור על אמצעי זהירות לפני שמתחילים כדי למנוע טעויות.
