Электро индукция: Электромагнитная индукция — Основы электроники — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Электромагнитная индукция — Основы электроники

Мы знаем, что проводник с током, помещенный в магнитное поле, приходит в движение. Это обусловлено явлением магнитной индукции. Существует и другое очень важное явление, в известном смысле обратное явлению магнитной индукции: при движении замкнутого проводника в магнитном поле в нем появляется электрический ток. Это явление называется электромагнитной индукцией.

Возьмем проводник, концы которого замкнуты на гальванометр (прибор для обнаружения малых электрических токов, можно использовать микроамперметр), и быстро пересечем этим проводником поле магнита (рисунок 1). При этом мы заметим, что стрелка гальванометра отклонится в тот момент, когда проводник пересечет магнитное поле. Следовательно, по проводнику в этот момент пройдет электрический ток.

Рисунок 1. Электромагнитная индукция. При быстром пересечении проводником магнитных силовых линий в проводнике возникает электрический ток.

Пересечем теперь магнитное поле проводником в обратном направлении. Стрелка гальванометра снова отклонится, но уже в противоположную сторону. Это говорит о том, что по проводнику снова прошел электрический ток, но уже в обратном направлении.

Отсюда можно сделать вывод, что при пересечении проводником магнитного поля в проводнике возникает ЭДС, направление которой зависит от направления движения проводника. Эта ЭДС называется индуктированной ЭДС или ЭДС индукции, то есть наведение ЭДС в проводнике и есть не что иное, как

явление электромагнитной индукции (не следует смешивать с магнитной индукцией!).

Наведение ЭДС индукции при движении проводника в магнитном поле объясняется следующим образом. При движении проводника вместе с ним движутся и свободные электроны, находящиеся в нем. При изучении магнитной индукции мы узнали, что на электрические заряды, движущиеся в магнитном поле, действует сила в направлении, перпендикулярном направлению магнитного потока. Поэтому при движении электронов вместе с проводником, пересекающим магнитные силовые линии, на электроны будут действовать силы, заставляющие их перемещаться вдоль проводника, что и приводит к возникновению электрического тока в нем.

Явление электромагнитной индукции имеет большое значение в электро- и радиотехнике, поэтому мы остановимся на нем несколько подробнее.

Попробуем производить перемещение проводника в магнитном поле с различной скоростью. При этом мы заметим, что стрелка гальванометра будет отклоняться тем больше, чем быстрее наш проводник пересекает магнитное поле. При очень медленном перемещении проводника в нем совершенно не возникает тока или, говоря точнее, ток будет настолько мал, что наш гальванометр не в состоянии его обнаружить.

Далее обратим внимание на то обстоятельство, что, вдвигая проводник в пространство между полюсами магнита, мы тем самым увеличиваем число магнитных силовых линий, охватываемых замкнутым контуром проводника, а при обратном перемещении проводника уменьшаем число этих линий, или, другими словами, в первом случае магнитный поток, охватываемый нашим замкнутым контуром, увеличивается, а во втором случае уменьшается. С этой точки зрения возникновение индукционного тока в замкнутом проводящем контуре мы можем объяснить как результат изменения величины магнитного потока внутри контура; большие или меньшие отклонения стрелки при разных скоростях движения проводника свидетельствуют о том, что ЭДС индукции зависит от скорости изменения магнитного потока внутри контура.

При быстром возрастании (или убывании) магнитного потока внутри контура в нем наводится

большая ЭДС индукции, а при медленном возрастании (или убывании) — малая.

На принципе электромагнитной индукции основано устройство электродинамических микрофонов, звукоснимателей , трансформаторов, электроизмерительных приборов, генераторов электрического тока и т. д.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Электромагнитная индукция. — Закон электромагнитной индукции

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного поток через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.

Зако́н электромагни́тной инду́кции Фараде́я является основным законом электродинамики, касающимся принципов работы трансформаторов,дросселей, многих видов электродвигателей и генераторов. Закон гласит:

Для любого замкнутого контура индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур.

или другими словами:

Генерируемая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея:

где

— электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура,

— магнитный поток через поверхность, натянутую на этот контур.

Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, названное так по имени русского физика Э. Х. Ленца:

Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток.

Для катушки, находящейся в переменном магнитном поле, закон Фарадея можно записать следующим образом:

где

— электродвижущая сила,

— число витков,

— магнитный поток через один виток,

— потокосцепление катушки.

Информация взята с http://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_электромагнитной_индукции_

Электромагнитная индукция: применение индукции

Мы уже знаем, что электрический ток, двигаясь по проводнику, создает вокруг него магнитное поле. На основе этого явления человек изобрел и широко применяет самые разнообразные электромагниты. Но возникает вопрос: если электрические заряды, двигаясь, вызывают возникновение магнитного поля, а не работает ли это и наоборот?

То есть, может ли магнитное поле явиться причиной возникновения электрического тока в проводнике? В 1831 году Майкл Фарадей установил, что в замкнутой проводящей электрической цепи при изменении магнитного поля возникает электрический ток. Такой ток назвали индукционным током, а явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного поля, пронизывающего этот контур, носит название электромагнитной индукции.

Явление электромагнитной индукции

Само название «электромагнитная» состоит из двух частей: «электро» и «магнитная». Электрические и магнитные явления неразрывно связаны друг с другом. И если электрические заряды, двигаясь, изменяют магнитное поле вокруг себя, то и магнитное поле, изменяясь, поневоле заставит перемещаться электрические заряды, образуя электрический ток.

При этом именно изменяющееся магнитного поля вызывает возникновение электрического тока. Постоянное магнитное поле не вызовет движение электрических зарядов, а соответственно, и индукционный ток не образуется. Более детальное рассмотрение явления электромагнитной индукции , вывод формул и закона электромагнитной индукции относится к курсу девятого класса.

Применение электромагнитной индукции

В данной же статье мы поговорим о применении электромагнитной индукции. На использовании законов электромагнитной индукции основано действие многих двигателей и генераторов тока. Принцип их работы понять довольно просто.

Изменение магнитного поля можно вызвать, например, перемещением магнита. Поэтому, если каким-либо сторонним воздействием передвигать магнит внутри замкнутой цепи, то в этой цепи возникнет ток. Так можно создать генератор тока.

Если же наоборот, пустить ток от стороннего источника по цепи, то находящийся внутри цепи магнит начнет двигаться под воздействием магнитного поля, образованного электрическим током. Таким образом можно собрать электродвигатель.

Описанными выше генераторами тока преобразовывают механическую энергию в электрическую на электростанциях. Механическая энергия это энергия угля, дизельного топлива, ветра, воды и так далее. Электричество поступает по проводам к потребителям и там обратным образом преобразовывается в механическую в электродвигателях.

Электродвигатели пылесосов, фенов, миксеров, кулеров, электромясорубок и прочих многочисленных приборов, используемых нами ежедневно, основаны на использовании электромагнитной индукции и магнитных сил. Об использовании в промышленности этих же явлений и говорить не приходится, понятно, что оно повсеместно.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Действие магнитного поля на проводник с током: схема простого электродвигателя
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspСвет: свойства, источники света, распространение света

Электромагнитная индукция, теория и примеры

Определение и общие понятия об электромагнитной индукции

Результаты своих эмпирических исследований М. Фарадей выразил наглядно. Если магнитное поле изображать при помощи линий магнитной индукции (), то модуль вектора индукции характеризует густота линий индукции. Допустим, что замкнутый проводник перемещается в неоднородном магнитном поле в сторону более сильного поля. При этом количество силовых линий поля, которые охватывает проводник, увеличивается. Если проводник перемещается в сторону ослабления магнитного поля, то число силовых линий поля уменьшается. Магнитное поле является вихревым, линии поля не имеют начала и конца. Поэтому линии индукции сцепляются с нашим контуром как звенья цепи. Любое изменение числа линий индукции, которые охватывает контур возможно только, если эти линии пересекают контур. В связи с этим М. Фарадей сделал вывод о том, что ток индукции появляется в проводнике только тогда, если проводник (или часть его) пересекает линии магнитной индукции.

Открытие явления электромагнитной индукции стало очень значимым событием. Оно показало, что можно получать не только магнитное поле при помощи токов, но и токи изменяя магнитное поле. Так была установлена взаимная связь между электрическими и магнитными явлениями.

Основной закон электромагнитной индукции

Закон электромагнитной индукции был установлен М. Фарадеем, однако его современную формулировку, которую мы будем использовать, дал Максвелл.

Появление тока индукции говорит о том, что в проводнике возникает определенная электродвижущая сила (ЭДС). Причиной появления ЭДС индукции является изменение магнитного потока. В системе международных единиц (СИ) закон электромагнитной индукции записывают так:

где – скорость изменения магнитного потока сквозь площадь, которую ограничивает контур.

Закон электромагнитной индукции применяют для того, чтобы определить единицу магнитного потока (вебера). Знак магнитного потока зависит от выбора положительной нормали к плоскости контура. При этом направление нормали определяют при помощи правила правого винта, связывая его с положительным направлением тока в контуре. Так, произвольно назначают положительное направление нормали , определяют положительное направление тока и ЭДС индукции в контуре. Знак минус в основном законе электромагнитной индукции соответствует правилу Ленца.

Формула (1) – отображает закон электромагнитной индукции в наиболее общей форме. Ее можно применять к неподвижным контурам и движущимся проводникам в магнитном поле. Производная, которая входит в выражение (1) в общем случае составлена из двух частей: одна зависит от изменения магнитного потока во времени, другая связывается с движением (деформаций) проводника в магнитном поле.

Если в переменном магнитном поле рассматривается контур состоящий из N витков, то закон электромагнитной индукции примет вид:

где величину называют потокосцеплением.

Примеры решения задач

Электромагнитная индукция, самоиндукция и взаимоиндукция

Как мы уже знаем, вокруг каждого проводника, по которому проходит электрический ток, образуется магнитное поле. Такая неразрывная связь между электрическим током и магнетизмом используется для получения тока при помощи магнитного поля.

Так, если замкнутый проводник поместить между полюсами магнита и начать его перемещать или, оставив неподвижным проводник, перемещать магнит, то по замкнутому проводнику пойдет электрический ток. Возбуждение в проводнике электрического тока под действием магнитного поля носит название электромагнитной индукции, а электродвижущая сила, возникающая в проводнике в результате этого явления, называется индуктированной электродвижущей силой.

На принципе электромагнитной индукции основана работа генераторов электрического тока. Величина индуктированной э. д. с. зависит от ряда факторов: магнитной индукции В, длины проводника Ɩ и скорости его перемещения Ʋ в магнитном поле. Если магнитные силовые линии пересекают проводник перпендикулярно, то величина индуктированной э. д. с. подсчитывается по формуле

где E_L — индуктированная э. д. с., в;
В — магнитная индукция, гс;
I — длина проводника, см;
Ʋ — скорость перемещения проводника в магнитном поле, см/сек.

Направление индуктированной э. д. с. определяется по правилу правой руки: если расположить ладонь правой руки так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, а отставленный большой палец указывал направление движения проводника относительно магнитного поля, то вытянутые четыре пальца укажут направление индуктированной э. д. с.

Самоиндукцией называется явление индуктирования э. д. с. в замкнутом контуре (в проводнике или электрической цепи) под действием изменения собственного магнитного потока в контуре при изменении тока в нем.

Индуктируемая при этом э. д. с. называется э. д. с. самоиндукции.

Величина э. д. с. самоиндукции зависит от количества витков катушки или обмотки, наличия в них стальных сердечников и скорости изменения магнитного потока. При этом э. д. с. самоиндукции всегда направлена навстречу причине, вызвавшей ее появление. Так, при увеличении тока э. д. с. самоиндукции препятствует его нарастанию; при уменьшении, складываясь с э. д. с. источника тока, препятствует его убыванию. Э. д. с. самоиндукции возникает в обмотках и катушках электрических приборов и машин.

Для сравнения различных проводников в отношении их способности возбуждать э. д. с. самоиндукции вводится понятие о коэффициенте самоиндукции или индуктивности, которая измеряется в генри (сокращенно гн).

Индуктивностью в один генри обладает такая цепь, в которой при равномерном изменении тока со скоростью один ампер в секунду возникает э. д. с., равная одному вольту.

Явлением взаимоиндукции называется возникновение э. д. с. в какой-либо обмотке под влиянием изменения поля другой обмотки, расположенной рядом с первой. Э. д. с., возникающая при этом явлении, называется э. д. с. взаимоиндукции.

Цепь, к которой подводится изменяющийся по величине ток, называется обычно первичной, а цепь, в которой индуктируется э. д. с. взаимоиндукции, называется вторичной. Взаимоиндуктивность, так же как и индуктивность, измеряется в генри. Величина индуктируемой э. д. с. во вторичной цепи зависит от скорости изменения тока в первичной цепи.

Явление взаимоиндукции широко используется в электротехнике в тех случаях, когда необходимо передать электроэнергию из одной цепи в другую без проводниковой связи между ними или, как принято говорить, электромагнитным путем. На этом явлении основана работа трансформаторов.

Фритюрница AIRHOT Kantoo Combi Cook электро+индукция

Описание

Фритюрница Airhot Kantoo Combi Cook электро+индукция — это универсальное устройство которое совмещает в себе функционал сразу нескольких необходимых на кухне единиц оборудования. Благодаря такой комбинаций, фритюрница позволяет экономить рабочее пространство на кухне, но при этом предлагать широкий ассортимент блюд клиентам.
Корпус выполнен из высококачественной нержавеющей стали и имеет декоративную деревянную окантовку что позволяет фритюрнице вписаться в любой интерьер, и даже поможет привлечь клиентов благодаря своей необычной формы.

Зоны приготовления

5 отдельных зон приготовления пищи:
— Электрофритюрница для снеков
— Индукционная фритюрница
— Фритюрница для картофеля фри
— 2 отсека для приготовления пасты

Характеристики

Мощность электрофритюрницы для снэков: 0,63 кВт
Мощность индукционного нагрева: 1,5 кВт

(!) Советы по приготовлению продуктов с помощью фритюрницы

• В одном литре масла за один раз можно приготовить максимум 200 граммов картофеля фри.
• В связи с тем, что при погружении в масло продуктов из холодильной камеры масло очень быстро охлаждается, не закладывайте за один раз более 100 г продуктов. Для избавления от излишков льда на продуктах глубокой заморозки можно потрусить их над раковиной.
• Если картофель фри вы готовите из свежего картофеля, рекомендуется вначале промыть ломтики картофеля в воде и для предотвращения попадания воды в масло, предварительно обсушить картофель.
• Картофель фри рекомендуется жарить в 2 этапа. Первый этап (предварительная жарка): от 5 до 10 минут при температуре 170 ºС. Второй этап (окончательная жарка): от 2 до 4 минут при температуре 190 ºС.

Таблица температур для жарки продуктов

Продукт	t жарки, °С
Картофель (предварительная жарка)	170
Картофель (окончательная жарка)	190
Фондю пармезан	170
Сырные крокеты	170
Мясные/рыбные/картофельные крокеты	190
Рыба	150
Рыбные палочки	180
Сыр в сухарях	180
Пончики	190
Мясные крокеты	190
Курица	160
Жареные креветки	180

Остались вопросы по характеристикам или покупке ?

Наши специалисты с удовольствием Вас проконсультируют и помогут сделать правильный выбор

Позвоните
8 (800) 707 34 44

Напишите на E-mail

Закажите обратный звонок

Купить товар в 1 клик

Время работы нашего магазина с 9:00 до 19:00, суббота c 10:00 до 18:00, воскресенье выходной.
Заказы онлайн круглосуточно
Адрес склада и офиса: Москва, Волоколамское шоссе, 142, офис 432 (как доехать)

Электромагнитная индукция — что это такое? Простыми словами и на опытах | Pro Физику

Сегодняшняя тема посвящена очень важному явлению в физике и теории цепей — это явление электромагнитной индукции. Без открытия которой, много чего бы сейчас не было, в том числе трансформаторов и других электрических машин. Именно по принципу электромагнитной индукции работают эти устройства.

Для более лучшего понимания этого явления, мы сегодня немного вспомним историю открытия: что это за явление, где и как применяют, а также проверим все это на опытах. Простыми словами и практически без формул попытаемся в этом разобраться.

Сразу разделим понятия вектора магнитной индукции и явления электромагнитной индукции. Поговорим именно о явлении, а затем, если понадобится, поговорим о векторе магнитной индукции.

В видеоуроках по теории трехфазных цепей и истории изобретения трансформаторов, я уже подробно рассказывал о том, какой вклад внес, в том числе и в трансформаторы, и в генераторы Майкл Фарадей. Вкратце повторю основные моменты.

В 1821 году Фарадей познакомился с публикациями, в которых были описаны опыты Эрстеда.

Рисунок 1 — Один из опытов Эрстеда

Магнитная стрелка отклонялась около проводника с током. Это явление преобразования электричества в магнетизм. Тогда Фарадей поставил перед собой задачу: сделать обратное преобразование – преобразование магнетизма в электричество. Через 10 лет исследований он сформулировал закон электромагнитной индукции:

Внутри любого замкнутого контура наводится ЭДС. Ее величина определяется скоростью изменения магнитного потока, пронизывающая рассматриваемый контур, но взятую со знаком “минус”

Рисунок 2 — Закон электромагнитной индукции

Проще говоря, если какой-нибудь замкнутый проводник находится в магнитном поле, то в этом проводнике будет протекать ток, называемый индукционным. Это такой же ток как, например, от батарейки. Электроны движутся упорядоченно.

Индукция – это есть процесс возбуждения, наведения, создания чего-либо. А электромагнитная индукция – это явление возникновения индукционного тока в контуре. Хотя это определение не достаточное для более полного понимания явления электромагнитной индукции. Поэтому мы сегодня подробнее все это рассмотрим.

Проведем опыт по преобразованию электричества в магнетизм, но на более простом примере. А у Эрстеда был неподвижный проводник и параллельно к нему размещалась магнитная стрелка.

При пропускании электрического тока через проводник, магнитная стрелка поворачивалась перпендикулярно проводнику. А когда цепь размыкалась, стрелка возвращалась в первоначальное положение. Это говорит о том, что в пространстве, окружающим проводник с током, действуют силы, вызывающие движение магнитной стрелки. Такие же которые действуют вблизи магнитов.

Таким образом, опыт Эрстеда доказывает, что в пространстве, окружающем проводник с током, возникаем магнитное поле.

Давайте это проверим.

Рисунок 3 — Простой опыт по преобразованию электричества в магнетизм

На металлический болт намотано, примерно, 2 метра медной проволоки в изоляции. На два вывода провода подадим напряжение 1,5 (В) от аккумулятора. И, согласно опыту, болт за счет возникшего магнитного поля вокруг провода станет обладать свойствами магнита.

Рисунок 4 — Опыт по преобразованию электричества в магнетизм (болт намагничен и притягивает к себе металлические предметы)

Как видим, это действительно так. И если отключить питание, то все магнитные свойства теряются.

Это подтверждает тот факт, что если через проводник пропустить электрический ток, то вокруг него возникает магнитное поле.

Если, как в данном случае, металлический предмет находится в зоне действия этого магнитного поля, то на это время он начинает обладать свойствами магнита. А у Фарадея наоборот. Если создать магнитное поле, например, два магнита или на какой-нибудь замкнутый проводник подать питание, этим также можно получить магнитное поле, и в это магнитное поле поместить, например, замкнутый проводник, то по этому проводнику потечёт ток. И чтобы его зафиксировать, нужно в разрыв проводника включить измерительный прибор.

В зависимости от направления тока протекающего по замкнутому проводнику, стрелка измерительного прибора будет отклоняться то в одну, то в другую сторону. И если рамку, не отсоединяя от прибора вдвинуть между полюсами магнита сверху вниз так, чтобы она пересекла силовые линии магнитного поля, то стрелка прибора отклонится.

Рисунок 5 — Опыт Фарадея по преобразованию магнетизма в электричество

Это означает, что в цепи рамки начал протекать электрический ток. Если перемещать её снизу-вверх, то стрелка отклоняется в другую сторону, то есть в рамке снова возникает электрический ток, но течёт он теперь в противоположном направлении.

Давайте проделаем похожий опыт. Возьмём контур из медного провода, намотанного в несколько витков, и к его концам подключим мультиметр, чтобы мы могли наблюдать будет ли напряжение на концах провода.

Рисунок 6 — Простой опыт по преобразованию магнетизма в электричество

А для создания магнитного потока используемым постоянный магнит. Будем его отдалять и приближать к контуру с измерительным прибором.

Рисунок 7 — Если сверху подводить магнит к контуру, то прибор показывает отрицательное значение напряжения, а при отводе магнита от контура, прибор показывает положительное значение напряжения (если перевернуть магнит, то все будет наоборот)

Рассмотрим формулу магнитного потока.

Рисунок 8 — Формула магнитного потока

Магнитный поток прямо пропорционален произведению B, S и Cos(α).

Когда мы приближаем или отдаляем магнит от контура, как в последнем опыте, то меняется индукция магнитного поля, в контуре возникает ток.

Если менять площадь контура в магнитном поле, ток в контуре также будет возникать. И если мы будем менять угол контура в магнитном поле относительно нормали, магнитный поток будет меняться — это приведет к возникновению тока в контуре. То есть контур будем вращать в этом магнитном поле, менять угол относительно нормали, то будет меняться косинус, соответственно, будет меняться магнитный поток.

Таким образом, когда мы меняем магнитную индукцию приближая или отдаляется магнит от контура, меняем площадь контура или угол с нормалью, то меняется магнитный поток. Следовательно, в контуре возникает индукционный ток. Когда все эти величины постоянные, то есть не меняются, то магнитного потока нет. Значит и нет индукционного тока.

Проделаем другой опыт. Сначала в теории и сразу же на практике.

Есть ли взять два замкнутых контура и поместить их рядом друг с другом

Рисунок 9 — Два индуктивно связанных контура

В один контур включим измерительный прибор, а в другой контур через выключатель, подсоединим батарейку. Тогда в момент замыкания ключа в первом контуре, во втором контуре потечет ток. Здесь, как и в предыдущих случаях, возникновение тока во втором контуре основано на явлении электромагнитной индукции, то есть второй контур индуктивно связан с первым. Во втором контуре электрический ток возникает только в тот момент, когда в первом контуре ключ замыкается или размыкается (это в случае, если в первом контуре постоянный источник напряжения).

Давайте проделаем опыт. Для этого возьмем две катушки, намотанные на один каркас. В одну из катушек включим вместо измерительного прибора светодиод. А на вторую катушку будем подавать постоянное напряжение от аккумулятора.

Рисунок 10 — Опыт с двумя катушками на одном сердечнике

В момент включения и отключения питания в первом контуре, во втором контуре возникает ток. Если первый контур питается от источника переменного напряжения, то во втором контуре также будет протекать ток. И если во второй контур включить прибор для измерения переменного тока, то он будет показывать наличие тока. При частоте 50 Гц эти частые изменения направления протекания тока, как бы, заменяют руку замыкающую и размыкающую цепь в первом контуре при постоянном источнике напряжения.

По этому принципу работает трансформатор на переменном токе.

Если взять две катушки и расположить их близко друг к другу, то по второй катушке потечет ток (в случае если на первую катушку подать питание, а вторую катушку замкнуть накоротко).

Рисунок 11 — Опыт с двумя катушками на общем сердечнике с возможностью менять количество витков и расстояние между ними

В результате индукции возбуждается ток во второй катушке, имеющий ту же форму и частоту. Степень индуктивной связи между катушками может быть различной. Катушки, находящиеся на очень малом расстоянии друг от друга – сильно связаны между собой (если количество витков в первой и второй катушках, примерно, одинаковы) и, соответственно, чем дальше катушки друг от друга, тем слабее их связь.

Изменять степень связи можно перемещая одну катушку относительно другой. Чем сильнее связаны катушки между собой, тем больше напряжение покажет вольтметр переменного тока, присоединенный ко второй катушке.

Если отдалять одну катушку относительно другой, то их связь слабеет.

Рассмотрим пример.

Рисунок 12 — Акустическая связь между двумя людьми

Если два человека находятся близко друг к другу, то акустическая связь между ними сильная, т. е. второй человек слышит хорошо все что говорит первый. А если расстояние между ними большое, то второй человек уже хуже различает и слышит слова, которые произносит первый (с учетом того, что он говорит не громче и не тише, а точно так же, как и говорил тогда, когда оба находились рядом друг с другом). В этом случае акустическая связь между ними слабая.

Если первая катушка имеет малое количество витков, а у второй катушки их значительно больше, даже если они располагаются близко друг к другу – взаимодействие между ними слабое. И если расстояние между катушками постоянное, то степень взаимодействия между ними можно регулировать, включая большее или меньшее количество витков в первую катушку, т. е. нужно намотать больше витков.

Рассмотри еще один пример.

Рисунок 13 — Акустическая связь между двумя людьми на большом расстоянии путем усиления голоса

Если второй человек находится на некотором расстоянии (постоянном) от первого человека, в этом случае степень акустического воздействия меняется путем усиления или ослабления голоса.

В качестве примера преобразования магнетизма в электричество, рассмотрим принцип работы мини генератора.

Рисунок 14 — Простой опыт преобразования магнетизма в электричество.

Когда мы вращаем ротор мини генератора, то на выводах обмоток статора получаем напряжение. Это мы можем наблюдать, например, подключив светодиод.

Подобные устройства могут работать как двигатель, так и генератор. Если подать напряжение на выводы обмоток статора, то ротор будет вращаться. Или если вращать ротор, то на выводах обмоток статора будет напряжение.

Рисунок 15 — Преобразования магнетизма в электричество в колесе самоката

В таких самокатах стоит мини генератор. При вращении колеса, включаются светодиоды, подключенные к выводам обмоток статора.

Что ж на этом можно закончить знакомство с явлением электромагнитной индукции.

Если понравилась статья, подписывайтесь на канал и не пропускайте новые публикации.

Читайте также:

1. Как электроэнергия передается от электростанций до наших домов;

2. Что такое электрический ток — простыми словами;

Электромагнитная индукция — MagLab

В 1831 году Майкл Фарадей провел множество экспериментов, чтобы доказать, что электричество может быть произведено из магнетизма. Он не только продемонстрировал электромагнитную индукцию, но и разработал хорошее представление о происходящих в ней процессах.

В 1831 году Майкл Фарадей провел многочисленные эксперименты, пытаясь доказать, что электричество может быть произведено из магнетизма. В течение нескольких недель великий экспериментатор не только ясно продемонстрировал это явление, известное теперь как электромагнитная индукция , но и разработал хорошее представление о связанных с ним процессах.В одном из экспериментов, проведенных Фарадеем в тот важный год, использовались постоянный магнит и гальванометр, подключенные к катушке с проволокой, намотанной вокруг бумажного цилиндра, аналогично тем, что показаны в этом руководстве.

Чтобы смоделировать эксперимент Фарадея, щелкните и перетащите стержневой магнит вперед и назад внутри катушки. Обратите внимание, что вольтметр , подключенный к катушке, показывает наличие тока только тогда, когда магнит действительно находится в движении, и что его стрелка отклоняется в одном направлении, когда магнит перемещается в катушку, и в противоположном направлении, когда его тянут. из катушки.Также обратите внимание на линий магнитного поля , изображенных синим цветом, исходящих от магнита, и то, как направление тока (указано черными стрелками) изменяется в зависимости от того, в каком направлении движется магнит. Как вы можете заметить, когда северный конец магнита входит в катушку, индуцируется ток, который распространяется вокруг катушки против часовой стрелки; когда магнит затем вытаскивается из катушки, направление меняется на по часовой стрелке.

Также обратите внимание, что создаваемый ток сильнее, когда магнит перемещается быстро, а не постепенно.Отрегулируйте ползунок числа витков и снова переместите магнит внутрь и из катушки, чтобы определить соотношение между витками провода в катушке и током, индуцированным в этой катушке. Как показывает вольтметр, большее напряжение может быть индуцировано в катушках, сделанных из большего числа витков провода.

Используйте синюю кнопку перекидного магнита , чтобы увидеть, как все меняется, когда южный конец магнита, демонстрирующий различные силовые линии, взаимодействует с катушками провода.

В этой демонстрации электромагнитной индукции механическая энергия движущегося магнита преобразуется в электричество, потому что движущееся магнитное поле, попадая в проводник, индуцирует ток, протекающий в проводнике. Что также происходит (хотя это не показано в этом руководстве), так это то, что ток, индуцированный в проводе, в свою очередь, создает другое магнитное поле вокруг провода. Это поле противостоит полю движущегося магнита, как объясняется Законом Ленца .

Электромагнитная индукция — обзор

23.4 Будущие тенденции

Томография удельного сопротивления с глубоким считыванием, полученная с помощью электромагнитных индукционных межскважинных исследований, может обеспечить лучший петрофизический контроль при построении моделей коллектора, чем наземные сейсмические исследования. Возможность выявления и мониторинга фронтов флюида с помощью межскважинных ЭМ-измерений может быть дополнена методом межскважинной сейсмической визуализации, который может очерчивать структуру и отслеживать движение газа в коллекторе (Yu et al., 2008, Göktürkler, 2011). Подробная информация об уровне коллектора, полученная в результате комбинированных глубинных измерений, дает петрофизикам и инженерам-разработчикам более полное представление о том, как флюиды движутся и взаимодействуют, что в конечном итоге будет определять принятие решений при управлении и добыче месторождений (Al-Ali et al., 2009) .

На фронте мониторинга добычи нефти и газа, благодаря технологическим инновациям, многофазные расходомеры, вероятно, будут развернуты в средах с более высоким давлением и температурой.Это может значительно расширить подводные применения технологии MPFM с дополнительными приложениями на суше для термической добычи тяжелой нефти (Pinguet et al., 2010) и добычи природного газа (Pinguet et al., 2013).

Для приложений постоянного измерения желательны МФР с минимальными требованиями к калибровке. Исследования в области новой интерпретации микроволновых измерений продемонстрировали потенциальную систему измерения WLR для многофазного потока, которая устойчива к изменениям солености воды (Xie, 2006).Показано, что можно охарактеризовать соленость многофазного потока с помощью комбинации измерений пропускания и рассеяния гамма-излучения (Sætre, Johansen, & Tjugum, 2010). Это потенциально может иметь приложения для мониторинга скважин, обеспечения потока или диагностики, такие как обнаружение прорыва пластовой или нагнетаемой воды и независимое от солености измерение многофазного потока.

Технологическая томография может повысить точность MPFM за счет уменьшения зависимости режима потока, определения (и корректировки эффектов) режимов потока и непосредственного измерения отдельных фазовых фракций и фазовых скоростей.Это усовершенствование позволит точно измерять дебиты многофазных потоков на поверхности и в скважине в более широком диапазоне режимов потока, содержания воды и газа и свойств флюидов с меньшей зависимостью от моделей потока, чем существующие методы. Необходимы непрерывные совместные исследования и совместные промышленные проекты, чтобы продемонстрировать, что MPFM на основе технологической томографии может превзойти существующие MPFM, в идеале без использования радиоактивного источника и по приемлемой цене.

Молекулярные выражения: электричество и магнетизм

Эксперимент Фарадея по индукции магнитного поля

Когда Майкл Фарадей сделал свое открытие электромагнитной индукции в 1831 году, он предположил, что изменяющееся магнитное поле необходимо для индукции тока в соседней цепи.Чтобы проверить свою гипотезу, он сделал катушку, обмотав бумажный цилиндр проволокой. Он подключил катушку к гальванометру, а затем перемещал магнит вперед и назад внутри цилиндра.

Щелкните и перетащите магнит назад и вперед внутри катушки.

Когда вы перемещаете магнит вперед и назад, обратите внимание, что стрелка гальванометра движется, указывая на то, что в катушке индуцируется ток. Также обратите внимание, что стрелка немедленно возвращается в ноль, когда магнит не движется.Фарадей подтвердил, что для возникновения электромагнитной индукции необходимо движущееся магнитное поле.

НАЗАД К РУКОВОДСТВАМ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСТВЕ И МАГНИТИЗМУ

Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.

© 1995-2021, автор — Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, программное обеспечение, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения правообладателей.Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами.

Этот веб-сайт поддерживается нашим

Команда разработчиков графики и веб-программирования
в сотрудничестве с оптической микроскопией в Национальной лаборатории сильного магнитного поля
.

Последнее изменение: пятница, 31 марта 2017 г., 10:10

Счетчик доступа с 6 сентября 1999 г .: 2176822

Электромагнитная индукция | Энциклопедия.com

Основы

Приложения

Электромагнитная индукция — это создание электродвижущей силы в замкнутой электрической цепи изменяющимся магнитным полем, которое проходит через цепь. (Чтобы понять, что означает «прохождение» магнитного поля через цепь, представьте себе пучок сырых спагетти, удерживаемых в круге, состоящем из большого и указательного пальцев: пряди спагетти соответствуют линиям магнитного поля, а большой и указательный пальцы соответствуют к проводящей петле или цепи.) Некоторые из самых основных компонентов систем электроснабжения, такие как генераторы и трансформаторы, используют электромагнитную индукцию.

Явление электромагнитной индукции было открыто британским физиком Майклом Фарадеем в 1831 году и вскоре независимо наблюдалось американским физиком Джозефом Генри. До этого было известно, что наличие электрического заряда заставит другие заряды на соседних проводниках перераспределяться. Кроме того, в 1820 году датский физик Ганс Кристиан Эрстед продемонстрировал, что электрический ток создает магнитное поле.Тогда казалось разумным спросить, может ли магнитное поле вызывать какой-то электрический эффект, например ток.

Электрический заряд, который неподвижен в магнитном поле, никак не взаимодействует с полем. Также движущийся заряд не будет взаимодействовать с полем, если он движется параллельно

в направлении поля. Однако движущийся заряд, пересекающий поле, будет испытывать силу, перпендикулярную как полю, так и направлению движения заряда (рис. 1).Теперь вместо одного заряда рассмотрим прямоугольную петлю из проволоки, движущуюся через поле. На две стороны петли будут действовать силы, перпендикулярные самой проволоке, так что никакие заряды не будут перемещаться. По двум другим сторонам будет течь заряд, но поскольку силы равны, заряды просто сгруппируются на одной стороне, создавая внутреннее электрическое поле для противодействия приложенной силе, и результирующий ток не будет (рисунок 2).

Как магнитное поле может вызвать прохождение тока через петлю? Фарадей обнаружил, что наличия магнитного поля недостаточно. Чтобы генерировать ток, магнитный поток через петлю — количество заключенных в нее силовых линий магнитного поля — должен изменяться со временем.Термин поток относится к потоку силовых линий магнитного поля через область, ограниченную петлей. Поток силовых линий магнитного поля подобен потоку воды по трубе и может увеличиваться или уменьшаться со временем.

Чтобы понять, как изменение магнитного потока генерирует ток, рассмотрим схему, состоящую из множества прямоугольных петель, соединенных с лампочкой. При каких условиях будет течь ток и лампочка будет гореть? Если цепь протянута через однородное магнитное поле, тока не будет, потому что поток будет постоянным.Но если поле неоднородно, заряды на одной стороне петли будут постоянно испытывать силу, большую, чем на другой стороне. Эта разница в силах заставит заряды циркулировать по петле в токе, который зажигает лампочку. Работа, совершаемая при перемещении каждого заряда по цепи, называется электродвижущей силой (ЭДС). Единицами электродвижущей силы являются вольты, как и напряжение батареи, которое также вызывает протекание тока через цепь. Для схемы не имеет значения, вызван ли изменяющийся поток собственным движением контура или движением магнитного поля, поэтому случай стационарной цепи и движущегося неоднородного поля эквивалентен предыдущей ситуации, и снова лампочка будет свет (рисунок 3).

Тем не менее, ток может быть индуцирован в цепи без перемещения ни петли, ни поля. В то время как стационарный контур в постоянном магнитном поле не вызывает зажигания лампы, тот же самый стационарный контур в поле, которое изменяется во времени (например, когда поле включается или выключается), будет испытывать электродвижущую силу. Это происходит потому, что изменяющееся магнитное поле генерирует электрическое поле, направление которого задается правилом правой руки — указав большим пальцем правой руки в направлении изменения магнитного потока, ваши пальцы могут быть обернуты вокруг направление индуцированного электрического поля.Когда ЭДС направлена вокруг цепи, будет течь ток, и лампочка загорится (рис. 3).

Различные условия, при которых магнитное поле может вызвать протекание тока через цепь, резюмируются законом индукции Фарадея. Изменение во времени потока магнитного поля через поверхность, ограниченную электрической цепью, создает в этой цепи электродвижущую силу.

Какое направление индуцированного тока? Магнитное поле будет создаваться индуцированным током.Если бы поток этого поля добавлялся к начальному магнитному потоку через цепь, тогда было бы больше тока, который создал бы больший поток, который создал бы больше тока, и так далее

без ограничений. Такая ситуация нарушила бы закон сохранения энергии и тенденцию физических систем сопротивляться изменениям. Таким образом, индуцированный ток будет генерироваться в направлении, которое создаст магнитный поток, который противодействует изменению индуцирующего потока. Этот факт известен как закон Ленца.

Связь между изменением тока в цепи и электродвижущей силой, которую оно вызывает в себе, называется самоиндукцией цепи. Если ток указан в амперах, а ЭДС — в вольтах, единицей самоиндукции является генри. Изменяющийся ток в одной цепи также может вызвать электродвижущую силу в соседней цепи. Отношение наведенной электродвижущей силы к скорости изменения тока в индукционной цепи называется взаимной индуктивностью и также измеряется в генри.

Электрический генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. В этом случае магнитное поле стационарно и не меняется во времени. Это цепь, которая вращается в магнитном поле. Поскольку область, допускающая прохождение силовых линий магнитного поля, изменяется во время вращения цепи, поток через цепь будет изменяться, вызывая ток (рис. 4). Обычно для обеспечения вращения контура используется турбина. Энергия, необходимая для движения турбины, может поступать от пара, вырабатываемого ядерным или ископаемым топливом, или от потока воды через плотину.В результате механическая энергия вращения превращается в электрический ток.

Трансформаторы — это устройства, используемые для передачи электроэнергии между цепями. Они используются в линиях электропередач для преобразования электричества высокого напряжения в электрический ток. В обычных устройствах, таких как радио, телевизоры и блоки питания цифровых устройств, также используются трансформаторы. За счет использования взаимной индуктивности

КЛЮЧЕВЫЕ УСЛОВИЯ трансформатора

Ампер — А стандартная единица измерения электрического тока.

Закон индукции Фарадея — Изменение во времени потока магнитного поля через поверхность, ограниченную электрической цепью, создает в этой цепи электродвижущую силу.

Flux— Расход количества через заданную область.

Генератор — Устройство для преобразования кинетической энергии (энергии движения) в электрическую.

Генри— Стандартная единица измерения индуктивности.

Закон Ленца — Направление тока, индуцируемого в цепи, будет таким, чтобы создавать магнитное поле, которое противодействует индуцирующему изменению потока.

Взаимная индуктивность — Отношение наведенной электродвижущей силы в одной цепи к скорости изменения тока в индукционной цепи.

Правило правой руки (для электрических полей, создаваемых изменяющимися магнитными полями) — Большим пальцем правой руки вдоль направления изменения магнитного потока пальцы согнуты, чтобы указать направление индуцированного электрического поля.

S elf-индуктивность — Электродвижущая сила, индуцированная в цепи, которая возникает в результате изменения во времени тока этой же цепи.

Вольт — Стандартная единица электрического потенциала и электродвижущей силы.

первичная цепь наводит ток во вторичной цепи. Изменяя физические характеристики каждой цепи, выход трансформатора может быть спроектирован в соответствии с конкретными потребностями.

Джон Аппель

1831: Фарадей описывает электромагнитную индукцию | Механизм хранения

Английский натурфилософ — современный термин для физика — Майкл Фарадей (1791–1867) известен своим открытием взаимодействия между электричеством и магнетизмом, лежащих в основе принципов электромагнитной индукции и электромагнитного вращения.Оба играют важную роль в технологиях магнитной записи и электродвигателя, лежащих в основе современных систем хранения данных. В его честь названа единица измерения электрической емкости фарад (Ф). Ранняя документация Фарадея о полупроводниковом эффекте (в кристаллах сульфида серебра) менее известна.

В серии лекций в Королевском обществе в Лондоне, Англия, в 1831 году, Фарадей описал результаты своих экспериментов, которые продемонстрировали производство «электрического тока» обычными магнитами.Он использовал жидкую батарею, чтобы пропустить электрический ток через небольшую катушку. Когда он перемещался в большую катушку или выходил из нее, ее магнитное поле индуцировало мгновенное напряжение в маленькой катушке, которое регистрировалось гальванометром. Шотландский физик-математик Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) выразил изменяющийся во времени аспект электромагнитной индукции в виде дифференциального уравнения, которое стало известно как закон Фарадея.

Хотя Фарадей первым опубликовал свою работу, американский ученый Джозеф Генри (1797–1878) независимо сделал то же открытие в 1832 году.Генри служил первым секретарем Смитсоновского института. Единица индуктивности, генри (H), названа в его честь.

Фарадей М. Experimental Researches in Electricity, Volume 1 (Ричард и Джон Эдвард Тейлор, 1839) Книга составлена из статей, опубликованных в Philosophical Transactions of the Royal Society за 1831-1838 гг.
Генри, Джозеф. Научные труды Джозефа Генри , Смитсоновский институт (1886)

«1833 — Зарегистрирован первый полупроводниковый эффект» Кремниевый двигатель Музей истории компьютеров, 2008
Хиршфельд, Алан В. Электрическая жизнь Майкла Фарадея , Walker & Company (7 марта 2006 г.).
Friedel, Robert D. Линии и волны: Фарадей, Максвелл и 150 лет электромагнетизма , Центр истории электротехники, Институт инженеров по электротехнике и электронике (1981)
Ван, Шань X., Александр Михайлович Тарарторин. «Индуктивные магнитные головки» Технология хранения магнитной информации Academic Press (1990) стр. 81 — 117
«Майкл Фарадей» (получено 11.3.14 с: http://www.chemheritage.org/discover/online-resources/chemistry-in-history/themes/electrochemistry/faraday.aspx)
«Биография Джозефа Генри» (получено 11.3.14 с http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Joseph_Henry)

Не идентифицированы

Имя файла: 1831_Faraday_v3
Ред .: 9.3,15

Что такое электромагнитная индукция? — Вселенная сегодня

Трудно представить мир без электричества. Когда-то электричество было скромным подарком, обеспечивающим человечество неестественным светом, который не зависел от газовых ламп или керосиновых фонарей. Сегодня он превратился в основу нашего комфорта, обеспечивая наше отопление, освещение и климат-контроль, а также питая всю нашу бытовую технику, будь то приготовление пищи, уборка или развлечения. И под большинством машин, которые делают это возможным, находится простой закон, известный как электромагнитная индукция, закон, который описывает работу генераторов, электродвигателей, трансформаторов, асинхронных двигателей, синхронных двигателей, соленоидов и большинства других электрических машин.С научной точки зрения это относится к созданию напряжения через проводник (провод или аналогичный кусок проводящего материала), который движется через магнитное поле.

Хотя считается, что многие люди внесли свой вклад в открытие этого явления, именно Майклу Фарадею приписывают первое открытие в 1831 году. Известный как закон Фарадея, он гласит, что «индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) в любом замкнутый контур равен скорости изменения магнитного потока через контур ».На практике это означает, что электрический ток будет индуцироваться в любой замкнутой цепи, когда магнитный поток (то есть величина магнитного поля), проходящий через поверхность, ограниченную проводником, изменяется. Это применимо независимо от того, изменяется ли само поле по силе или через него перемещается проводник.
Тогда как уже было известно, что электрический ток создает магнитное поле, Фарадей показал, что верно и обратное. Короче говоря, он доказал, что можно генерировать электрический ток, пропуская провод через магнитное поле.Чтобы проверить эту гипотезу, Фарадей обернул кусок металлической проволоки вокруг бумажного цилиндра, а затем подключил катушку к гальванометру (устройству, используемому для измерения электрического тока). Затем он перемещал магнит взад и вперед внутри цилиндра и регистрировал с помощью гальванометра, что в проводе индуцировался электрический ток. На основании этого он подтвердил, что движущееся магнитное поле необходимо для индукции электрического поля, потому что, когда магнит прекращает движение, прекращается и ток.
Сегодня электромагнитная индукция используется для питания многих электрических устройств.Одно из наиболее широко известных применений — в электрических генераторах (таких как плотины гидроэлектростанций), где механическая энергия используется для перемещения магнитного поля мимо катушек с проволокой для генерации напряжения.
В математической форме закон Фарадея гласит:? = — d? B / dt, где? — электродвижущая сила, ΔB — магнитный поток, а d и t — расстояние и время.

Мы написали много статей об электромагнитной индукции для Universe Today. Вот статья об электромагнитах, а вот статья о генераторах.

Если вам нужна дополнительная информация об электромагнитной индукции, прочтите эти статьи в All About Circuits and Physics 24/7.

Мы также записали целый эпизод Astronomy Cast, посвященный электромагнетизму. Послушайте, Эпизод 103: Электромагнетизм.

Источники:
http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_induction
http://en.wikipedia.org/wiki/Faraday%27s_law_of_induction
http://en.wikipedia.org/wiki/Mintage_flux
http: //микромагнит.fsu.edu/electromag/java/faraday2/
http://www.scienceclarified.com/El-Ex/Electromagnetic-Induction.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Galvanometer

Как это:

Like Loading …

Электромагнитная индукция — точка назначения

Электромагнитная индукция

Определение

Электромагнитная индукция — это производство напряжения или электродвижущей силы из-за изменения магнитного поля. Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем в 1830-х годах.Многие электрические компоненты и типы оборудования работают по принципу электромагнитной индукции. Он нашел множество применений в технике, включая электрические компоненты, такие как индукторы и трансформаторы, а также такие устройства, как электродвигатели и генераторы.

Метод электромагнитной индукции основан на измерении изменения взаимного сопротивления между парой катушек на поверхности земли или над ней. Большинство электромагнитных инструментов состоят из двух или более наборов катушек.Эти катушки электрически связаны и разделены фиксированным расстоянием. Катушка передатчика используется для создания электромагнитного поля определенной частоты. Это называется первичным полем. Первичное поле заставляет электрические токи течь в проводящих материалах под поверхностью. Поток токов в недрах, называемых вихревыми токами, создает вторичное магнитное поле, которое воспринимается приемной катушкой. Величина вторичного поля, воспринимаемого приемником, зависит от типа и распределения проводящего материала в геологической среде.Как индуцированное вторичное поле, так и первичное поле обнаруживаются на приемной катушке. Число витков в катушке / проводе прямо пропорционально наведенному напряжению. Индуцированное напряжение в электромагнитной индукции описывается следующим уравнением:

e = N × dΦdt

Где

e = индуцированное напряжение (измеряется в вольтах)

t = время (измеряется в секундах)

N = количество витков в катушке

Φ = магнитный поток (измеряется в Webers)

Многие типы электрического оборудования, такие как двигатели, генераторы и трансформаторы, работают на основе принципа электромагнитной индукции.

Применение электромагнитной индукции

Электромагнитная индукция — это создание электродвижущей силы (т. Е. Напряжения) на электрическом проводнике из-за его динамического взаимодействия с магнитным полем. Индукция используется в производстве и передаче электроэнергии, и стоит посмотреть, как это делается. Есть и другие эффекты с некоторыми интересными приложениями, которые следует учитывать, например, вихревые токи.

Электрогенератор — Электродвигатель — устройство для преобразования электрической энергии в механическую; электрический генератор делает обратное, используя механическую энергию для выработки электричества.В основе как двигателей, так и генераторов лежит проволочная катушка в магнитном поле. Фактически, одно и то же устройство можно использовать как двигатель или генератор.

Когда устройство используется в качестве двигателя, через катушку пропускается ток. Взаимодействие магнитного поля с током заставляет катушку вращаться. Чтобы использовать устройство в качестве генератора, катушку можно вращать, индуцируя ток в катушке.

Вихревые токи — Вихревые токи — это вихревые токи, возникающие в проводнике в ответ на изменение магнитного поля.По закону Лензи, ток закручивается таким образом, чтобы создать магнитное поле, препятствующее изменению; для этого в проводнике электроны вращаются в плоскости, перпендикулярной магнитному полю. Точнее, вихревые токи преобразуют более полезные формы энергии, такие как кинетическая энергия, в тепло, которое, как правило, гораздо менее полезно. Во многих приложениях потеря полезной энергии не особенно желательна, но есть несколько практических приложений.

Трансформаторы — Электроэнергия часто вырабатывается на большом расстоянии от места использования и передается на большие расстояния по линиям электропередач.Хотя сопротивление короткой линии электропередачи относительно низкое, на большом расстоянии сопротивление может стать значительным. Линия питания с сопротивлением R вызывает потерю мощности I2R; это тратится как тепло. Следовательно, уменьшая ток, можно минимизировать потери I2R. Трансформатор состоит из двух катушек, каждая с разным количеством петель, связанных железным сердечником, так что магнитный поток от одной проходит через другую. Когда поток, генерируемый одной катушкой, изменяется, как это происходит постоянно, если катушка подключена к источнику переменного тока, поток, проходящий через другую катушку, будет изменяться, вызывая напряжение во второй катушке.При питании от переменного тока индуцированное во второй катушке напряжение также будет переменным током.

Закон Фарадея и теория относительности

Закон Фарадея описывает два различных явления: ЭДС движения, генерируемую магнитной силой на движущемся проводе, и ЭДС трансформатора, создаваемую электрической силой из-за изменения магнитного поля из-за дифференциальная форма уравнения Максвелла – Фарадея. Джеймс Клерк Максвелл обратил внимание на отдельные физические явления в 1861 году. Считается, что это уникальный пример в физике того, где такой фундаментальный закон используется для объяснения двух таких разных явлений.

Эйнштейн заметил, что обе ситуации соответствуют относительному движению между проводником и магнитом, и на результат не влияет то, какой из них движется.