Aruhan elektromagnet

Penampilan dalam induksi EMF konduktor

Jika anda meletakkan medan magnet wayar dan gerakkannya supaya ia melintasi garisan medan semasa ia bergerak, maka wayar akan mempunyai daya elektromotifDipanggil Induksi EMF.

EMF aruhan akan berlaku dalam konduktor walaupun konduktor itu sendiri kekal pegun dan medan magnet akan bergerak, melintasi konduktor dengan garis dayanya.

Jika konduktor di mana EMF aruhan diaruh ditutup kepada mana-mana litar luaran, maka di bawah tindakan EMF ini arus akan mengalir melalui litar, yang dipanggil arus aruhan.

Fenomena aruhan EMF dalam konduktor apabila ia melintasi garisan medan magnetnya dipanggil aruhan elektromagnet.

Aruhan elektromagnet ialah proses terbalik, iaitu penukaran tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik.

Fenomena aruhan elektromagnet digunakan secara meluas dalam Kejuruteraan Elektrik… Peranti pelbagai mesin elektrik adalah berdasarkan penggunaannya.

Magnitud dan arah aruhan EMF

Sekarang mari kita pertimbangkan apa yang akan menjadi magnitud dan arah EMF teraruh dalam konduktor.

Magnitud EMF aruhan bergantung kepada bilangan garisan daya yang melintasi wayar bagi setiap unit masa, iaitu pada kelajuan pergerakan wayar di medan.

Magnitud EMF teraruh adalah berkadar terus dengan kelajuan pergerakan konduktor dalam medan magnet.

Magnitud EMF teraruh juga bergantung pada panjang bahagian wayar itu yang dilintasi oleh garis medan. Lebih besar bahagian konduktor yang dilintasi oleh garis medan, lebih besar emf teraruh dalam konduktor. Akhirnya, semakin kuat medan magnet, iaitu, semakin besar induksinya, semakin besar EMF dalam konduktor yang melintasi medan ini.

Oleh itu, nilai EMF aruhan yang berlaku dalam konduktor apabila ia bergerak dalam medan magnet adalah berkadar terus dengan aruhan medan magnet, panjang konduktor dan kelajuan pergerakannya.

Kebergantungan ini dinyatakan dengan formula E = Blv,

di mana E ialah EMF aruhan; B - aruhan magnetik; I ialah panjang wayar; v ialah halaju wayar.

Perlu diingat dengan tegas bahawa dalam konduktor yang bergerak dalam medan magnet, EMF aruhan berlaku hanya jika konduktor ini dilintasi oleh garis medan magnet medan. Jika konduktor bergerak di sepanjang garis medan, iaitu, ia tidak menyeberang, tetapi seolah-olah meluncur di sepanjang mereka, maka tiada EMF diinduksi di dalamnya. Oleh itu, formula di atas hanya sah apabila wayar bergerak berserenjang dengan garis medan magnet.

Arah emf teraruh (serta arus dalam wayar) bergantung pada arah di mana wayar itu bergerak. Terdapat peraturan sebelah kanan untuk menentukan arah EMF teraruh.

Jika anda memegang tapak tangan kanan anda supaya garis medan magnet memasukinya, dan ibu jari yang dibengkokkan akan menunjukkan arah pergerakan konduktor, maka empat jari yang dilanjutkan akan menunjukkan arah tindakan EMF teraruh dan arah daripada arus dalam konduktor.

Peraturan tangan kanan

Aruhan EMF dalam gegelung

Kami telah mengatakan bahawa untuk mencipta EMF aruhan dalam wayar, adalah perlu untuk memindahkan sama ada wayar itu sendiri atau medan magnet ke dalam medan magnet. Dalam kedua-dua kes, wayar mesti dilintasi oleh garis medan magnet medan, jika tidak, tiada emf akan teraruh. Emf teraruh, dan oleh itu arus teraruh, boleh berlaku bukan sahaja dalam wayar lurus, tetapi juga dalam wayar yang dipintal menjadi gegelung.

Apabila bergerak ke dalam gegelung daripada magnet kekal, EMF teraruh di dalamnya disebabkan oleh fakta bahawa fluks magnet magnet melintasi lilitan gegelung, iaitu, dengan cara yang sama seperti semasa menggerakkan wayar lurus dalam medan magnet.

Jika magnet perlahan-lahan diturunkan ke dalam gegelung, maka EMF yang timbul di dalamnya akan menjadi sangat kecil sehingga jarum peranti mungkin tidak menyimpang. Jika, sebaliknya, magnet dimasukkan dengan cepat ke dalam gegelung, pesongan anak panah akan menjadi besar. Ini bermakna bahawa magnitud EMF teraruh dan, dengan itu, kekuatan arus dalam gegelung bergantung pada kelajuan magnet, iaitu, pada seberapa cepat garis medan medan melintasi lilitan gegelung. Jika sekarang, secara bergantian, pada mulanya magnet yang kuat dan kemudian magnet yang lemah dimasukkan ke dalam gegelung pada kelajuan yang sama, maka anda akan melihat bahawa dengan magnet yang kuat jarum peranti akan menyimpang pada sudut yang lebih besar.Ini bermakna, magnitud EMF teraruh dan, dengan itu, kekuatan arus dalam gegelung bergantung pada magnitud fluks magnet magnet.

Akhirnya, jika magnet yang sama diperkenalkan pada kelajuan yang sama, pertama ke dalam gegelung dengan bilangan lilitan yang banyak, dan kemudian dengan nombor yang lebih kecil, maka dalam kes pertama jarum peranti akan menyimpang dengan sudut yang lebih besar daripada dalam yang kedua. Ini bermakna bahawa magnitud EMF teraruh dan, dengan itu, kekuatan arus dalam gegelung bergantung pada bilangan lilitannya. Keputusan yang sama boleh diperolehi jika elektromagnet digunakan dan bukannya magnet kekal.

Arah aruhan EMF dalam gegelung bergantung kepada arah pergerakan magnet. Bagaimana untuk menentukan arah EMF aruhan, kata undang-undang yang ditubuhkan oleh E. H. Lenz.

Hukum aruhan elektromagnet Lenz

Sebarang perubahan dalam fluks magnet di dalam gegelung disertai dengan penampilan EMF aruhan di dalamnya, dan lebih cepat perubahan fluks magnet yang menembusi gegelung, lebih besar EMF di dalamnya.

Jika gegelung di mana EMF aruhan dicipta ditutup kepada litar luaran, maka arus aruhan mengalir melalui lilitannya, mewujudkan medan magnet di sekeliling wayar, yang menyebabkan gegelung bertukar menjadi solenoid. Ternyata bahawa medan magnet luaran yang berubah-ubah mendorong arus teraruh dalam gegelung, yang seterusnya mencipta medan magnetnya sendiri di sekeliling gegelung-medan semasa.

Mengkaji fenomena ini, E. H. Lenz menubuhkan undang-undang yang menentukan arah arus aruhan dalam gegelung dan, dengan itu, arah EMF aruhan.Emf aruhan yang berlaku dalam gegelung apabila fluks magnet berubah di dalamnya mencipta arus dalam gegelung dalam arah sedemikian sehingga fluks magnet gegelung yang dicipta oleh arus ini menghalang fluks magnet luar daripada berubah.

Undang-undang Lenz adalah sah untuk semua kes aruhan semasa dalam wayar, tanpa mengira bentuk wayar dan cara perubahan dalam medan magnet luaran dicapai.

Apabila magnet kekal bergerak relatif kepada gegelung wayar yang disambungkan ke terminal galvanometer, atau apabila gegelung bergerak relatif kepada magnet, arus teraruh dijana.

Arus aruhan dalam konduktor besar

Fluks magnet yang berubah-ubah mampu mendorong EMF bukan sahaja dalam lilitan gegelung, tetapi juga dalam konduktor logam besar. Menembusi ketebalan konduktor besar, fluks magnet mendorong EMF di dalamnya, yang menghasilkan arus aruhan. Ini yang dipanggil arus pusar dihamparkan di atas wayar pepejal dan terlitar pintas di dalamnya.

Teras transformer, teras magnet pelbagai mesin dan peranti elektrik hanyalah wayar besar yang dipanaskan oleh arus aruhan yang timbul di dalamnya. Fenomena ini tidak diingini, oleh itu, untuk mengurangkan magnitud arus aruhan, bahagian-bahagian mesin elektrik dan teras pengubah tidak besar, tetapi terdiri daripada kepingan nipis yang terlindung antara satu sama lain dengan kertas atau lapisan varnis penebat. Oleh itu, laluan perambatan arus pusar di sepanjang jisim konduktor disekat.

Tetapi kadangkala dalam amalan arus pusar juga digunakan sebagai arus berguna. Penggunaan arus ini adalah berdasarkan, sebagai contoh, kerja relau pemanasan aruhan, meter elektrik dan apa yang dipanggil peredam magnet bagi bahagian bergerak alat pengukur elektrik.

Lihat juga: Fenomena aruhan elektromagnet dalam lukisan