Modern elektrik mühendisliğinin temeli - elektromanyetik indüksiyon olgusu

Elektromanyetik indüksiyon fenomenielektrik mühendisliği temel biridir. İngiliz fizikçi Michael Faraday tarafından uzak 1831'de keşfedilen deneysel bir yoldu. O zaman, bir akımın ve bir yakın mıknatısın olduğu bir iletken arasındaki etkileşimin meydana geldiği bilinmektedir. Sabit yüklerin bir elektrik alanla etkileştiği ve hareketlerinin (akım) manyetik alandan ortaya çıktığı düşünülmüştür. Ancak, bu bilginin Faraday deneyinin sonuçlarına pratik olarak uygulanması ihtimali çok belirsizdi. Aslında, elektromanyetik indüksiyon fenomenini keşfeden bilim adamı, modern elektrik mühendisliğinin temellerini attı.

Deneyimin kendisi oldukça basitti: Kalıcı mıknatısın çubuğu, kangalın dönüşleri arasındaki merkez boşluğa taşındı ve taşındı. Bobin uçları, düşük akım ve voltaj değerlerini ölçmek için hassas bir cihaza bağlanmıştır.

Mıknatıs hareket ettiğinde ok olduğu gözlenmiştir.Galvanometre sıfır noktasından sapıyor. Ve sapma daha büyüktü, daha çok mıknatıs hareket etti. Eğer iki kutup ve alan kuvvetine sahip olduğunu hatırlarsak, manyetik akı ile indüklenen indüksiyon akımı arasındaki ilişki belirgindir.

Devredeki kendiliğinden akım oluşmadığındanBelki de, bir akımın ortaya çıkmasına izin veren bir elektromotor kuvvetin (EMF) ortaya çıkışı hakkında mantıklı bir sonuç çıkarılmıştır. Faraday elektromanyetik indüksiyon yasası, zaman içinde değişen bir manyetik alanın etkisinin, değişen bir elektrik alanın ortaya çıkmasına ve bir kapalı devre varlığında bir akıma neden olduğunu belirtmemize olanak sağlar.

Elektromanyetik indüksiyon olgusu izin verdiDevrimci bir sonuç çıkarmak için bilim adamı: elektrik alanın nedeni sadece ücret değil, aynı zamanda değişen bir manyetik alan olabilir. Daha sonra, bir genelleme formüle etti. Bu nedenle, Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon kanunu şöyle diyor: manyetik alanın yarattığı emf, doğrudan manyetik akı değişim oranına bağlıdır. Kapalı döngü için üretilen akım Ohm yasasına göre hesaplanır.

Elektromanyetik indüksiyon fenomeni karakteristik değildirsadece iletkenler için değil, aynı zamanda büyük iletken organlar için. Böylece, değişen bir manyetik alan iletkenin kalınlığında (çelik levha, vb.) Girdap akımları oluşturur. İstenmeyen ısınmaya neden olurlar, bu nedenle bunları ortadan kaldırmak için çeşitli yöntemler kullanılır (transformatörlerde, lamine çelik plakalarda). Bazı cihazlarda girdap akımların kullanıldığını unutmayın (disk sayısı ölçer).

Yakında, 1833'te, fizikçi E. Lenz, indüksiyonun EMF'sinin, görünüşünün nedenini nötralize etmek için böyle bir yönde bir akım oluşturduğu bir kuralı türetmiştir. Örneğin: değişen bir manyetik alan iletkende bir akım oluşturur. Kendi manyetik alanı (akımla iletkenlerin etrafında bulunur) orijinal nedene karşı koyacağı şekilde yönlendirilir.

Elektromanyetik indüksiyon olgusu izin verdiElektrik mühendisliğini bugünkü durumuna geliştirir. Bunu kullanan ekipmanların eksiksiz bir listesini sağlamak zordur. Örneğin, enerji santrallerinde jeneratörlerin çalışması bu fenomene dayanmaktadır. Bununla birlikte, üretim kapasitesi tasarım Faraday bu önemli bir değişime uğramıştır, bununla birlikte, genel prensip aynıdır: manyetik alan çizgileri ise kapalı döngü elektrik akımı, bir elektromotor kuvveti ile sonuçlanan yüksek frekanslı akım iletken sargılarla kesişir ve. Jeneratörler ve motorlara ek olarak, indüksiyon fenomeni örneğin transformatörlerde kullanılır.