Bilim adamı Michael Faraday keşfedildi ve Elektromanyetik indüksiyon 1831 yılında. 1832 yılında Amerikalı bilim adamı Joseph Henry bağımsız olarak keşfedildi. Elektromanyetik indüksiyonun temel kavramı kuvvet çizgileri fikrinden alınmıştır. Keşfedildikleri sırada bilim adamları fikirlerini basitçe bir kenara attılar, çünkü bunlar matematiksel olarak yaratılmamışlardı. James Clerk Maxwell, kantitatif elektromanyetik teorisinin temeli olarak Faraday'ın fikirlerini kullandı. 1834 yılında, Heinrich Lenz devre boyunca akıyı açıklamak için yasayı icat etti. İndüklenen emf yönü, Lenz yasasından ve mevcut elektromanyetik indüksiyondan elde edilebilir.
Elektromanyetik İndüksiyon nedir?
Elektromanyetik indüksiyonun tanımı, gerilim veya elektromotor kuvvetin yaratılmasıdır. sürücüye değişen bir manyetik alan içinde. Genel olarak, Michael Faraday 1831 yılında tümevarımın yeniliği ile tanınır. James Clerk Maxwell bunu bilimsel olarak tanımlarken, Faraday'ın tümevarım yasası. İndüklenen alan yönü Lenz yasası ile keşfedilebilir. Daha sonra, Faraday yasası Maxwell-Faraday denklemini genelleştirdi. Elektromanyetik indüksiyon uygulamaları şunları içerir: elektrik parçaları transformatörler gibi indüktörler gibi cihazların yanı sıra jeneratörler ve motorlar .
Faraday'ın İndüksiyon Yasası ve Lenz yasası
Faraday’ın indüksiyon yasası, bir tel döngü ile çevrili bir alan boyunca ΦB-manyetik akıyı kullanır. Burada akı, bir yüzey integrali ile tanımlanabilir.
manyetik akı
'DA' nın bir yüzey öğesi olduğu yer
'Σ' tel döngü ile çevrelenmiştir
'B' manyetik alandır.
'B • dA', manyetik akı miktarı ile iletişim kuran bir iç çarpımdır.
Tel döngü boyunca manyetik akı no ile orantılı olabilir. döngü boyunca aşan manyetik akı çizgileri.
Yüzey sırasında akı değiştiğinde, Faraday yasası tel döngüsünün bir EMF (elektromotor kuvvet) elde ettiğini belirtir. En yaygın yasa, herhangi bir kapalı devre içinde indüklenen EMF'nin, devrenin içerdiği manyetik akının değişim hızına eşdeğer olabileceğini belirtir.
'Ε' nin EMF olduğu ve 'ΦB' nin manyetik akı olduğu yerde. Elektromotor kuvvet yönü Lenz yasası ile verilebilir ve bu yasa, onu üreten dönüşüme direnecek şekilde akacak indüklenmiş bir akım olduğunu belirtir. Bunun nedeni, önceki denklemdeki negatif sinyaldir.
Üretilen elektromanyetik kuvveti yükseltmek için sıradan bir yaklaşım, her biri içlerinden geçen benzer manyetik akıya sahip N eşit bükülme ile toplanan sıkıca sarılmış bir tel halkası yaparak akı bağlantısı geliştirmektir. Daha sonra ortaya çıkan EMF, 1-tek telinkinin N katı olacaktır.
ε = -N δΦB / ∂t
Bir EMF, tel döngü yüzeyi boyunca manyetik akının bir sapması yoluyla üretilebilir, çeşitli yollarla elde edilebilir.
- Manyetik alan (B) değişir
- Tel halkası deforme olabileceği gibi yüzey (Σ) de değişebilir.
- Yüzeyin yönü (dA) değişir ve yukarıdaki kombinasyonlardan herhangi biri
Lenz Yasası Elektromanyetik İndüksiyon
Lenz yasası elektromanyetik indüksiyon, Faraday Yasasına göre manyetik akının ayarlanmasıyla bir elektromanyetik kuvvet üretildiğinde, indüklenen emf polaritesinin bir akım ve manyetik alan oluşturduğunu ve onu oluşturan değişime direnç gösterdiğini belirtir.
ε = -N δΦB / ∂t
Yukarıdaki elektromanyetik indüksiyon denkleminde, negatif sinyal indüklenen emk'yi ve ayrıca manyetik akı (δΦB) içindeki modifikasyonun ters sinyallere sahip olduğunu gösterir.
Nerede,
Ε bir İndüklenmiş emf'dir
δΦB, manyetik akıda modifiye edilir
N hayır. bobin içinde bükülme sayısı
Maxwell-Faraday Denklemi
Genel olarak, Σ gibi bir yüzey etrafında bir tel döngü içerisinde ε olarak bilinen elektromanyetik kuvvet ile telin içindeki elektrik alanı (E) arasındaki ilişki şu şekilde verilebilir:
maxwell'deki elektrik alanı
Yukarıdaki denklemde, 'dℓ', 'Σ' olarak bilinen ve bunu akı tanımıyla birleştiren yüzeyin eğri öğesidir.
Maxwell-Faraday denkleminin integral formu şu şekilde yazılabilir:
manyetik akı
Yukarıdaki denklem aşağıdakilerden biridir: Maxwell denklemleri dört denklemden ve dolayısıyla klasik elektromanyetizma teorisinde önemli bir rol oynar.
maxwell-faraday-denkleminin integral formu
Faraday Yasası ve Görelilik
Faraday yasası iki farklı gerçeği belirtir. Birincisi, elektromanyetik kuvvetin hareket eden bir tel üzerinde manyetik bir kuvvet yoluyla üretilebilmesinin yanı sıra, bir manyetik alan değişikliği nedeniyle bir elektrik kuvvetiyle bir elektrik kuvvetiyle üretilebilen transformatör EMF'nin EMF'sidir.
1861 yılında, James Clerk Maxwell ayrı fiziksel gözlemlenebilir gerçeğe dikkat çekti. Bu, iki farklı gerçeği açıklığa kavuşturmak için böylesine temel bir yasanın gündeme getirildiği her yerde fizik kavramlarında özel bir örnek olarak düşünülebilir.
Albert Einstein, her iki koşulun da bir mıknatıs ve bir iletken arasındaki karşılaştırmalı bir harekete doğru iletişim kurduğunu ve sonucun hangi kişinin seyahat ettiği ile değişmediğini gözlemledi. Bu, onu belirli göreliliği genişletmeye götüren ana yollardan biriydi.
Elektromanyetik İndüksiyon Deneyi
Akım yoksa elektriğin elektron akışı ile taşınabileceğini biliyoruz. Akımın temel ve çok kullanışlı özelliklerinden biri, çeşitli motor türlerinde ve cihazlarda uygulanabilen kendi manyetik alanını oluşturmasıdır. Burada elektromanyetik indüksiyon deneyini açıklayarak bu kavram hakkında bir fikir vereceğiz.
elektromanyetik indüksiyon deneyi
Bu deneyin gerekli malzemeleri arasında ince bakır tel, 12V fener bataryası, uzun metal çivi, 9V batarya, geçiş anahtarı, tel kesiciler, elektrik bandı ve ataçlar bulunmaktadır.
- Bağlantılar ve Çalışıyor
- Uzun bir kablo alın ve geçiş anahtarının pozitif o / p'sine bağlayın.
- Bir solenoid yapmak için teli metal çivi etrafında en az 50 kez çevirin.
- Telin bükülmesi tamamlandıktan sonra, teli pilin negatif terminaline bağlayın.
- Bir kablo parçası alın ve bunu pilin pozitif terminaline ve geçiş anahtarı negatif terminaline bağlayın.
- Anahtarı etkinleştirin.
- Ataşları metal çivinin yakınına yerleştirin.
Akımın akışı devre metal çiviyi manyetik hale getirecek ve aynı zamanda ataçları mıknatıslayacaktır. Burada bir 12V pil, 9V pil ile karşılaştırıldığında daha güçlü bir mıknatıs oluşturacaktır.
Uygulamalar
Elektromanyetik indüksiyon prensipleri birçok cihazda ve sistemde uygulanabilir. Elektromanyetik indüksiyon örneklerinden bazıları aşağıdakileri içerir.
- Transformers
- Endüksiyon motorları
- Elektrik jeneratörleri
- Elektromanyetik şekillendirme
- Hall Etkisi ölçerler
- Akım Pensi
- İndüksiyonla pişirme
- Manyetik akış ölçerler
- Grafik tableti
- İndüksiyon kaynağı
- Endüktif şarj
- İndüktörler
- Mekanik olarak Güçlendirilmiş bir el feneri
- Rowland yüzük
- Alımlar
- Transkraniyal manyetik stimülasyon
- Kablosuz enerji transferi
- İndüksiyon Sızdırmazlık
Böylece, bu tamamen Elektromanyetik indüksiyon . Bir iletkenin değişken bir manyetik alan içine yerleştirildiği ve iletken boyunca bir voltajın bulunmasına neden olacak bir yöntemdir. Bu, elektrik akımına neden olur. Elektromanyetik indüksiyon prensibi, transformatörler, indüktörler, vb. Gibi farklı uygulamalarda uygulanabilir. Bu, elektrik hareketinden elektrik üretmek için kullanılabilen her türlü elektrik motoru ve jeneratörün temelidir. İşte size bir soru, elektromanyetik indüksiyonu kim keşfetti?
