Elektromagnetische Induktion

Die elektromagnetische Induktion ist der Prozess, durch den die Energie eines elektromagnetischen Feldes in einen Körper übertragen wird, der auf seinem Radius ausgesetzt ist. Zum Beispiel, was passiert mit dem Magneten?

Was ist die elektromagnetische Induktion?

Der Elektromagnetische Induktion Es besteht dank der relativen Bewegung zwischen dem Treiber und einer Magnetfeldquelle, wie einem Magneten.

In Ruhe produziert ein Magnet keinen Strom in einer nahe gelegenen Schaltung. Wenn sich der Magnet oder die Schaltung jedoch bewegt, ist es möglich, den Strom oder die Spannung durch ein Galvanometer zu erkennen.

Das Wichtigste, um den Strom zu erstellen, genannt induzierter Strom, ist, dass es ein Magnetfeld gibt, dessen Fluss zeitlich, im Raum oder beides variabel ist.

Magnetfelder werden von permanenten Magneten erzeugt, treten aber auch in Treibern auf, durch die ein Strom zirkuliert, da Magnetismus immer mit beweglichen Lasten verbunden ist.

Entdeckung der elektromagnetischen Induktion

Die Entdeckung der elektromagnetischen Induktion ist auf den englischen Physiker Michael Faraday (1791-1867) zurückzuführen, einem geschickten Experimentator bescheidener Herkunft.

Faraday fragte sich, ob es möglich wäre, Elektrizität aus dem Magnetismus zu erhalten. Bereits 1812 ein dänischer Physiker hatte Magnetismus von einem Strom mit Strom gefunden.

In der Tat beobachtete Hans Oersted (1777-1851), dass der elektrische Strom einen Kompass wie Magnete auslenken kann. Faraday interessierte sich für diese Entdeckung und begann 1825 zu experimentieren, die Batterien -Spulen zu verbinden und einen elektrischen Strom zu erkennen.

Der Strom wird jedoch nur induziert, wenn sich Änderungen im Fluss des Magnetfelds vorhanden haben, und Faraday sah nicht, dass sich die Galvanometernadel zu Beginn des Experiments ein wenig bewegte Am Ende, wenn es getrennt wurde.

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Erst dann habe ich festgestellt, dass die Nadel beim Drehen leicht in eine Richtung abweichte.

Dann erkannte er, dass der Magnetismus nur dann einen elektrischen Strom erzeugt, wenn sich der magnetische Fluss durch die Schaltung ändert. Ansonsten erscheint kein Strom.

Ein weiterer großer Experimentator, der Physiker Heinrich Lenz (1804-1865), beobachtete unabhängig, dass der induzierte Strom oder die Spannung, wenn sie bevorzugt, immer der Veränderung widerspricht, die sie hervorbringt.

Daher wird das Gesetz über elektromagnetische Induktion als Name von bezeichnet Faraday-Lenz Law.

Der Magnetfeldfluss

Das Erscheinungsbild des induzierten Stroms hängt von der Variation des Flusses des Magnetfeldes ab. Natürlich erzeugt ein Feld, das sich im Laufe der Zeit verändert hat.

Ein gleichmäßiges Magnetfeld kann jedoch auch einen induzierten Strom erzeugen, wenn sich die Schaltung in Bezug auf ihn bewegt, so dass die Menge der Feldlinien, die es durchläuft, zunimmt oder abnimmt.

Eine andere Möglichkeit, den Feldfluss zu ändern. Wenn es zunimmt, nimmt auch der Fluss ab, und wenn es abnimmt, nimmt der Fluss wiederum ab. In den später beschriebenen Beispielen gibt es weitere Details.

Magnetische Induktionsanwendungen

Die Entdeckungen von Faraday und anderen Wissenschaftlern führten zu großen technologischen Fortschritten aus dem 19. Jahrhundert.

Auf diese Weise ist das elektromagnetische Induktionsgesetz, das von fast immer unbemerkt bleibt, in zahlreichen Anwendungen und Geräten für den täglichen Gebrauch vorhanden: die Energie, die den häuslichen Schuss, Telefone, medizinische Geräte, im Auto, drahtlosen Mikrofonen, drahtlose Öfen und die drahtlosen Öfen und den Küchen und mehr.

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Im Folgenden finden Sie drei interessante Induktionsanwendungen:

Der Stromerzeug

Dies ist eine der wichtigsten Anwendungen: ein Gerät, das die mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln kann. Die Grundidee des Generators besteht darin, eine Drahtspule (oder bessere N -Spulen) in ein Magnetfeld zu drehen.

Auf diese Weise variiert der Feldfluss kontinuierlich in der Spule und erzeugt einen induzierten Strom, der unter anderem eine Glühbirne ansetzt, um eine Glühbirne anzuzeigen.

Dinamo Taschenlampe

Eine Dinamo -Taschenlampe benötigt keine Batterien oder Kabel, da sie manuell wiederaufladbar ist. Im Gegensatz zu einer gewöhnlichen Taschenlampe befindet sich ein Magnet, der sich durch eine Schleife bewegen kann und die elektromagnetische Induktion startet.

Eine Dinamo -Taschenlampe. Quelle: Wikimedia Commons

Beim Rühren der Taschenlampe wird der sich ändernde magnetische Fluss des Magneten, der kommt und einen abwechselnden (oszillatorischen) Strom in einer Schleife induziert. Der Strom wird mit einem sehr einfachen Gleichrichterkreis behoben (korrigiert den Strom, was bedeutet, dass er nicht die Richtung ändert).

Danach lädt der Strom einen Kondensator oder Kondensator, und wenn die Taschenlampe eine andere Schaltung geschlossen ist, so dass der Kondensator heruntergeladen wird. Diese Schaltung enthält eine LED -Diode mit sehr niedrigem Verbrauch, die das Licht zum Erzeugen macht.

Flughafensicherheitssysteme

An Flughäfen passieren die Passagiere unter einem Bogen, der als Metalldetektor fungiert. Anschließend wird ein System aktiviert, das Ströme an eine Spule sendet, die sich schnell abwechseln und um die Person um ein Magnetfeld herum produziert, dessen Fluss variabel ist.

Wenn die Person keine Metallobjekte trägt, wird kein induzierter Strom aufgezeichnet, ansonsten wird jedoch ein induzierter Strom erstellt, der einen Alarm aktiviert.

Beispiele für elektromagnetische Induktion

1. Spule extrahiert aus einem gleichmäßigen Magnetfeld

Nehmen wir ein gleichmäßiges Magnetfeld an, das von links nach rechts geht. Extrahierter der Spule aus dem Feldbereich wird ein Strom darin induziert, da der magnetische Fluss abnimmt.

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Der induzierte Strom hört auf.

2. In Bewegungsmagnet

Wenn Sie eine Ruhspule haben, aber ein Magnet durch sie bewegt, wird auch ein Strom in der Spule induziert.

3. Schiebergenerator

Sie haben ein gleichmäßiges Magnetfeld und eine Schaltung, die aus einem u -veränderten Riel und einem Metallstab am anderen Ende besteht, um sie zu schließen. Das Feld ist senkrecht zum von der Schaltung gesperrten Bereich.

Schieben Sie die Stange, um die auf dem Feld ausgesetztes Gebiet zu erhöhen, ein Strom wird induziert, der entlang der Schiene und der Stange zirkuliert. Das gleiche passiert, wenn die Stange ausrutscht, um den Bereich zu reduzieren.

4. Rotationsspule in einem gleichmäßigen Magnetfeld

Wenn eine gebrochene Spule in der Mitte eines gleichmäßigen Magnetfelds, ändert der normale Vektor zu seiner Ebene kontinuierlich den Winkel, der sich mit dem Feld bildet. In diesem Fall ist der magnetische Fluss, der die Spira überquert.

5. Ein variabler Magnetfeld in der Zeit

Ein Magnetfeld kann immer senkrecht zur Ebene einer Schleife gehalten werden, und nichts passiert nichts.

Aber wenn seine Intensität im Laufe der Zeit zunimmt oder abnimmt, auch wenn die Schleife in Ruhe ist, wird auch der magnetische Fluss dies tun, und daher wird ein induzierter Strom angezeigt.

Verweise

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