Electromagnetic Induction at Batas

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Ang siyentista na si Michael Faraday ay natuklasan at nai-publish ang Electromagnetic induction noong taong 1831. Noong taong 1832, malayang natuklasan ang Amerikanong siyentista na si Joseph Henry. Ang pangunahing konsepto ng electromagnetic induction ay kinuha mula sa ideya ng mga linya ng puwersa. Bagaman sa oras ng pagtuklas, itinapon lamang ng mga siyentista ang kanyang mga ideya, sapagkat hindi nilikha ang matematika. Ginamit ni James Clerk Maxwell ang mga ideya ng Faraday bilang batayan ng kanyang dami na teoryang electromagnetic. Sa taong 1834, inimbento ni Heinrich Lenz ang batas na ipaliwanag ang pagkilos ng bagay sa buong circuit. Ang sapilitan na direksyon na e.mf ay maaaring matanggap mula sa batas ni Lenz at ang kasalukuyang mga resulta mula sa electromagnetic induction.

Ano ang Electromagnetic Induction?

Ang kahulugan ng electromagnetic induction ay ang paglikha ng boltahe o isang puwersang electromotive sa kabuuan sa driver sa loob ng magkakaibang magnetikong larangan. Pangkalahatan, kinikilala si Michael Faraday sa pagbabago ng induction noong taong 1831. Inilarawan ni James Clerk Maxwell na siyentipiko ito habang ang batas ng induction ng Faraday. Ang sapilitan direksyon ng patlang ay maaaring matuklasan sa pamamagitan ng batas ni Lenz. Pagkatapos, ang batas ni Faraday ay naisaayos ang equation ng Maxwell-Faraday. Ang mga aplikasyon ng electromagnetic induction ay kasama mga sangkap ng kuryente tulad ng mga transformer, inductors , pati na rin ang mga aparato tulad ng mga generator at motor .




Ang Batas ng Induction ng Faraday at ang batas ni Lenz

Ang batas ng induction ng Faraday ay gumagamit ng ΦB-magnetic flux sa buong lugar ng espasyo na napapaligiran ng isang wire loop. Dito maaaring mailarawan ang pagkilos ng bagay sa pamamagitan ng isang integral sa ibabaw.

magnetic-pagkilos ng bagay

magnetic flux



Kung saan ang ‘dA’ ay isang elementong pang-ibabaw
Ang ‘Σ’ ay nakapaloob sa wire loop
Ang 'B' ay ang magnetic field.
Ang 'B • dA' ay isang produktong tuldok na nakikipag-usap sa dami ng magnetic flux.

Ang magnetic flux sa buong wire loop ay maaaring proporsyonal sa no. ng mga linya ng magnetic flux na lumampas sa buong loop.

Sa tuwing magbabago ang pagkilos ng bagay sa ibabaw, ang batas ng Faraday ay nagsasaad na ang loop ng kawad ay nakakakuha ng isang EMF (lakas na electromotive). Ang pinakalaganap na batas ay nagsasaad na ang sapilitan EMF sa loob ng anumang closed circuit ay maaaring katumbas ng rate ng pagbabago ng magnetic flux na isinama ng circuit.


Kung saan ang 'ε' ay ang EMF & 'ΦB' ay ang magnetic flux. Ang direksyon ng pwersang electromotive ay maaaring ibigay ng batas ni Lenz, at ang batas na ito ay nagsasaad na ang isang sapilitan na kasalukuyang na dumadaloy sa loob ng paraan na lalabanan ang pagbabago na bumuo nito. Ito ay dahil sa negatibong signal sa loob ng naunang equation.

Upang itaas ang lakas na electromagnetic na nabuo, isang ordinaryong diskarte ay upang mabuo ang koneksyon ng pagkilos ng bagay sa pamamagitan ng paggawa ng isang mahigpit na loop ng sugat ng kawad na nakolekta sa N pantay na mga twists, bawat isa ay may katulad na magnetic flux na dumadaan sa kanila. Pagkatapos ang nagresultang EMF ay magiging N na beses sa 1-solong kawad.

ε = -N δΦB / ∂t

Ang isang EMF ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng isang paglihis ng magnetic flux sa buong wire-loop ibabaw na maaaring makuha sa maraming paraan.

  • Nagbabago ang magnetic field (B)
  • Ang loop ng wire ay maaaring mapangit pati na rin ang ibabaw (Σ) ay mabago.
  • Ang direksyon ng ibabaw (dA) ay nagbabago at anumang kombinasyon sa itaas

Lenz’s Law Electromagnetic Induction

Ang batas na electromagnetic induction ng batas ni Lenz ay nagsasaad na tuwing ang isang lakas na electromagnetic ay ginawa sa pamamagitan ng pagsasaayos ng magnetic flux batay sa Faraday's Law, kung gayon ang sapilitan na emf polarity ay bumubuo ng isang kasalukuyang & magnetic field na lumalaban sa pagbabago na bumubuo nito.

ε = -N δΦB / ∂t

Sa equation ng electromagnetic induction sa itaas, ang negatibong signal ay nagpapahiwatig ng sapilitan emf, pati na rin ang, baguhin sa loob ng magnetic flux (δΦB), may mga reverse signal.

Kung saan,

Ang Ε ay isang Induced emf

Ang δΦB ay nabago sa magnetic flux

N ay hindi. ng mga twists sa loob ng coil

Maxwell-Faraday Equation

Pangkalahatan, ang ugnayan sa pagitan ng puwersang electromagnetic na kilala bilang ε sa loob ng isang wire loop tungkol sa isang ibabaw na tulad ng Σ, pati na rin ang electric field (E) sa loob ng kawad ay maaaring ibigay ng

electric-field-in-the maxwell

electric-field-in-the maxwell

Sa equation sa itaas, ang 'dℓ' ay isang elemento ng curve ng ibabaw na kilala bilang 'Σ', na pinag-iisa ito sa kahulugan ng pagkilos ng bagay.
Ang integral na form ng Maxwell-Faraday equation ay maaaring nakasulat bilang

magnetic-pagkilos ng bagay

magnetic flux

Ang equation sa itaas ay isa sa Maxwell equation mula sa apat na mga equation at samakatuwid ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa loob ng klasikal na teoryang electromagnetism.

integral-form-of-the-maxwell – faraday-equation

integral-form-of-the-maxwell – faraday-equation

Batas at Kapamanggitan ng Faraday

Ang batas ni Faraday ay nagsasaad ng dalawang magkakaibang katotohanan. Ang isa ay ang electromagnetic force na maaaring mabuo sa pamamagitan ng isang magnetikong puwersa sa paglipat ng isang wire, pati na rin ang EMF ng transpormer na EMF ay maaaring mabuo sa isang puwersang elektrisidad dahil sa isang pagbabago ng magnetic field.

Noong taong 1861, iginuhit ni James Clerk Maxwell ang paunawa para sa magkakahiwalay na katotohanang napapansin. Maaari itong isaalang-alang na isang eksklusibong halimbawa sa mga konsepto ng pisika saan man ang isang pangunahing batas na naitaas upang linawin ang dalawang gayong hindi magkatulad na katotohanan.

Si Albert Einstein ay naobserbahan na ang dalawang kundisyon ay kapwa nag-usap patungo sa isang kumpare na kilusan sa isang magnet at isang konduktor, at ang resulta ay hindi nabago kung alin ang naglalakbay. Ito ay isa sa mga pangunahing linya na humantong sa kanya upang mapalawak ang partikular na relatividad.

Eksperimento sa Electromagnetic Induction

Alam natin na ang kuryente ay maaaring madala ng daloy ng mga electron kung hindi man kasalukuyang. Ang isa sa pangunahing at lubhang kapaki-pakinabang na tampok ng kasalukuyang ay gumagawa ito ng sarili nitong magnetic field na nalalapat sa maraming uri ng motor at pati na rin mga appliances. Dito magbibigay kami ng ideya tungkol sa konseptong ito sa pamamagitan ng pagpapaliwanag ng eksperimento sa induction na electromagnetic.

eksperimento sa electromagnetic-induction-eksperimento

eksperimento sa electromagnetic-induction-eksperimento

Ang kinakailangang mga materyales ng eksperimentong ito ay pangunahing kasama ang manipis na tanso na tanso, 12V lantern baterya, mahabang metal na kuko, 9V baterya, toggle switch, wire cutter, electrical tape, at mga clip ng papel.

  • Mga Koneksyon at Gumagawa Ito
  • Kumuha ng isang mahabang haba ng kawad at kumonekta sa positibong o / p ng switch ng toggle.
  • I-on ang kawad bilang isang minimum na 50 beses sa paligid ng metal na kuko upang makagawa ng isang solenoid.
  • Kapag tapos na ang pag-ikot ng kawad, ikonekta ang kawad sa negatibong terminal ng baterya.
  • Kumuha ng isang piraso ng kawad at ikonekta ito sa positibong terminal ng baterya at palitan ang negatibong terminal.
  • Buhayin ang switch.
  • Ilagay ang mga clip ng papel malapit sa metal na kuko.

Ang daloy ng kasalukuyang sa loob ang circuit Gagawin ang metal na kuko na maging magnetiko pati na rin ito ay magpapapa-magnet sa mga clip ng papel. Narito ang isang 12V na baterya ay bubuo ng isang mas malakas na magnet na ihambing sa 9V na baterya.

Mga Aplikasyon

Ang mga prinsipyo ng electromagnetic induction ay maaaring mailapat sa maraming mga aparato pati na rin mga system. Ang ilan sa mga halimbawa ng electromagnetic induction ay kasama ang sumusunod.

  • Mga Transformer
  • Mga motor na induction
  • Mga electric generator
  • Bumubuo ng electromagnetic
  • Mga metro ng Epekto ng Hall
  • Kasalukuyang Clamp
  • Pagluto ng induction
  • Mga metro ng daloy ng magnetiko
  • Tablet ng grapiko
  • Induction welding
  • Singilin na inductive
  • Mga inductor
  • Isang flashlight na kung saan ay Pinapagana ng Mekanikal
  • Singsing ng Rowland
  • Mga pickup
  • Transcranial magnetic stimulation
  • Paglipat ng wireless na enerhiya
  • Induction Sealing

Kaya, ito ay tungkol sa lahat Electromagnetic induction . Ito ay isang pamamaraan kung saan ang isang konduktor ay matatagpuan sa loob ng iba't ibang mga patlang na magnetiko na magdudulot ng pag-imbento ng isang boltahe sa buong conductor. Ito ay magiging sanhi ng isang kasalukuyang elektrisidad. Ang prinsipyo ng electromagnetic induction ay maaaring mailapat sa iba't ibang mga application tulad ng mga transformer, inductor, atbp Ito ang pundasyon ng lahat ng uri ng mga de-kuryenteng motor at generator na maaaring magamit para sa pagbuo ng kuryente mula sa paggalaw ng kuryente. Narito ang isang katanungan para sa iyo, sino ang nakatuklas ng electromagnetic induction?