電磁誘導のため変化する磁場の存在の中または周辺の身体における起電力(電圧)の誘導として定義されます。この現象は、1831年の間に、英国の物理学者で化学者のマイケルファラデーによって、電磁誘導のファラデーの法則によって発見されました。
ファラデーは、ワイヤーのコイルで囲まれた永久磁石を使って実験的テストを行い、コイルの電圧の誘導と下にある電流の循環を観察しました。
マイケル・ファラデー
この法則によれば、閉ループの誘導電圧は、表面を通過する磁束の時間に対する変化率に正比例します。したがって、変動する磁場の影響により、隣接する物体に電圧差(電圧)の存在を誘発することが可能です。
そして、この誘導電圧は、誘導電圧に対応する電流の循環と分析対象のインピーダンスを生じさせる。この現象は、モーター、発電機、変圧器、誘導炉、インダクター、バッテリーなど、日常的に使用される電力システムおよびデバイスの動作原理です。
数式と単位
ファラデーによって観測された電磁誘導は、この種の現象を再現し、それらの挙動を予測することを可能にする数学的モデリングを通じて科学の世界と共有されました。
式
電磁誘導の現象に関連する電気的パラメーター(電圧、電流)を計算するには、最初に、現在磁場として知られている磁気誘導の値を定義する必要があります。
特定の表面を通過する磁束が何であるかを知るには、その領域による磁気誘導の積を計算する必要があります。そう:
どこ:
Φ:磁束
B:磁気誘導
S:表面
ファラデーの法則は、周囲の物体に誘導される起電力は、以下に詳述するように、時間に対する磁束の変化率によって与えられることを示しています。
どこ:
ε:起電力
前の式の磁束の値を代入すると、次のようになります。
磁束に関連する領域の有限経路を区切るために、方程式の両側に積分を適用すると、必要な計算のより正確な近似が得られます。
さらに、閉回路での起電力の計算もこの方法で制限されます。したがって、方程式の両方のメンバーに積分を適用すると、次のことが得られます。
測定単位
磁気誘導は、テスラの国際単位系(SI)で測定されます。この測定単位は文字Tで表され、以下の基本単位のセットに対応しています。
1テスラは、1平方メートルの表面に1ウェーバーの磁束を生成する均一な磁気誘導に相当します。
Cegesimal System of Units(CGS)によれば、磁気誘導の測定単位はガウスです。両方のユニット間の等価関係は次のとおりです。
1テスラ= 10,000ガウス
磁気誘導の測定単位は、セルボ・クロアチアのエンジニア、物理学者、および発明者のニコラ・テスラにその名が由来しています。1960年代半ばにこの方法で命名されました。
どのように機能しますか?
一次要素と二次要素の間に物理的な接続がないため、誘導と呼ばれます。その結果、すべてが間接的かつ無形のつながりを通じて起こります。
電磁誘導の現象は、近くの導電性要素の自由電子に対する可変磁場の力線の相互作用を前提として発生します。
このため、誘導が行われる物体または媒体は、磁場の力線に対して垂直に配置する必要があります。このようにして、自由電子に加えられる力は大きくなり、その結果、電磁誘導ははるかに強くなります。
次に、誘導電流の循環方向は、可変磁場の力線によって与えられる方向によって与えられます。
一方、磁界フラックスを変化させて近くの物体または物体に起電力を誘導する3つの方法があります。
1-流れの強さの変化を通して、磁場のモジュールを修正します。
2-磁場と表面の間の角度を変更します。
3-固有サーフェスのサイズを変更します。
次に、磁場が変更されると、隣接するオブジェクトに起電力が誘導され、そのオブジェクトが持つ電流循環に対する抵抗(インピーダンス)に応じて、誘導電流が生成されます。
その順番で、システムの物理的構成に応じて、誘導電流の割合は一次電流よりも大きくなるか、または小さくなります。
例
電磁誘導の原理は、電圧変圧器の動作の基本です。
変圧器の変圧比(降圧または昇圧)は、各変圧器の巻線が持つ巻線の数によって決まります。
したがって、コイルの数に応じて、相互接続された電気システム内のアプリケーションに応じて、2次側の電圧が高くなる(昇圧トランス)または低くなる(降圧トランス)場合があります。
同様に、水力発電所の発電タービンも電磁誘導により作動します。
この場合、タービンブレードはタービンと発電機の間にある回転軸を動かします。これにより、ローターが動員されます。
次に、回転子は一連の巻線で構成され、動いているときに可変磁場を発生させます。
後者は、発電機の固定子に起電力を誘導します。固定子は、プロセス中に生成されたエネルギーをオンラインで輸送できるシステムに接続されています。
上記の2つの例から、日常生活の基本的なアプリケーションで電磁誘導が私たちの生活の一部であることを検出することが可能です。
参考文献
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- 歴史の中で今日。1831年8月29日:電磁誘導が発見されました。リカバリー元:mx.tuhistory.com
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- ウィキペディア、無料百科事典(2018)。テスラ(ユニット)。回復元:es.wikipedia.org