Induksi elektromagnetik

Induksi elektromagnetik adalah proses dimana energi medan elektromagnetik ditransfer ke tubuh yang terpapar pada radius. Misalnya, apa yang terjadi dengan magnet

Apa itu induksi elektromagnetik?

Itu Induksi elektromagnetik Ini terdiri dari penampilan arus listrik di pengemudi tertutup, berkat gerakan relatif antara pengemudi tersebut dan sumber medan magnet, seperti magnet.

Dengan sendirinya, saat istirahat, magnet tidak akan menghasilkan arus apa pun di sirkuit terdekat. Namun, jika magnet atau sirkuit bergerak, dimungkinkan untuk mendeteksi arus atau tegangan melalui galvanometer.

Hal penting untuk membuat arus, disebut arus yang diinduksi, adalah bahwa ada medan magnet yang alirannya bervariasi dalam waktu, dalam ruang atau keduanya.

Medan magnet diproduksi oleh magnet permanen, tetapi juga muncul pada driver di mana arus beredar, karena magnet selalu dikaitkan dengan beban bergerak.

Penemuan induksi elektromagnetik

Penemuan induksi elektromagnetik disebabkan oleh fisikawan bahasa Inggris Michael Faraday (1791-1867), seorang eksperimen yang terampil yang berasal dari sederhana.

Faraday bertanya -tanya apakah mungkin untuk mendapatkan listrik dari magnet; Fisikawan Denmark, pada tahun 1812, telah menemukan magnet dari arus dengan arus.

Memang, Hans Oersted (1777-1851) mengamati bahwa arus listrik mampu mengalihkan kompas, seperti magnet. Tertarik dengan penemuan ini, Faraday mulai bereksperimen pada tahun 1825, menghubungkan kumparan baterai dan mencoba mendeteksi arus listrik.

Tetapi arus diinduksi hanya jika ada perubahan dalam aliran medan magnet, dan Faraday tidak melihat bahwa jarum galvanometer bergerak, kecuali sedikit pada awal percobaan, ketika menghubungkan baterai ke sirkuit, atau pada akhirnya, saat terputus.

Dapat melayani Anda: Aliran medan listrik

Hanya dengan begitu saya mengamati bahwa jarum sedikit menyimpang, dalam satu arah saat berbelok.

Kemudian ia menyadari bahwa magnetisme menghasilkan arus listrik hanya jika fluks magnet melalui perubahan sirkuit. Kalau tidak, tidak ada arus yang muncul.

Eksperimen hebat lainnya, fisikawan Heinrich Lenz (1804-1865), mengamati, secara independen, bahwa arus yang diinduksi, atau tegangan jika lebih disukai, selalu menentang perubahan yang menghasilkannya.

Oleh karena itu, hukum induksi elektromagnetik dikenal sebagai nama Hukum Faraday-Lenz.

Aliran medan magnet

Penampilan arus yang diinduksi tergantung pada variasi dalam aliran medan magnet. Secara alami, bidang yang berubah dari waktu ke waktu, tentu menghasilkan aliran variabel, sehingga Faraday mengamati penampilan arus yang diinduksi saat terhubung atau terputus baterai.

Namun, medan magnet yang seragam juga dapat menghasilkan arus yang diinduksi jika sirkuit bergerak sehubungan dengan itu, sedemikian rupa sehingga jumlah garis medan yang melaluinya meningkat atau berkurang.

Cara lain untuk mengubah aliran lapangan adalah memvariasikan area sirkuit yang terbuka. Jika meningkat, demikian pula alirannya, dan jika berkurang, alirannya akan berkurang pada gilirannya. Dalam contoh yang dijelaskan nanti ada lebih banyak detail.

Aplikasi Induksi Magnetik

Penemuan Faraday dan ilmuwan lain menyebabkan kemajuan besar dalam teknologi dari abad ke -19.

Dengan cara ini, undang -undang induksi elektromagnetik, bahkan tidak diperhatikan oleh hampir selalu, hadir dalam berbagai aplikasi dan perangkat untuk penggunaan sehari -hari: energi yang mencapai bidikan domestik, telepon, peralatan medis, di dalam mobil, mikrofon nirkabel, oven nirkabel dan dapur dan banyak lagi.

Dapat melayani Anda: lengan tuas

Di bawah ini adalah tiga aplikasi induksi yang menarik:

Generator listrik

Ini adalah salah satu aplikasi terpenting: perangkat yang mampu mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Ide dasar generator adalah untuk meletakkan koil kawat (atau lebih baik, n kumparan) untuk berbelok ke dalam medan magnet.

Dengan cara ini aliran medan bervariasi terus menerus di koil, menghasilkan arus yang diinduksi yang dapat dikumpulkan untuk menyalakan bola lampu, antara lain.

Senter Dinamo

Senter dinamo tidak memerlukan baterai atau kabel untuk bekerja, karena itu diisi ulang secara manual. Tidak seperti senter yang umum, di dalamnya ada magnet yang mampu bergerak melalui loop, meluncurkan induksi elektromagnetik.

Senter Dinamo. Sumber: Wikimedia Commons

Saat mengaduk senter, fluks magnet yang berubah dari magnet yang datang dan menginduksi arus bergantian (osilasi) dalam loop. Arus diperbaiki dengan sirkuit penyearah yang sangat sederhana (memperbaiki arus berarti mencegahnya mengubah arah).

Setelah ini, arus melanjutkan untuk memuat kapasitor atau kapasitor, dan ketika senter ditutup sirkuit lain sehingga kapasitor diunduh. Sirkuit ini berisi dioda LED konsumsi yang sangat rendah, yang menyalakan menghasilkan cahaya.

Sistem Keselamatan Bandara

Di bandara, penumpang lewat di bawah busur yang berfungsi sebagai detektor logam. Suatu sistem kemudian diaktifkan yang mengirimkan arus ke kumparan yang bergantian dengan cepat, menghasilkan di sekitar orang tersebut sebuah medan magnet yang alirannya bervariasi.

Jika orang tersebut tidak membawa benda logam, tidak ada arus yang diinduksi dicatat, tetapi sebaliknya arus yang diinduksi dibuat yang mengaktifkan alarm.

Contoh induksi elektromagnetik

1. Kumparan diekstraksi dari medan magnet yang seragam

Misalkan medan magnet seragam yang bergerak dari kiri ke kanan. Mengekstraksi koil dari daerah lapangan, arus diinduksi di dalamnya, karena fluks magnet menurun.

Itu dapat melayani Anda: Free Fall: Concept, Persamaan, Latihan Diselesaikan

Arus yang diinduksi berhenti segera setelah kumparan pergi sepenuhnya dari lapangan, dan kembali jika koil masuk lagi, membatalkan ketika kumparan benar -benar tenggelam.

2. Dalam magnet gerak

Jika Anda memiliki kumparan istirahat, tetapi magnet bergerak melaluinya, arus di koil juga diinduksi.

3. Generator geser

Anda memiliki medan magnet yang seragam, dan sirkuit yang terdiri dari riel berbentuk U dan bar logam di ujung lainnya, untuk menutupnya. Lapangan tegak lurus terhadap area yang dikunci oleh sirkuit.

Meluncur batang untuk meningkatkan area yang terpapar ke lapangan, arus diinduksi yang bersirkulasi di sepanjang rel dan batang. Hal yang sama terjadi jika batang tergelincir untuk mengurangi area tersebut.

4. Kumparan rotasi dalam medan magnet yang seragam

Jika kumparan yang rusak di tengah medan magnet yang seragam, vektor normal ke bidangnya terus mengubah sudut yang terbentuk dengan medan. Dalam hal ini, fluks magnetik yang melintasi spira maksimal dan menyebabkan berturut -turut, sehingga menghasilkan arus bolak -balik.

5. Medan magnet variabel dalam waktu

Medan magnet selalu dapat dijaga tetap tegak lurus terhadap bidang loop, dan tidak ada yang terjadi.

Tetapi jika intensitasnya meningkat atau berkurang dari waktu ke waktu, bahkan jika loop diam, aliran magnetik juga akan melakukannya, dan oleh karena itu arus yang diinduksi akan muncul.

Referensi

1. Bauer, w. (2011). Fisika untuk Teknik dan Ilmu Pengetahuan. Volume 2. MC Graw Hill.
2. Giambattista, a. (2010). Fisika. 2nd. Ed. Bukit McGraw.
3. Giancoli, d. (2006). Fisika: Prinsip dengan aplikasi. 6. Ed Prentice Hall.
4.  Katz, d. (2013). Fisika untuk Ilmuwan dan Insinyur. Yayasan dan Koneksi. Pembelajaran Cengage.
5. Hewitt, hlm. (2012). Ilmu Fisik Konseptual. Ke -5. Ed. Pearson.