Elektromanyetik İndüksiyon Formül ve Birimleri, Nasıl Çalışır ve Örnekler



elektromanyetik indüksiyon değişken bir manyetik alanın varlığı nedeniyle yakındaki bir ortamda veya gövdede bir elektromotor kuvvetinin (voltaj) indüksiyonu olarak tanımlanmaktadır. Bu fenomen, Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasasıyla, 1831 yılında, İngiliz fizikçi ve kimyager Michael Faraday tarafından keşfedildi..

Faraday, bir tel bobini ile çevrili sabit bir mıknatısla deneysel testler gerçekleştirdi ve bahsedilen bobin üzerinde bir voltaj indüksiyonunu ve altta yatan bir akımın dolaşımını gözlemledi.

Bu yasa, kapalı bir halkada indüklenen voltajın, zamana göre bir yüzeyi geçerken manyetik akının değişim oranıyla doğru orantılı olduğunu gösterir. Bu nedenle, değişken manyetik alanların etkisine bağlı olarak bitişik bir gövde üzerinde bir voltaj farkı (voltaj) varlığını indüklemek mümkündür..

Sırayla, bu indüklenen voltaj, indüklenen voltaja karşılık gelen bir akımın dolaşımına ve analiz nesnesinin empedansına neden olur. Bu fenomen, motorlar, jeneratörler ve elektrik transformatörleri, endüksiyon fırınları, indüktörler, aküler vb. Gibi güç sistemlerinin ve günlük kullanım cihazlarının hareket prensibidir..

indeks

  • 1 Formül ve birimler
    • 1.1 Formül
    • 1.2 Ölçü Birimi
  • 2 Nasıl çalışır??
  • 3 Örnekler
  • 4 Kaynakça

Formül ve birimler

Faraday tarafından gözlemlenen elektromanyetik indüksiyon, bu tip olayları çoğaltmaya ve davranışlarını öngörmeye olanak sağlayan matematiksel modelleme yoluyla bilim dünyasıyla paylaşıldı..

formül

Elektromanyetik indüksiyon olgusu ile ilişkili elektriksel parametreleri (voltaj, akım) hesaplamak için, öncelikle şu anda manyetik alan olarak bilinen manyetik indüksiyonun değerini tanımlamalıyız..

Belirli bir yüzeyi geçen manyetik akının ne olduğunu bilmek için, manyetik indüksiyonun ürünü, söz konusu alan tarafından hesaplanmalıdır. böylece:

burada:

Φ: Manyetik akış [Wb]

B: Manyetik indüksiyon [T]

S: Yüzey [m2]

Faraday Kanunu, çevre cisimler üzerinde indüklenen elektromotor kuvvetin, zamanla ilgili olarak manyetik akının değişim hızına göre verildiğini belirtir:

burada:

ε: Elektromotor kuvveti [V]

Bir önceki ifadedeki manyetik akının değerini değiştirirken, aşağıdakilere sahibiz:

Manyetik akıyla ilişkili alan için sonlu bir yörüngeyi sınırlamak amacıyla denklemin her iki tarafına da integraller uygulanırsa, gerekli hesaplamanın daha doğru bir şekilde elde edilmesi sağlanır..

Ek olarak, kapalı bir devrede elektromotor kuvvetinin hesaplanması da bu şekilde sınırlandırılmıştır. Böylece, denklemin her iki üyesine entegrasyon uygulanırken, şöyle elde edilir:

Ölçü birimi

Manyetik indüksiyon Teslas'taki Uluslararası Birimler Sisteminde (SI) ölçülür. Bu ölçü birimi T harfi ile temsil edilir ve aşağıdaki temel birimler kümesine karşılık gelir.

Bir tesla, bir metrekarelik bir yüzeyde 1 weber'lık bir manyetik akı üreten tekdüze karakterin manyetik indüksiyonuna eşittir.

Cegesimal Units System (CGS) 'e göre, manyetik indüksiyon ölçüm birimi gauss'tur. İki ünite arasındaki denklik ilişkisi şu şekildedir:

1 tesla = 10.000 gauss

Manyetik indüksiyon ölçüm birimi ismini mühendis, fizikçi ve mucit Sırp-Hırvat Nikola Tesla'ya borçludur. 1960 yılının ortasında bu şekilde seçildi..

Nasıl çalışır?

Buna indüksiyon denir, çünkü birincil ve ikincil elemanlar arasında fiziksel bir bağlantı yoktur; sonuç olarak, her şey dolaylı ve maddi olmayan bağlantılar üzerinden gerçekleşir.

Elektromanyetik indüksiyon olgusu, değişken bir manyetik alanın kuvvet hatlarının yakındaki bir iletken elemanın serbest elektronları üzerindeki etkileşimi göz önüne alındığında meydana gelir..

Bunun için, endüksiyonun gerçekleştiği nesne veya araçlar manyetik alanın kuvvet hatlarına göre dik olarak düzenlenmelidir. Bu şekilde, serbest elektronlara uygulanan kuvvet daha büyüktür ve sonuç olarak elektromanyetik indüksiyon çok daha güçlüdür..

Sırayla, indüklenen akımın dolaşım yönü, değişken manyetik alanın kuvvet hatları tarafından verilen yön ile verilir..

Öte yandan, manyetik alanın akışının bir vücut üzerinde veya yakındaki bir cisim üzerinde bir elektromotor kuvveti indüklemek için değiştirilebileceği üç yöntem vardır:

1- Akış yoğunluğundaki değişikliklerle manyetik alan modülünü değiştirin.

2- Manyetik alan ve yüzey arasındaki açıyı değiştirin.

3- İç yüzeyin boyutunu değiştirin.

Daha sonra, bir manyetik alan değiştirildikten sonra, komşu nesnede sahip olduğu akım akışının direncine bağlı olarak (empedans) bir indüklenen akım üretecek olan bir elektromotor kuvveti indüklenir..

Bu fikir sırasına göre, bu indüklenen akımın oranı, sistemin fiziksel konfigürasyonuna bağlı olarak birincilden daha büyük veya daha az olacaktır..

Örnekler

Elektromanyetik indüksiyon prensibi, elektrik voltaj transformatörlerinin çalışmasının temelidir..

Gerilim trafosunun (redüktör veya yükselticinin) dönüşüm oranı, trafonun her sarımının sahip olduğu sarım sayısı ile verilmektedir..

Bu nedenle, bobin sayısına bağlı olarak, sekonderdeki voltaj, birbirine bağlı elektrik sistemi içindeki uygulamaya bağlı olarak daha yüksek (yükseltici trafo) veya daha düşük (kademeli trafo) olabilir..

Benzer şekilde, hidroelektrik merkezlerinde elektrik üreten türbinler, elektromanyetik indüksiyon sayesinde de çalışır..

Bu durumda türbinin kanatları, türbin ve jeneratör arasında bulunan dönme eksenini hareket ettirir. Daha sonra, bu rotorun mobilizasyonu ile sonuçlanır.

Sırayla rotor, hareket halindeyken değişken bir manyetik alana neden olan bir dizi sarımdan oluşur..

İkincisi, işlem sırasında üretilen enerjinin çevrimiçi olarak taşınmasını sağlayan bir sisteme bağlı olan, jeneratör statorunda elektromotor bir kuvveti indükler..

Yukarıdaki iki örnek sayesinde, elektromanyetik indüksiyonun günlük yaşamın temel uygulamalarında hayatımızın bir parçası olduğunu tespit etmek mümkündür..

referanslar

  1. Elektromanyetik indüksiyon (s.f.). Şu adreslerden alındı: electronics-tutorials.ws
  2. Elektromanyetik indüksiyon (s.f.). Alınan: nde-ed.org
  3. Tarihte bugün 29 Ağustos 1831: Elektromanyetik indüksiyon keşfedildi. Alınan: mx.tuhistory.com
  4. Martín, T. ve Serrano, A. (s.f.). Manyetik indüksiyon Madrid Politeknik Üniversitesi. Madrid, İspanya Alınan: montes.upm.es
  5. Sancler, V. (s.f.). Elektromanyetik indüksiyon Alınan: euston96.com
  6. Wikipedia, Özgür Ansiklopedi (2018). Tesla (birim). Alınan: en.wikipedia.org